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Universidad Nacional de Trujillo Ing. Mecnica

TECNOLOGIA DE GRUPOS Pgina 1

TECNOLOGIA DE GRUPOS

1. INTRODUCCION

Las industrias de produccin masiva se caracterizan por la fabricacin

de un gran nmero de componentes del mismo tamao y configuracin.

En ellas, se obtiene una elevada productividad debido al uso extensivo

de la automatizacin, mquinas de propsito especial y mtodos

productivos de flujo en lnea. El equipamiento necesario para este tipo

de produccin precisa de una elevada inversin de capital y es

inherentemente inflexible mientras est operando.

Durante los ltimos aos, sin embargo, las empresas de fabricacin

estn dirigiendo sus pasos hacia la adopcin de una produccin del tipo

multiproducto y tamao pequeo de lote, con vistas a adaptarse a un

movimiento del mercado caracterizado por una sociedad diversificada y

especializada, as como a unos ms cortos ciclos de vida de los

productos. El nmero de empresas en todo el mundo que utilizan una

produccin de tipo multiproducto con tamao pequeo de lote, se espera

que se incremente en aos venideros.

Se han realizado muchos esfuerzos para investigar la eficiencia de la

produccin masiva. Sin embargo, no son tantos los relacionados con la

produccin multiproducto. Por ello, se ha hecho necesario, establecer

algunas teoras tiles para hacer flexibles y efectivos en la prctica, los

sistemas de produccin basados en la filosofa multiproducto con

tamao de lote pequeo.

En esta filosofa de produccin el flujo de materiales para obtener cada

uno de los productos es distinto y complicado, a diferencia de lo que

ocurre en la produccin masiva. Las caractersticas ms reseables de

la fabricacin multiproducto son las siguientes:

Variedad de productos.

Variedad de procesos productivos.

Complejidad de la capacidad productiva.

Dificultad en la planificacin de la produccin.


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Se han hecho varios acercamientos hacia esta filosofa de produccin,

uno de ellos es la llamada Tecnologa de Grupos (GT, Group

Technology).

2. ANTECEDENTESEn 1925 en el artculo presentado por R.E.Flanders para la American

Society of Mechanical Engineers describe como resolvan los problemas

que tenan en la fabricacin utilizando los siguientes principios:

estandarizacin de productos, departamentizacin por productos y no

por procesos, minimizacin del transporte y control visual del trabajo.

J.c. Kerr en un artculo presentado en 1938 en la Institution of Production

Engineers, sobre planificacin en una empresa de ingeniera sugiere elconcepto de seccionarizacinde grupos de maquinas herramientas, la

idea es dar a ciertas mquinas trabajos estn dar que estn en

secuencia con otras mquinas. En 1949, Arn Korling de la empresa

sueca de camiones Scania presenta el artculo en Paris titulado

'Produccin en grupo y su influencia en la productividad'. El principio de

la produccin en grupo es la adaptacin de la produccin en lnea a

diferentes mquinas para que realicen trabajos en lote. Esto implica una

descentralizacin radical y la creacin de unidades o grupos los cuales

disponen del material necesario para realizar una parte del producto que

se est fabricando.

Por otra parte en los pases del Este de Europa, se estaba produciendo

una evolucin de estas ideas de una forma semejante que se demuestra

por la publicacin en 1958 en Rusia del libro de Mitrofanov "The

Scientific Principles of Group Technology". En esta poca, existen varias

razones para aclimatar algunas empresas industriales a este desarrollo,

entre las que cabe destacar:

El crecimiento de las empresas estaba creando dificultades en la

realizacin de productos muy complejos.

Haba un deseo de reducir los costes de produccin.

La rpida utilizacin de la electrnica en el procesamiento de

datos demandaba una clasificacin y codificacin del sistema.


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Haba un deseo de cambiar de la fabricacin en masa a la

produccin en pequeos lotes.

Desde 1965 hasta los aos ochenta, las fbricas en la Unin Sovitica

utilizaron tecnologas de grupo y se produjo una gran creacin literaria

en este tema. Entre los trabajos ms notables podemos destacar los de

Mitrofanov (con su famoso libro, ya citado y titulado: "Principios

cientficos de tecnologa de grupos"), Ivanov, y Dem Yanyuk. Es posible

que en un sistema econmico planificado de forma centralizada, fuese

peculiarmente adecuado para emerger la TG y ciertas polticas de

estandarizacin nacional tales como establecer rangos de tamaos,

podra haber sido muy til para el desarrollo de esta tecnologa.El trabajo ms importante sobre TG en Alemania, se llev a cabo por el

Aachen Technical University en 1960 desarrollado por Opitz que creo un

sistema de clasificacin decomponentes de mquinas. En Inglaterra las

empresas Serck-Audco, Ferrodo, y Ferranti implementaron TG con la

empresa consultora Brisch que tena especialistas en codificacin y

clasificacin que crearon cierto inters por esta tcnica. Posteriormente

otros grupos como el de Manchester University Institute of Science and

Technology, empezaron a estudiar en profundidad este tema. En Turin,

estudios realizados por el profesor Burbridge en mtodos deanlisis del

flujo de produccin tambin pueden considerarse una interesante

contribucin en este tema.

En Estados Unidos, la primera aplicacin de la tecnologa de grupos fue

en la Langston Divisin de Harris-lntertype en New lersey, alrededor de

1969. Eran conocidos como un taller de maquinado tradicional,

ordenado con una distribucin tipo proceso que se reorganiz en lneas

de "familias de partes", cada una de las cuales se especializaba en

producir una configuracin de parte determinada. Se identificaron

familias y se tomaron fotografas aproximadamente al 15 % de las partes

que se producan en la planta y se agruparon en familias. Cuando los

cambios se llevaron a cabo mejor la productividad en un 50% y los

tiempos de produccin se redujeron de semanas a das.


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3. DEFINICIONES PREVIAS:

3.1. PRODUCCIN MULTIPRODUCTO: La produccin multiproducto,

o produccin conjunta existe cuando las empresas producen y

venden ms de un producto utilizando los mismos factores de

produccin. La produccin multiproducto se puede dar tanto en

estructuras productivas competitivas (producen bienes similares o

sustitutos) como en no competitivas (productos primarios).

La produccin conjunta se realiza porque la empresa tiene

ventajas de produccin o costos al fabricar todos los productos en

vez de uno solo.

Produccin Multiproducto

3.1.1. TIPOS DE PRODUCCION MULTIPRODUCTO

Produccin en series monoproducto: Efecta la

produccin de un lote de uno de los productos, y al terminar,

llevar a cabo una preparacin para el cambio de formato si

ha lugar y proceder a la produccin de un lote de otro de los

productos que integran la familia.

Produccin Mezclada: Efecta la produccin de todos los

productos de una familia, simultneamente en un nico lote.

Se producir pues, una mezcla de todos los productos en la

misma serie.
http://acredita.moodle4free.com/file.php/1/multimedia/logoUnt.jpg


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Tipos de produccin multiproducto para un caso de produccin de mueble

3.2. OPERACIONES BALANCEADAS: Se refiere al tiempo que lleva

realizar una tarea en una maquina debe ser igual o estar

balanceado con el tiempo que lleva realizar el trabajo en la

siguiente maquina de la lnea de produccin, del mismo modo que

el tiempo que requiere un empleado en una estacin de trabajo

de la lnea de ensamble debe de estar balanceado con el tiempo

que requiere el siguiente empleado en la siguiente estacin de

trabajo.


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4. DEFINICIN DE TECNOLOGIA DE GRUPOS

La tecnologa de grupos es una filosofa de fabricacin en la que las

piezas similares se identifican y agrupan conjuntamente con el fin de

aprovecharse de sus similitudes en el proceso de diseo y fabricacin.

Tambin podemos definirla como: La TG es una filosofa o concepto que

aprovecha y explota los aspectos de similitud desde tres puntos de vista

distintos:

Realizando actividades similares juntas.

Estandarizando tareas similares.

Almacenando y retroalimentando eficientemente la informacin de

problemas repetitivos.

El nfasis esta en las familias de partes que tengan similitudes en el

funcionamiento, forma y tamao. Para implementar la TG, un sistemaformal de clasificacin y cdigo requiere el diseo computarizado de un

buen sistema de retroalimentacin. Cuando se disea una nueva parte,

el ingeniero de diseo puede encontrar en la base de datos una parte

que tenga aspectos similares de geometra y funcionamiento de la nueva

parte. En algunos casos, puede ser necesario pequeas modificaciones.

Esto trae como resultado una reduccin del tiempo y costo del desarrollo

del producto. En manufactura, la productividad y el ahorro en los costos


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se logra explotando similitudes en las operaciones de manufactura,

procedimientos de preparacin, herramientas utilizadas y manejo de

equino. Las partes que tengan requerimientos de manufactura similares

pueden ser procesadas conjuntamente en clulas de trabajo dedicadas

para eso, conduciendo a la reduccin de los tiempos de preparacin del

equipo, del empleo de herramientas y materiales.

5. VISION GENERAL DE TECNOLOGIA DE GRUPOS

Partes en el rango medio de cantidad en produccin se hacen

generalmente en lotes.

Desventajas de la produccin por lotes:

El tiempo de inactividad para los cambios.

Altos costos de manejo de inventario

La TG minimiza estas desventajas mediante el reconocimiento de

que, aunque las partes son diferentes, hay grupos de partes que

poseen similitudes.

La TG aprovecha las similitudes de partes mediante la utilizacin

de procesos y herramientas similares para su produccin.


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6. FAMILIAS

6.1. Familia de partes: Una familia de partes es una coleccin de

partes que comparten caractersticas de geometra similares o

que su proceso de fabricacin tiene unas tareas similares.Aunque estas caractersticas no son suficientes para incluirlas en

una misma familia, la no inclusin puede venir dada por las

tolerancias, cantidad de produccin y materiales que componen

las mismas.

E

n

e

l

e

j

e

m

p

l

o

tenemos dos piezas que geomtricamente son idnticas, pero no

pertenecen a la misma familia. Ya que una es de PVC, se fabrica

altas cantidades y tiene unas tolerancias muy amplias, y la otra es

de latn, con una produccin baja y unas tolerancias muy bajas.

Esto se puede ver claramente imaginando las mquinas que

fabricaran estas piezas, aunque son iguales en forma, la

maquinaria para procesar PVC no ser la misma que la que

procesara metal, adems de que cuanto menores sean las

tolerancias aceptadas, ms cara y compleja ser la maquinaria

usada.


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EJEMPLO 01En el segundo ejemplo vemos dos piezas bastante diferentes

entre ellas, pero que comparten la maquinaria para su fabricacin,

por lo que forman parte de la misma familia.

Una familia de productos y

subfamilias con

caractersticas internas

similares
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7. TCNICAS DE AGRUPACIN DE FAMILIA DE PARTES:

Uno de los principales problemas a la hora de implementar la tecnologa de

grupos es el tiempo necesario para agrupar las piezas en familias (formacin

de familias), para lo cual se solventa con el uso de tcnicas de agrupacin.

Existen tres tcnicas posibles:

Inspeccin visual directa.

Clasificacin y codificacin

Anlisis de flujo de produccin (PFA).

7.1. INSPECCIN VISUAL DIRECTA:

En este sistema se van clasificando las piezas a partir del examen de los

planos y segn sus procesos de fabricacin en clases, subclases, grupos,

subgrupos, etc. Pueden utilizarse las dimensiones necesarias hasta la

formacin de familias con el grado de semejanza requerido.

El problema de la formacin directa de familias de piezas consiste en la

definicin de los criterios de clasificacin en cada estadio (instalacin,

recinto) de la misma. Este problema es tanto ms grave cuanto mayor el

nmero de piezas y menor su semejanza.

El anlisis de las caractersticas de las piezas a piezas a partir de un

estudio estadstico de su distribucin permite establecer los criterios

bsicos de clasificacin.

La formacin directa de familias de piezas se facilita con una tcnica de

anlisis-sntesis. En primer lugar se dividen las piezas de acuerdo con

criterios finos de divisin y con un nmero de estadios de clasificacin

suficiente para que las piezas comprendidas en cada familia final tengan

una gran semejanza.


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Figura1:Grfico de Decisin para establecer familias de piezas.

El nmero de estas familias resultar muy grande y existir semejanza

entre familias distintas. En una segunda fase se pueden formar familias

definitivas por sntesis de las familias previas. Para facilitar la divisin de

familias previas se pueden establecer grficos de decisin como el de la

Figura 1.

El METODO DE INSPECCION VISUAL considera acomodar el grupo de

partes en grupos conocidos como familias de partes mediante la inspeccin

visual de las caractersticas fsicas de las partes o de sus diseos.

Por ejemplo considere las partes de la Figura 3.1a. Estas partes son

agrupadas en dos familias usando el mtodo visual como se muestra en la

Figura 3.1b.


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EL METODO DE INSPECCION VISUAL es una forma de identificar familias de

partes en la industria, involucra la inspeccin visual de todas las partes hechas

en la fbrica (o fotografas de las partes) y el uso del mejor juicio para

agruparlas en familias apropiadas.

Las figuras 3.1 y 3.2muestran dos familias de partes distintas. Las de la figura

3.1 tienen el mismo tamao y forma; sin embargo, sus requerimientos de

procesamiento son muy distintos debido a las diferencias en el material de

trabajo, las cantidades de produccin y las tolerancias de diseo.

Considerando las partes de

la figura 3.1a.Estas partes

son agrupadas en dos

familias usando el mtodo

visual como se muestra en

la Figura 3.1b.

FIGURA 3.1

Dos partes que tienen forma y tamao idntico

pero manufactura muy distinta:

(a) 1,000 000 unidades/ao, tolerancia =

0.010 pulg, acero 1015 CR, chapa de nquel.

(b) 100 unidades/ao, tolerancia = 0.001

pulg, acero inoxidable 18-8.


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En La figura 3.2 muestra varias partes con geometras sustancialmente

diferentes; sin embargo, sus requerimientos de manufactura son muy similares.

Este mtodo de INSPECCION VISUAL es econmico, es poco sofisticado y

depende de las preferencias personales. Por su naturaleza su utilidad est

Limitada para aquellas empresas que tengan pocas partes.

7.2. CLASIFICACIN Y CODIFICACIN DE PIEZAS

Este es el mtodo, de los tres posibles, que ms tiempo consume. En la

clasificacin y codificacin de partes, las similitudes de todas las piezas son

identificadas y reflejadas en un cdigo.

Estas similitudes pueden ser de dos tipos similitudes de diseo, la forma de

las piezas es parecida, y similitudes de proceso, similitudes en la secuenciade produccin de la pieza.

El mtodo que probablemente se use ms, y tambin sea el ms costoso,

es la clasificacin y codificacin de partes.

La clasificacin y codificacin de partes implica la identificacin de

similitudes y diferencias entre las partes para relacionarlas mediante un

esquema de codificacin comn. La mayora de los sistemas de

FIGURA 3.2

Diez partes diferentes en tamao y

forma, pero muy similares en trminos

de manufactura. Todas las partes se

maquinan con torneado a partir de

materia prima cilndrica; algunas

partes requieren taladrado y/o

fresado.


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clasificacin y codificacin estn entre los siguientes: 1) sistemas basados

en atributos del diseo de partes, 2) sistemas basados en atributos de la

manufactura de partes y 3) sistemas basados tanto en atributos de diseo

como de manufactura.

Los atributos comunes de diseo y manufactura que se usan en los

sistemas de clasificacin y codificacin de partes se presentan en la tabla:

Atributos de diseo y manufactura que se incluyen

comnmente en un sistema de clasificacin y

codificacin de partes.

Atributos de diseo de partes : Dimensiones principales.

Forma bsica externa Forma bsica interna.

Relacin longitud/dimetro.

Tipo de material.

Funcin de la parte.

Tolerancias.

Acabado superficial.Atributos de manufactura de partes:

Proceso principal.

Secuencia de operacin.

Tamao del lote.

Produccin anual.

Mquinas herramienta.

Herramientas de corte. Dimensiones principales.

Forma bsica externa.

Relacin longitud/dimetro.

Tipo de material.


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Debido a que cada compaa produce un conjunto nico de partes y productos,

un sistema de clasificacin y codificacin que sea satisfactorio para una

empresa no es necesariamente apropiado para otra. Cada organizacin debe

disear su propio esquema de codificacin.

7.2.1. TIPOS Y CARACTERISTICAS DE LOS CODIGOS DE TECNOLOGIA

DE GRUPO

Hay muchos tipos de sistemas de clasificacin y codificacin. Estos

sistemas de codificacin difieren en:

Trminos de los smbolos que emplean como numricos,alfabticos o alfanumricos.

La asignacin de estos smbolos para la generacin de cdigos.

Sin embargo, las variaciones en los cdigos que resultan de la forma

en que se asignan los smbolos, pueden ser agrupados en tres tipos de

cdigos distintos:

Monocdigo (cdigo jerrquico).

Policdigo (cdigo de tipo dgito).

Multicdigo (cdigo combinado).

7.2.1.1. MONOCDIGO (cdigo jerrquico):Est basado en una

estructura de rbol, en el cual cada smbolo amplifica la

informacin del dgito anterior, por lo tanto los dgitos en un

monocdigo no pueden ser interpretados

independientemente del resto de los smbolos. La figura

3.2 muestra el esquema de generacin del monocdigo. El

primer dgito (del 0 al 9) divide el conjunto de partes en los

grupos principales como partes de hoja de metal, partes

maquinadas, componentes y partes compradas, etc. El

segundo y posteriores dgitos dividen ms el conjunto en

otros subgrupos para cada uno. Por ejemplo el segundo

dgito divide las partes maquinadas en partes rotatorias (0)


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y no rotatorias (1). Considere el cdigo de 110 de la figura

3.2, ste representa una parte maquinada (1) no rotatoria

(1) con una relacin largo/ancho menor a 1 (0). El dgito 1

en el primer y segundo campo del cdigo de 110 tiene

significados distintos y contiene diferente informacin. Por

lo tanto observe que los dgitos en un mono cdigo no

pueden ser interpretados independientemente, como

dijimos antes, la interpretacin depende de la informacin

contenida en los smbolos precedentes.

La principal ventaja del mono cdigo es que contiene

mucha informacin en un cdigo relativamente chico. La

naturaleza jerrquica del cdigo lo hace til para

almacenar y recuperar informacin del diseo como

geometra de la parte, materiales y tamao como se

observa en la figura 3.2.


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La aplicabilidad de estos cdigos en manufactura est muy

limitada porque es difcil capturar la informacin de la

secuencia de manufactura de una manera jerrquica. La

desventaja de este tipo de cdigo es que requiere expertos

para que conciba a dicho sistema de cdigo como parte de

un espectro. La estructura del mono cdigo y poli cdigo

son combinados con frecuencia para usarse en

operaciones de manufactura que consideren informacin

de diseo.

7.2.1.2. POLICDIGO (cdigo de tipo dgito): Se conoce con

otros nombres como cadena de cdigo, cdigo discreto o

cdigo de dgito fijo. En el policdigo los smbolos del

cdigo son independientes uno del otro. Cada dgito en un

lugar especfico del cdigo describe una propiedad nica

de la pieza de trabajo. Es fcil de aprender y til en

situaciones de manufactura en las cuales la funcin de las

partes o del proceso de manufactura son descritos.


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La longitud de un policdigo puede hacerse excesivamente

grande debido a sus aspectos combinatorios limitados.

Diferencias en capacidad de almacenamiento de informacin entre

el Monocdigo y el poli cdigo

Las diferencias en capacidad de almacenamiento de informacin del

monocdigo y el policdigo, se muestra en el siguiente ejemplo.

Suponiendo que el cdigo consiste de cinco smbolos y de que en cada

uno de los 5 campos del cdigo se usan dgitos del 0 al 9, el nmero de

caractersticas mutuamente excluyentes que pueden ser almacenadasen el monocdgio y el policdigo son:

a) Nmero de caractersticas almacenadas en el Monocdigo

b) Nmero de caractersticas almacenadas en el Policdigo

7.2.1.3. MULTICDIGO (cdigo combinado): Conserva las

ventajas del monocodigo y policodigo, por lo tanto, la

mayora de los sistemas usan este tipo de estructura, por

ejemplo el sistema de clasificacin Optiz, que se desarrolla

posteriormente, est basado en el cdigo mixto.

SISTEMA OPITZEs un sistema de clasificacin y codificacin de familias de partes.

Para dar al lector una idea de lo que esto implica, presentamos la

estructura bsica de uno de los sistemas de clasificacin y codificacin

de familias en la tabla 3.2.

Este sistema fue desarrollado para partes maquinadas por H. Optiz en

Alemania. El nmero de cdigo bsico consta de 9 dgitos, los cuales


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contienen datos de diseo y de manufactura. Se diferencian partes

rotacionales y no rotacionales, al igual que diversas caractersticas de

partes tales como taladrados internos, roscas y dientes de engranes.

TABLA 3.2Estructura bsica del sistema de clasificacin y codificacin de partes

de Opitz.

Dgito Descripcin

1 Clase de forma de una parte: rotacional contra no rotatoria.

Las partes rotacionales se clasifican mediante la relacin

longitud a dimetro. Las partes no rotacionales por longitud,

ancho y espesor.

2 Caractersticas de forma externa; se distinguen diversos

tipos.

3 Maquinado rotatorio. Este dgito se aplica a caractersticas

de forma interna (por ejemplo, orificios y roscas) en partes

rotatorias y caractersticas generales de forma rotacional

para partes no rotacionales.

4 Superficies maquinadas en plano (por ejemplo, planos y

ranuras).

5 Orificios auxiliares, dientes de engranes y otras

caractersticas.

6 Dimensiones; tamao general.

7 Material de trabajo (por ejemplo, acero, hierro fundido o

aluminio).

8 Forma original de la materia prima.

9 Requerimientos de exactitud.


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El sistema de clasificacin de Opitz representa uno de los esfuerzos pioneros

en el rea de la tecnologa de grupos y es probablemente el ms conocido de

los sistemas de codificacin.

El SISTEMA OPITZ utiliza la siguiente secuencia de dgitos:

12345 6789 ABCD

El cdigo bsico est formado por nueve dgitos, el cual puede extenderse con

la ayuda de 4 dgitos adicionales. Los 9 primeros dgitos intentan cubrir los

datos de diseo y fabricacin. Los cinco primeros, 12345, denominados cdigo

de forma, describen los atributos primarios de diseo de la pieza. Los

siguientes cuatro dgitos, 6789, constituyen el cdigo suplementario. Indican

algunos de los atributos que seran de uso para la fabricacin (dimensin,

material, caractersticas de la pieza base y precisin). Los cuatro dgitos extra,

ABCD, son el llamado cdigo secundario e intentan representar el tipo de

procesos de operacin y la secuencia, aunque tambin puede ser utilizada por

la compaa para sus necesidades particulares.

IMAGEN 2. Estructura bsica de un sistema Opitz, clasificacin y codificacin de

partes.


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Form code in Opitzsystem is 15100

Ejemplo

Clase de parte: Parte rotacional L/D=9.9/4.8=2 aproximadamente) basado

en el dimetro del crculo del engrana. Por lo tanto, elprimer digito ser 1.

Forma externa: La parte esta rebajada en un lado con una ranura funcional,

as el segundo digito ser 3.Forma interna:

El tercer digito del cdigo es 1 por la perforacin.Maquinado de superficie plana:

El cuarto digito es cero porque no hay maquinado desuperficie plana.

Hoyos auxiliares y dientes de los engranes. El quinto digito es 6 porque hay espuelas en los dientes del

engranaje en la parte.


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Otro sistema de codificacin importante es el sistema MICLASS, acrnimo deMetal Institute Clasification System y fue desarrollado por TNO, Organizacin

Holandesa para la Investigacin Cientfica Aplicada. El cdigo de MICLASS

puede tener entre 12 y 30 dgitos.

Los 12 primeros son un cdigo universal aplicable a cualquier pieza. Se

dispone de hasta 18 dgitos adicionales para ser aplicados en la codificacin de

datos especficos de la compaa o industria. Por ejemplo tamao del lote,

tiempo por pieza, coste, y secuencia de operaciones deben ser incluidos en

estos 18 dgitos suplementarios.

Los 12 primeros corresponden a:

1 Forma principal.

2 y 3 Elementos de forma.

4 Posicin de los elementos de forma.

5 y 6 Principales dimensiones. 7 Relacin de dimensiones.

8 Dimensiones auxiliares.

9 y 10 Cdigos de tolerancia.

11 y 12 Cdigos de material.

Una de las ventajas del sistema MICLASS es que las piezas pueden ser

codificadas usando un ordenador interactivamente. Para clasificar una

determinada pieza el usuario responde a una serie de preguntas en funcin de


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cuyas respuestas el ordenador realiza la seleccin de cdigo adecuado para la

pieza. El nmero de preguntas depende de la complejidad de la pieza y se

encuentra entre 7 y 20.

Entre los beneficios con frecuencia para un sistema de

clasificacin y codificacin bien diseado estn:

1) facilita la formacin de familias de partes.

2) permite una recuperacin rpida de los dibujos del diseo de una parte.

3) reduce la duplicacin del diseo debido a que se recuperan diseos de

partes similares o idnticos y se reutilizan en lugar de disearlos desde elprincipio.

4) promueve la estandarizacin del diseo.

5) mejora la estimacin y la cuantificacin de costos.

6) facilita la programacin de partes con control numrico, permitiendo que

las partes nuevas usen el mismo programa de las partes ya existentes en

la misma familia.

7) permite la racionalizacin y mejoramiento en el diseo de herramientas y

soportes.

8) hace posible la planeacin de procesos asistidos por computadora (en

ingls computer-aided process planning, CAPP). Los planes de procesos

estndar se correlacionan con nmeros de cdigos de familias de partes,

para que se reutilicen o editen los planes de procesos de partes nuevasde la misma familia.


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7.3. ANLISIS DE FLUJO DE PRODUCCIN (PRODUCTION FLOW

ANALYSIS,PFA)

Production Flow Analysis (PFA) o como dice su traduccin, anlisis de flujo

de produccin, es un mtodo de agrupacin de las mquinas empleadas en

los productos de fabricacin, teniendo en cuenta que mquina necesita

cada una de las partes que se fabrican.

Para ello, utiliza una matriz en la que las columnas representan las

mquinas, y las filas representan las partes. A cada mquina se le asigna

un valor numrico, y a cada parte una letra. Cuando una parte requiere una

mquina en particular, el nmero de secuencia de funcionamiento se

encuentra en la interseccin de hoja de clculo..

PFA es una aplicacin, que nos permite de forma muy eficiente la

planificacin de la organizacin de una planta. Es decir, nos sirve para

cambiar el diseo de esta, de tal manera que la produccin puede

aumentar radicalmente, bajando el tiempo de transporte entre mquinas.

Esto significa que los esquemas tradicionales de produccin se

transforman en grupos de produccin, esto hace que cada una de las

partes que se fabrican, estn equipadas con un conjunto de mquinas y

equipos que les permitan completar el proceso de fabricacin, teniendo que

recorrer el mnimo espacio posible entre mquinas, reduciendo de esta

forma las prdidas causadas por el transporte.

La siguiente figura ilustra el proceso de diseo convencional y el diseo

obtenido despus de aplicar el PFA.


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Traditional Process Layout

The resulting overall

material flow between

functional cells.

Product Layout The resulting smooth

material flow between

dedicated product groups.

Las empresas que se han basado en el PFA han experimentado los

siguientes efectos positivos:

En operaciones de gestin:

o Reduccin de tiempos de produccin, debido a que nodependen tanto del flujo de material.

o Mejora de la entrega o ejecucin.

o Permite delegar la responsabilidad de la calidad de los

componentes, el costo y la terminacin por da al nivel de

grupo, de forma que se reducirn gastos generales.
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En la motivacin a los trabajadores:

o Aumenta la satisfaccin en el trabajo debido a que las

responsabilidades y tomas de decisiones se establecen de

forma ms clara.

En la tecnologa de la informacin:

o Se puede simplificar el software dedicado al flujo de

materiales, ya que estos reducen su transporte entre

mquinas.

El principal mtodo usado para realizar un buen PFA, es un anlisis cuantitativo

de todos los flujos de materiales que se producen en la fbrica, y utilizar esta

informacin y los itinerarios alternativos para formar los grupos de fabricacin.

Dependiendo de la escala del proyecto, esta lgica se aplica en la empresa, la

fbrica, la lnea de produccin y herramientas, respectivamente. Cualquiera

que sea el caso, el trabajo se desglosa en los siguientes pasos:

Identificar y clasificar todos los recursos de produccin, mquinas y

equipos.

Realizar el seguimiento del producto y todas las rutas que se siguen en

la empresa, la fbrica o un grupo concreto.

Estudiar las distintas posibilidades de rutas y el agrupamiento de las

mquinas para encajar piezas en un sistema simplificado de flujo de

materiales.

Estudiar ms a fondo las piezas excepcionales que no corresponden a la

agrupacin de los recursos productivos.

Validar el nuevo sistema de flujo de materiales.

Los pasos a seguir para realizar el PFA son los siguientes:

Leer cada una de las filas, de izquierda a derecha, como un numero

binario, en el que las X representan un 1 y los espacios en blanco un

0. Seguidamente, ordenar las filas en orden decreciente.

Si el orden establecido es el mismo que el inicial, hemos acabado con

esta parte.


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Leer cada una de las columnas, como un nmero binario en el que las

X representan un 1 y los espacios un 0. Ordenarlos de forma

decreciente.

De nuevo, si el orden obtenido es el mismo orden en el que se

encontraban, hemos acabado.

En la siguiente imagen podemos ver un ejemplo prctico de Production Flow

Anlisis.

En la matriz superior, podemos observar que mquinas necesita cada una de

las partes que se fabrican en una planta ejemplo. En este caso no existe

ningn tipo de agrupacin de estas.

En esta segunda matriz, se ven agrupadas claramente las partes y mquinas

que se relacionan.
http://acredita.moodle4free.com/file.php/1/multimedia/logoUnt.jpghttp://acredita.moodle4free.com/file.php/1/multimedia/logoUnt.jpg


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8. MANUFACTURA CELULAR

INTRODUCCIN

La manufactura del Siglo XXI est determinada por el concepto de

velocidad, La idea de base afirma, es que se trata de una mini fbrica

dentro de la fbrica, que regula sus costos de operacin, plazos de entrega

y administra su estructura.

La manufactura del siglo XXI est determinada por el concepto de

velocidad: para adaptarse a los cambios, para responder a las necesidades

del cliente, para generar utilidades. Una frase que define a la manufactura

actual es producir hoy para entregar maana lo que se vendi ayer. Se

trata de ser veloz, pero no slo desde el punto de vista de losdesplazamientos, sino tambin desde la percepcin de que el cliente

necesita ser satisfecho de manera inmediata, en tiempo y forma. Y las

clulas de manufactura son veloces.

La idea de base es una mini fbrica dentro de la fbrica, con

responsabilidad total sobre el proceso y el producto; que regula sus costos

de operacin y sus plazos de entrega; que administra su estructura y

determina qu necesita en cuanto a recursos tanto tcnicos como humanos.

Posee la dinmica de una pequea estructura muy liviana, por lo general

procesa una familia de productos con caractersticas similares, lo que

permite estandarizar los procesos y equipos, y permite el rpido cambio de

formatos (Set Up SMED). Adems, tiene la capacidad de manejar

inventarios discretos de productos en proceso, ya que al ser muy veloz,

puede producir un poco de todo, todos los das, y no grandes series. Agrego

que los problemas de calidad son resueltos dentro de la unidad por los

mismos operadores, quienes determinan las mejores alternativas de

solucin en base a experiencia y conocimientos.

Cuando las mquinas estn agrupadas, el trmino fabricacin celular se usa

para describir esta organizacin del trabajo


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8.1. CONCEPTO

La manufactura celular es una de las aplicaciones de la tecnologa de

grupo en la manufactura, en la cual un sistema de manufactura ha sido

convertido en clulas de manufactura de manera parcial o total.

Una clula de manufactura, es un grupo de mquinas o procesos

agrupados y dedicados a la manufactura de una familia de partes. Esas

partes son similares en sus requerimientos de procesos, tales como

operaciones, tolerancias, utilizacin del herramiental de mquinas etc.

Cuando las mquinas estn agrupadas, el trmino fabricacin celular se usapara describir esta organizacin del trabajo.

Fabricacin celular es una aplicacin de la tecnologa de grupos, en la cual

diferentes mquinas o procesos han sido agregados en celdas, cada una de

las cuales se dedica a la produccin de una familia de pizas o productos o a

un limitado grupo de familias.

8.2. OBJETIVOS PRINCIPALES EN LA IMPLEMENTACION DE LAMANUFACTURA CELULAR

Las clulas representan unidades sociolotecnicas que facilitan el trabajo en

equipo. Esto significa que la motivacin para el mejoramiento de los

procesos, con frecuencia surgen como algo natural en las clulas de

manufactura. Las clulas de manufactura son serios candidatos a la

implementacin del justo a tiempo

Reducir los tiempos de preparacin del equipo (por manufacturar partes

similares o familias de partes con las mismas herramientas y

secuencias).

Reducir el tiempo dentro del proceso (logrndose al utilizar el tiempo de

preparacin del equipo en la manufactura de varias partes ,al

uniformizar el manejo de materiales por la variedad de las partes)

Reducir inventarios y tiempos de respuesta de mercado.


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Acortar el tiempo de fabricacin, a travs de cambios en la

configuracin, transporte de piezas, tiempo de espera y tamao de lotes.

Reducir el inventario WIP (Work In Process). Tamao de lotes ms

pequeos y tiempos de fabricacin ms cortos reduce WIP.

Mejora de la calidad. Esto se consigue permitiendo que cada celda se

especialice en un pequeo nmero de piezas diferentes. Esto reduce

variaciones en el proceso.

Simplificacin en el programa de produccin. La similitud entre las partes

en la familia reduce la complejidad en el programa de produccin. En

lugar de la programacin de las piezas a travs de una secuencia de

mquinas en un proceso de diseo tipo, las piezas estn programadas a

travs de la celda.

Reducir el tiempo de instalacin. Esto se consigue mediante el uso de

un grupo de herramientas (de corte, sujecin y accesorios) que han sido

diseadas para la familia de piezas, en lugar de herramientas genricas,

las cuales han sido diseadas para una pieza individual. Esto reduce el

nmero de herramientas individuales requeridas as como el tiempo para

cambiar las herramientas entre piezas.8.3. RAZONES POR LAS QUE INSTALAR CELDAS DE

FABRICACIN:

o Acortar el tiempo de fabricacin (lead time)

o Reducir WIP (Work In Process)

o Mejora de la calidad

o Reducir el tiempo de respuesta de los pedidos

o Reducir las distancias de movimiento de piezas

o Incrementar la flexibilidad de fabricacin

o Reducir los costes por unidad

o Simplificacin del programa de produccin

o Facilitar la participacin del empleado

o Reducir el tiempo de instalacin

o Reducir el inventario de productos terminados


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8.4. CONCEPTO DE PARTE COMPUESTA

Las familias de piezas vienen definidas por el hecho de que sus partes

tienen un diseo y/o caractersticas de fabricacin similares. Concebido

como una pieza hipottica, una parte compuesta para una determinada

familia la cual incluye todos los atributos de diseo y fabricacin de la

familia.

La parte compuesta posee todas las caractersticas. Siempre hay una

correlacin entre parte de las caractersticas de diseo y operaciones de

produccin requeridas para generar esas caractersticas. Los agujeros

redondos estn hechos mediante perforacin, formas cilndricas mediante

un torno, superficies planas mediante fresadoras y as sucesivamente.

Una celda de produccin diseada para una familia de piezas deber incluir

a las mquinas requeridas para fabricar la parte compuesta. Una celda

deber ser capaz de producir cualquier miembro de la familia simplemente

omitiendo las operaciones correspondientes a las caractersticas que no

posee dicha pieza. La celda tambin debe ser diseada para permitir

variaciones en el tamao dentro de la familia as como variaciones

caractersticas.

Figura 1.Concepto de pieza compuesta: (a) pieza compuesta para una familia o piezas

mecnicas de rotacin.

(b) las caractersticas individuales de la pieza compuesta.


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Una celda de mquinas para producir esta familia de piezas debe ser

diseada con la capacidad para cumplir las siete operaciones requeridas

para producir la parte compuesta (la ltima columna de la tabla). Para

producir un miembro especfico de la familia las operaciones sern

incluidas al fabricar las caractersticas requeridas de la pieza.

Para piezas sin las siete caractersticas simplemente sern omitidas las

operaciones. Mquinas, accesorios y herramientas sern organizados

mediante un fluido eficiente de las piezas a travs de la celda.

En la prctica, el nmero de atributos de diseo y fabricacin es superior a

siete y las prestaciones han de ser hechos para variaciones globales de

tamao y forma de las piezas de la familia. Sin embargo, el concepto depieza compuesta es til para visualizar problemas de diseo de la celda de

la mquina.

8.5. DISEO DE LA CELDA DE LA MQUINA

El diseo de la celda de la mquina es crtico en la fabricacin celular. El

diseo de la celda determina el alto grado de rendimiento de la celda.

8.5.1. Tipos de celdas de mquina y diseo

Las celdas de fabricacin GT pueden ser clasificadas de acuerdo con el

nmero de mquinas y el grado en el que el flujo de material es

mecanizado entre mquinas. En el esquema de clasificacin de

sistemas de fabricacin, todas las celdas GT son clasificadas como tipo

X en trminos de una parte de la variedad de productos. Identificamos

cuatro configuraciones de celdas GT comunes.


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a) Celda de mquina individual (tipo I M).

b) Celda de grupo de mquinas con manipulacin manual (tipo II M

generalmente,tipo III M menos comn).

c) Celdas de grupo de mquinas con manipulacin semi-integrada

(tipo II M generalmente, tipo III M menos comn).

d) Celda de fabricacin flexible o sistema de fabricacin flexible (tipo

II Ageneralmente, tipo III A menos comn)

a. La celda de mquina individual consiste en una mquina ms

instalaciones y herramientas de apoyo. Este tipo de celda puede ser

aplicado a piezas cuyos atributos les permiten ser fabricadas en un tipo

de proceso bsico como un torno o pulidora.b. Las celdas de grupo de mquinas con manipulacin manuales una

combinacin de ms de una mquina utilizadas colectivamente para

producir una o ms familias de piezas. No hay disposicin para el

movimiento mecanizado de piezas entre las mquinas de la celda. En

lugar de realizar la manipulacin de las piezas por medio de los

operarios, estos ejecutan la celda. A menudo la celda se organiza en un

diseo en forma de U. Este diseo se considera apropiado cuando hay

variacin en el flujo de trabajo entre las piezas fabricadas en la celda.

Esto tambin permite la multifuncionalidad de los trabajadores en la

celda para moverse con facilidad entre las mquinas.

La celda de grupo de mquinas se logra algunas veces con un proceso

de diseo de tipoconvencional sin reordenar el equipamiento.

Simplemente se consigue asignando la mquina exacta para ser incluida

en el grupo de mquinas restringiendo su trabajo para familia de piezas

especficas. Esto permite muchos de los beneficios de la fabricacin

celular para ser logrado sin detrimento de la redistribucin de los

equipos en el taller. Obviamente los beneficios de la manipulacin del

material de las celdas GT se minimizan con esta organizacin

c. Las celdas de grupo de mquinas con manipulacin semi-integrada

usan sistemas mecanizados de manipulacin, como una cinta

transportadora, para mover partes entre las mquinas de la celda. El


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sistema de fabricacin flexible (FMS) combina un completo sistema

integrado de manipulacin de material con estaciones de procesos

automatizadas. El FMS es el ms automatizado de las celdas de

mquinas de tecnologa de grupo.

Una variedad de diseos son usados en las celdas GT. El diseo en

forma de U es una configuracin popular en la fabricacin celular. Otros

diseos GT incluyen en lnea, bucle y rectangular para el caso de la

manipulacin semi-integrada.

(a)

(b)


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(c)

(d)

Figura 2. Tipos de celdas de mquinas: (a) Diseo en forma de U con

manipulacin manual entre mquinas, (b) diseo en lnea con manipulacin

semi-integrada, (c) diseo de bucle con manipulacin semi-integrada y (d)

diseo rectangular con manipulacin semi-integrada. (Proc=Operacin de

proceso, Man=Operacin manual; las flechas

indican el flujo de trabajo)

Determinar el diseo de celda ms apropiado depende del enrutamiento

de las piezas producidas en la celda. Cuatro tipos de movimiento de

piezas se pueden distinguir en un modelo mixto del sistema de

produccin de piezas.

La direccin de avance del flujo de trabajo se define de izquierda a

derecha.


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1. Operacin de repeticin, en el cual una operacin consecutiva es

llevado a cabo en la misma mquina de modo que la pieza en realidad

no cambia de mquina.

2. Movimiento secuencial,en el cual la pieza se mueve desde la mquinaactual hastala siguiente mquina en la direccin del flujo.

3. Movimiento de salto, en el cual la pieza se mueve en la direccin del

flujo desde lamquina actual hasta otra mquina situada dos o ms

mquinas hacia adelante.

4. Movimiento marcha atrs,en el cual la pieza se mueve desde la

mquina actual en direccin contraria al flujo hasta otra mquina.

Cuando la aplicacin consiste exclusivamente en movimientos secuenciales,

entonces un diseo en lnea es el apropiado. Un diseo en forma de U solo

funciona bien aqu y tiene la ventaja de tener una interaccin ms estrecha

entre los trabajadores en la celda. Cuando la aplicacin incluye repetir

operaciones, entonces mltiples estaciones (mquinas) son requeridas a

menudo.

Para celdas que requieren movimientos por encima el diseo en forma de U

es el apropiado.

Cuando se necesita movimientos de marcha atrs un bucle o un diseo

rectangular es apropiado para ordenar la recirculacin de piezas dentro de la

celda. Factores adicionales que se deben tener en cuenta en el diseo de la

celda incluye:

Cantidad de trabajo hecho po r la celda. Esto incluye el nmero de

piezas por aoy el tiempo de proceso o ensamblaje por pieza en cada

estacin. Estos factoresdeterminan la carga de trabajo que debe ser

cumplida por la celda y por tanto elnmero de mquinas que se deben

incluir, as como el coste total de operacin de lacelda y la inversin que

puede ser justificada.

Tamao, fo rm a, pes o y o tras carac tersti cas fsi cas . Estos factores

determinan eltamao y el tipo de material a manipular y el equipo de

procesamiento que debe serusado.


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8.6. ANLISIS CUANTITATIVO EN LA FABRICACIN CELULAR

Un nmero de tcnicas cuantitativas han sido desarrolladas para hacer

frente a los problemas de la tecnologa de grupos y la fabricacin celular.

Se consideran dos problemas: agrupamiento de mquinas y piezas en

familias, y organizacin de mquinas en una celda GT.

La solucin al primer problema se ha visto en el tema anterior, mientras

que para el segundo problema se describen dos enfoques heursticos que

present Hollier.

8.6.1. Organizacin de mquinas en una celda GT

Despus de haber identificado los grupos de piezas y mquinas

mediante el orden de la agrupacin o por otro mtodo, el siguiente

problema es la organizacin de las mquinas en el orden ms lgico.

Se van a describir dos mtodos sencillos pero eficaces sugeridos por

Hollier, que present seis enfoques heursticos para solventar el

problema de la agrupacin de mquinas, aunque nicamente se vern

los dos primeros. Ambos mtodos usan informacin en forma de tablas o

matrices From-To Chart y estn destinados a organizar las mquinas

en un orden que maximiza la proporcin de movimiento secuencial en la

celda.

Mtodo de Hollier 1. El primer mtodo usa las sumas del flujo

From y To de cada mquina de la celda. El mtodo puede

seguir un esbozo como el siguiente:

1. Desarrollo de la tabla From-To a partir de la

informacin de ruta de la pieza. Lainformacin contenida

en la tabla indica el numero de movimientos de piezas

entramquinas (o estaciones de trabajo) en la celda. Los

movimientos de entrada y salida dela celda no se incluyen

en la tabla.

2. Determinar las sumas From y To para cada

mquina. Esto se consiguesumando todos los

movimientos From y movimientos To para cada

mquina (ooperacin). La suma From para una mquina


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se determina aadiendo las entradas enla fila

correspondiente, y la suma To se consigue aadiendo las

entradas en lacolumna correspondiente.

3. Asignar mquinas a la celda basndose en la sumaFrom o To mnima. La mquina que tenga la suma

ms baja es seleccionada. Si el valor mnimo es una suma

To, entonces la mquina se sita al principio de la

secuencia. Si el valor mnimo es una suma From,

entonces la mquina se sita al final de la secuencia. En

caso de los mismos valores se seguirn las siguientes

reglas:a) Si se da un empate entre la suma From mnima y la suma To mnima,

entonces se seleccionar la mquina con el mnimo coeficiente

From/To

b) Si ambas sumas To y From para la mquina seleccionada, se pasa

por encima de esta y se selecciona la siguiente mquina con la suma

ms baja.

c) Si la suma To mnima es igual a la suma From mnima, entonces

ambasmquinas se seleccionan y son situadas al principio y al final de la

secuenciarespectivamente.

4. Reformatear la tabla From-To. Despus de cada

mquina seleccionada, se reestructura la tabla From-To

eliminando la fila y columna correspondiente a lamquina

seleccionada y se recalculan las sumas From y To.

Repetir los pasos (3) y(4) hasta que todas las mquinas

hayan sido asignadas a la secuencia.

Mtodo de Hollier 2.Este enfoque se basa en el uso de coeficientes

From/To por la suma del flujo total From y To de cada mquina de la

celda. El mtodo se puede reducir a tres pasos:

1. Desarrollar la tabla From-To. Es el mismo procedimiento que

en el mtodo deHollier 1.


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2. Determinar el coeficiente From/To para cada mquina. Se

obtienen loscoeficientes todos los viajes From y todos los To

para cada mquina (u operacin).

La suma From para una mquina se determina aadiendo las

entradas en lacorrespondiente fila, y la suma To se determina

aadiendo las entradas en la columnacorrespondiente. Para cada

mquina, el coeficiente From/To se calcula tomando lasuma

From de cada mquina y dividindola por su respectiva suma

To.

3. Ordenar las mquinas en orden descendente segn su

coeficiente From/To.Mquinas con un alto coeficientedistribuyen trabajo a muchas mquinas en la celda, pero reciben

trabajo de menos mquinas. Contrariamente, mquinas con un

bajo coeficiente reciben ms trabajo del que distribuyen. Por lo

tanto, las mquinas sern ordenadas en orden de mayor a menor

coeficiente From/To. Esto significa que las mquinas con grades

coeficientes irn situadas al principio de la secuencia, mientras

que mquinas con pequeos coeficientes irn situadas al final de

la secuencia. En caso de empate, la mquina con el mayor valor

de suma From se situar por delante de la mquina con un valor

ms bajo.


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8.7. LAS VENTAJAS

Un punto muy importante en la utilizacin de clulas mviles es la

polifuncionalidad de los operadores. Porqu les permite rotar en sus

puestos y ajustarse a los requerimientos de personal.

Para poder poner en prctica este sistema, se requiere capacitacin

permanente y compromiso entre los operadores y la empresa.

Las caractersticas ms sobresalientes son:

Depende ms de la gente que de los equipos ;

Posee operaciones balanceadas.

Manipulan equipos flexibles en lugar de supermaquinas;

Mueven pequeas cantidades de material en proceso y a cortas

distancias;

Asumen la responsabilidad total de los productos que procesan;

Fomentan el autocontrol con eficiencia.

8.8. LAS DESVENTAJAS


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La principal desventaja es que estas clulas se aplican sobre todo a

producciones seriadas de gran volumen (en esas situaciones se despliega

el gran potencial del concepto celular), donde puedan formarse familias de

productos de similares caractersticas. Adems, a veces requieren duplicar

equipos para trabajar en distintas familias de productos.

8.9. QU TIPO DE INDUSTRIAS SE FAVORECEN CON ESTOS

SISTEMAS? EN CULES NO CONVIENE APLICARLO?

Como generalmente ocurre, fueron las automotrices las precursoras de la

aplicacin de la manufactura celular (desarrollada por Toyota). Estos

sistemas dan muy buenos resultados en la industria autopartista,

metalrgicas en general y todas aquellas que producen en escala y tienenla posibilidad de reunir familias de productos con caractersticas similares.

Como contrapartida, tienen baja aplicacin en procesos donde el producto

no es fcilmente transportable o donde los programas de produccin

presentan alteraciones significativas en cantidades y mix de productos.

8.10. SE PUEDE ESTIMAR UN COSTO PARA SU APLICACIN?

No hay una forma de preestablecer un costo de implementacin, ya que

cada caso en particular debe ser analizado y desarrollado a partir de una

visin del circuito completo. Una vez que se implementa, los costos deben

bajar de manera sensible, por la reduccin del stock de productos, el menor

movimiento de los mismos y una reduccin significativa en los tiempos de

fabricacin.

8.11. CMO SE TRASLADAN LOS NUEVOS CONOCIMIENTOS QUE

UNA METODOLOGA A INCORPORAR DEMANDA DE LOS

EMPLEADOS, CAPATACES Y OBREROS?

Como todo proceso nuevo, el desarrollo de la manufactura celular, dentro

del contexto de Manufactura Delgada, debe ser enseado como una de

las herramientas para la reduccin de los desperdicios (costo) en los

procesos industriales. Una vez instruidos en dicho concepto, podremos

avanzar con el desarrollo de la polivalencia de los operadores, en funcin

de las necesidades de flexibilizar la operacin de la clula.


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En todos los casos, la formacin en tcnicas de Lean Manufacturing es

deseable que se haga a travs de un profesional en el tema y que

participen de la instruccin todos los futuros integrantes de la clula,

mientras que la capacitacin polivalente puede ser interna de la empresa o

dictada por asesores externos, si es que se quieren aplicar nuevos

sistemas de elaboracin.

8.12. CMO SE PUEDE MEDIR SI EL MODELO TIENE XITO O NO?

Como todo proceso industrial, no es complejo medir el resultado esperado

mediante la aplicacin de indicadores o tableros de control. En principio, lo

que se espera de una clula de manufactura es que cumpla con el

programa de produccin en tiempo y forma (cantidad y plazos); que se

reduzcan los costos de operacin (menores gastos en insumos directos e

indirectos); mejora de la eficiencia en la operacin e incremento de la

productividad. Todos estos indicadores son fciles de aplicar y medir, y dan

una idea de la tendencia en la marcha de la operacin. La evaluacin de

los resultados se puede realizar en forma interna si se cuenta con los

sistemas apropiados de informacin y control de produccin.


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9. Aplicacin de la Tecnologa de Grupos.

La tecnologa de grupos consiste, como ya ha quedado establecido, en una

serie de medidas de normalizacin encaminadas a hacer extensivas las

ventajas de las grandes series a la pequeas. La aplicacin de la misma puede

llevarse a cabo a tres niveles:

A) Nivel del trabajo de una sola mquina

B) Nivel de trabajo de un grupo

C) Nivel de conjunto de empresa, incluyendo no solo la fabricacin, sino

tambin el diseo y la preparacin.

Analicemos a continuacin cada una de estas aplicaciones.

9.1. A nivel de mquina.

La tecnologa de grupos aplicada a nivel de trabajo de una sola mquina

consiste en el mecanizado por familias que puedan mecanizarse en una sola

mquina, con el mismo utillaje y con procesos semejantes. Se considera que el

proceso de trabajo de la pieza ms compleja incluye todas las operaciones

necesarias para realizar el resto de piezas. La pieza ms compleja puede ser

una de la familia o una terica que rena todas las formas que componen la

familia. Este planteamiento permite que las piezas que componen la familia

tengan un proceso nico, por lo que el utillaje tambin ser nico, la reduccin

de tiempos de preparacin importante, y as es posible que resulte rentable el

utilizar mquinas de mayor grado de automatizacin que en el caso de

fabricacin individual.

Este concepto de TG es especialmente aplicable a piezas con forma derevolucin. Una aplicacin de este tipo es indispensable para la utilizacin de

tornos y centros de mecanizado de control numrico, ya que permite una

reduccin de utillaje, tiempos de prerreglaje y una simplificacin importante en

la programacin.

9.2. A nivel de un grupo o clula de mquinas.

Una distribucin en planta de las mquinas de forma convencional, es decir,

agrupadas en tomos, fresadoras, taladros, etc., en general supone un flujo


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complicado de materiales, con los inconvenientes que esto supone para la

realizacin de trabajos posteriores, y la planificacin resulta difcil, si no

imposible. El transporte entre mquinas resulta caro, el ciclo de duracin se

alarga y por tanto el material en curso y en stock se ampla.

La tecnologa de grupos aplicada a un grupo de mquinas supone que stas

estn agrupadas de forma que una determinada familia de piezas se mecaniza

dentro de este grupo, que incluye todas las mquinas necesarias para su

fabricacin (Figura 6.21).

La aplicacin de la TG a este nivel, incluye naturalmente la introduccin previa

a nivel de mquina, por lo que los beneficios obtenidos sern: Disminucin del tiempo de preparacin

Reduccin del transporte.

Reduccin del ciclo de fabricacin

Reduccin del material en curso

Facilidad de planificacin y control

En una clula o grupo de mquinas quedan generalmente algunas mquinas

sin saturar, por lo que el nmero de operaciones debe ser menor que el demquinas y algunos operarios deben ser capaces de trabajar en otras

mquinas. Cada clula es una unidad de produccin, y por lo tanto debe contar

con todos los elementos necesarios: herramientas, reglaje y control de piezas

acabadas.

Las piezas progresan en la clula en un orden que no est predeterminado,

siendo una nica persona responsable del plan de carga de las piezas en cada

mquina. Algunas veces deben existir excepciones y el avance de las piezasen la clula debe seguir un orden determinado, como por ejemplo cuando

existen tratamientos trmicos que condicionan el orden de operaciones. En lo

posible no deben darse estos casos, ya que de lo contrario el rendimiento de la

clula baja rpidamente. En caso de que se den muchas excepciones de este

tipo es preferible preparar una clula especial para este tipo de piezas, as

como otra para retoques u operaciones especiales.


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A modo de ejemplo, consideremos una clula tipo de 14 mquinas. Podramos

distribuir el trabajo as: El nmero de operarios poda ser de 12, de los cuales10 podan ser operarios cualificados, 1 pen para la limpieza de virutas,

transporte de herramientas y operaciones auxiliares, y otro operario altamente

cualificado, responsable del grupo y jefe de la clula, que sera el que repartira

el trabajo. De los 10 operarios, 4 por lo menos deben ser capaces de trabajar

en otras mquinas.

Al principio del ciclo, el grupo debe recibir las rdenes de fabricacin, lista de

piezas y lista de operaciones. Naturalmente la carga impuesta al grupo ha deser funcin de su capacidad. El grupo debe distribuir la carga entre las distintas

mquinas, conocer los puntos crticos y cuales son las piezas de fabricacin

ms larga.

Es labor del grupo conducir el trabajo ordenado, as todas las piezas son

fabricadas en los plazos previstos, aprovechando al mximo las mquinas y en

un mnimo de operaciones y tiempos muertos. En general, esto supone el

establecimiento de la secuencia ptima en los trabajos. Las operaciones

Tp: torno paralelo T c:

torno copiador T r: torno

revlver R*:rectificadoracilndrica

Pp:rectificadora plana

R:rectificadora intaricras

F :fresadora M

:mandriladora Ta: taladro


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sucesivas en algunas piezas crticas pueden empezarse en alguna mquina,

una vez que haya alguna en la que se haya realizado la operacin previa, as

se podrn acortar al mximo los plazos de entrega.

Para conseguir los objetivos previstos, no slo hay que agrupar las mquinas,

sino tambin los hombres, es decir, tienen que trabajar formando un autntico

equipo, ayudndose unos a otros, cambindose de mquina cuando las

exigencias as lo indiquen, especialmente supliendo ausencias en operaciones

crticas. El sistema de incentivos individuales no se puede aplicar en la

tecnologa de grupos, en todo caso los incentivos por grupos.

9.5.1 A nivel de empresa.

La tecnologa de grupos en su ms amplio sentido supone, no slo la

racionalizacin de la produccin, sino tambin la del diseo, preparacin del

trabajo y planificacin de la produccin. Esta racionalizacin consiste, por una

parte, en una reduccin del nmero de piezas, en el establecimiento de

normas internas de la empresa, y por otra, en simplificar y reducir el trabajo de

informacin necesario para ejecutar una pieza, tratando el problema de

planificacin y preparacin de trabajo en base a familias de piezas en lugar de

en piezas individuales.

9.3. La tecnologa de grupo aplicada al diseo

A partir de una familia de piezas de formas y funcin semejante se puede

racionalizar el diseo a base de:

1. Establecimiento de catlogo de piezas de repeticin para familias de

piezas de formas simples. La probabilidad de repeticin de este tipo de

piezas es muy grande, y disponiendo de catlogos se puede simplificar el

diseo e incluso puede existir planos generales mudos en los que en cada

caso pueden ponerse las cotas de la pieza.

2. Establecer orientaciones constructivas para piezas ms complejas en las

que, si bien la probabilidad de repeticin es ms pequea, la posibilidad

de repeticin a nivel de detalle es importante.

3. Establecimiento de normalizacin interna de formas, dimensiones, etc.


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9.4. La Tecnologa de Grupos aplicada a la preparacin del trabajo.

Con piezas agrupadas en familias es posible el desarrollo y estudio de

procesos, considerando para cada familia un proceso que incluye los variantes

que se pueden presentar. Por otra parte es posible establecer frmulas y

grficos para estudiar los tiempos de fabricacin.

Condiciones para la Implantacin de la Tecnologa de Grupos.

Para la implantacin de la tecnologa de grupos en una empresa determinada

es necesario que se den unas condiciones previas que vamos a analizar. La

satisfaccin de algunas de estas condiciones excluye la posibilidad de la

implantacin, mientras que la de otras supone slo una dificultad.

1. Trabajo en pequeas series.

El trabajo debe realizarse en pequeas o medianas series, ya que para

grandes series se emplean medios de fabricacin rgidos y por lneas de

productos.

2. Nmero de piezas suficiente.

Si el nmero de piezas es pequeo no se podrn formar familias con nmerode piezas suficientes.

3. Piezas con cierto grado de semejanza.

Un nmero reducido de piezas y poco semejantes establecen una

imposibilidad de crear familias de piezas. Existe pues un cierto nmero de

piezas mnimo en funcin del grado de semejanza para el establecimiento de

TG. Hay que tener en cuenta que a nivel de piezas hay mucha ms semejanza

que a nivel de producto.

4. Nmero de mquinas suficiente.

El nmero de mquinas debe ser suficiente para poder formar las clulas o

grupos de mquinas, que por otra parte ya sabemos que deben tener ms

mquinas que hombres, y esto sin tener necesidad de duplicar los equipos.

5. Mquinas de bajo costo.

Si la TG se implanta en una fbrica que posee mquinas de poco costo, con

pequeas inversiones se pueden adquirir las mquinas necesarias para


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completar las clulas, inversiones que se amortizan rpidamente dado el

incremento de la productividad.

6. Informacin de produccin precisa.

Implantar cualquier proceso de produccin supone la necesidad de una

informacin sobre procesos, mtodos y tiempos.

7. Inspeccin interna mnima.

La inspeccin de piezas despus de cada operacin es un inconveniente en

relacin a la TG, pues la inspeccin interrumpe el flujo de trabajo. Esto an se

agrava ms cuando para la inspeccin se debe de salir fuera de la clula

.

10. EJEMPLO DE A APLICACIN DE TECNOLOGA DE GRUPOS A UNA

EMPRESA DE MOTOCICLETAS

A modo de ejemplo, vamos a describir la implantacin de TG a la seccin de

soldadura en una fbrica de motocicletas y ciclomotores de pequea cilindrada

(Suzuki Motor Espaa S.A.) que tiene una capacidad de 63.000 vehculos al

ao fabricando cinco modelos bsicos en dos o tres colores diferentes en lotes

de 150 vehculos. Esta empresa, est involucrada en un proceso de mejora

continua aplicando la filosofa JIT. Hemos considerado la seccin de soldadura

porque es la que mejor refleja la aplicacin de tecnologa de grupos, en esta

empresa aunque tienen una de mecanizado en la que intentaron implementar

dicha metodologa en el futuro.

Hace dos aos soldaban en diferentes puntos de la empresa como se puede

ver en la figura 2. con grandes lotes de fabricacin que se transportaban en

carretillas y se llevaban de un puesta a otro. Partiendo de la creacin de varias

familias, una de ellas por ejemplo chasis compuesta de: Soldar tubo central,

Aadir soportes laterales, soldar tubo direccin etc. se crearon dos minilneas

de soldar chasis (Una para los vehculos que mas se venden y otra para soldar

los chasis del resto de vehculos). Para la creacin de las minilneas se segua

el criterio de que las piezas tuviesen la misma fase, pasasen por la misma

maquinaria aunque tuviesen tiempo de ejecucin diferente. Ahora cuando entra

una pieza en una minilnea se acaba toda su fabricacin

en ella y no hay stocks intermedios. Aunque solamente pasen por esta seccin


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50 productos la mayora evolucionan en una direccin aunque alguna

excepcin obliga al retorno de alguna pieza en alguna mquina. En la figura 3.,

se puede ver la situacin actual.El paso siguiente es el trabajo en grupo por

parte de los trabajadores, los cuales muchas veces no estn dispuestos a

aceptar esta nueva situacin o bien porque no existen unos claros objetivos o

porque no se les ha explicado bien la concepcin de la idea. Como el objetivo

es trabajar en equipo aunque los incentivos son los mimos el razonamiento de

muchos trabajadores es el siguiente: "Si el equipo lo forman cinco personas y

en un momento dado falta una persona cuatro deben de hacer lo de cinco"

pero el trabajo en grupo equivale a ayudar al mas rezagado del grupo o sea

solidaridad entre los componentes, y en ocasiones debido a laindividualidad de los espaoles esto no resulta fcil.

11. BENEFICIOS DE LA TECNOLOGA DE GRUPO

La tecnologa de grupos es una estrategia administrativa que ayuda a eliminarlos desperdicios causados por los esfuerzos duplicados. Afecta a todas las

reas de la compaa incluyendo ingeniera de procesos, especificaciones de

equipo, planeacin de instalaciones, planeacin de procesos, control de la

produccin, calidad, diseo de herramientas, compras y servicios. Algunos de

los beneficios tangibles e intangibles en la implementacin de la tecnologa de

grupos por reas funcionales son:


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1) Ingeniera de diseo:

Reduccin en el diseo de nuevas partes.

Reduccin del nmero de dibujos por la estandarizacin de las

partes.

Reduccin del nmero de partes similares, fcil de obtener

informacin del funcionamiento de partes similares e informacin

de partes sustituas.

2) Planeacin de la distribucin:

Disminucin del espacio de produccin que se requiera. Disminucin del esfuerzo en el manejo de materiales.

3) Especificacin del equipo, herramental, plantillas v dispositivos:

Estandarizacin de equipo.

Implementacin de sistemas de manufactura celular.

Disminucin del nmero de herramientas, tarimas, dispositivos y

plantillas.

Reduccin significativa de costos incurridos en la liberacin de las

partes que se requieren manufacturar.

4) Manufactura: Planeacin de procesos

Reduccin del tiempo de preparacin y produccin.

Alternativas de ruteo de las rdenes que conducen a un ruteo

mejorado de la orden de trabajo.

Reduccin del nmero de operaciones de maquinado y del tiempo

d programacin en equipo de control numrico.

5) Manufactura: Control de la produccin

Reduce el inventario dentro del proceso.

Facilita la identificacin de los cuellos de botella.

Mejora el flujo del material.


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Disminuye los costos de almacenamiento.

Responde rpidamente a los cambios de programacin de la

produccin.

Mejora el uso de dispositivos, herramientas, manejo de

materiales, equipo de manufactura

6) Manufactura: control de calidad

Reduccin del nmero de defectos que a su vez conduce a la

disminucin de la inspeccin.

Reduccin del desperdicio generado.

Mejor calidad del producto.

Mejor contabilidad de los supervisores y trabajadores

responsables de la calidad de la produccin, haciendo ms fcil la

implantacin de los conceptos del control total de la calidad.

7) Compras

La codificacin de las partes compradas ayuda a la

estandarizacin de las reglas de compra.

Ahorro en las compras posibles debido al conocimiento exacto de

los requerimientos de la materia prima.

Reduccin del nmero de partes y materias primas.

Procedimientos de evaluacin del proveedor simplificados, que

conduce a un sistema de compras justo a tiempo.

8) Servicio al cliente

Estimacin de costos exactos y ms rpidos.

Administracin de las partes de repuesto de manera eficiente

dando como resultado un mejor servicio.


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11. PROBLEMAS EN LA TEGNOLOGIA DE GRUPOS

Existen varios problemas para llevar a cabo la tecnologa de grupos. Un

problema obvio es:

Reordenamiento de las maquinas para produccin en la planta en las

celdas de maquinado convenientes, se requiere tiempo para planear y

realizar este reordenamiento y las mquinas no estn produciendo

durante el cambio.

El mayor problema para iniciar un programa de tecnologa de grupos es

identificar las familias de partes. Si la planta hace 10 000 partes

distintas, la revisin de todos los dibujos de partes y su agrupacin en

familias es una tares enorme que consume una importante cantidad de

tiempo.

Algunos inconvenientes ms son los siguientes:

La instalacin del sistema de clasificacin y codificacin consume mucho

tiempo y suele ser muy cara.

Es esencial que exista una excelente comunicacin entre las Ingenieras

de Diseo y de Fabricacin.

La implementacin suele resultar muy compleja en cuanto a que no

existen enfoques estandarizados para sta.

La agrupacin de mquinas no siempre trae como consecuencia que

todas las de un grupo sean adecuadamente utilizadas, esto es, que

parte de su capacidad est ociosa.

En ocasiones, la redistribucin de planeta resulta muy costosa.

Es posible que los empleados opongan cierta resistencia, en cuanto que

la forma y mtodos de trabajo cambiarn como consecuencia de la

adopcin de GT.

Es imprescindible con el apoyo de alta direccin.


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12. INVENTARIO EN LA TECNOLOGIA DE GRUPO

En el campo de la gestin empresarial, el inventario registra el conjunto de

todos los bienes propios y disponibles para la venta a los clientes,

considerados como activo corriente. Losbienes de una entidad empresarial

que son objeto de inventario son lasexistencias que se destinan a la venta

directa o aquellas destinadas internamente al proceso productivo comomaterias

primas,productos inacabados, materiales de embalaje o envasado y piezas de

recambio para mantenimiento que se consuman en el ciclo de operaciones.La

filosofa dejusto a tiempo, se fundamenta en el concepto de cero inventarios.Qu se necesita realmente para reducir el inventario?

Es muy comn hoy en da tomar diferentes iniciativas para reducir el inventario

en los ambientes de manufactura. Y ciertamente, reducir el inventario ha sido

un elemento clave en las filosofas de Lean Manufacturing o Just in Time. Y

debemos decir que muchas de esas acciones tomadas para reducir el

inventario funcionan o parecen funcionar en verdad funcionan?

Primero debemos comprender que el inventario es parte de un sistema y no un

problema aislado, si es que realmente es un problema. El inventario es un

recurso, no una maldicin.

Niveles elevados de inventario son un sntoma. Usted no puede resolver un

sntoma. La causa est en algn otro lado. Cuando usted se enfoca en reducir

el inventario sin considerar el sistema entero, usted sufrir otros dolores: pobre

nivel de servicio al cliente, faltantes de material, altos costos de transportacin

area; peor an, usted puede tener algunos niveles bajos de inventario en

algunosnmeros de parte, pero puede terminar teniendo altos niveles en

nmeros de parte que se mueven lentamente.

Qu podemos hacer entonces?

Primero, debemos saber que el inventario tiene un propsito: al final, todo el

inventario ser consumido para satisfacer la demanda de los clientes.

As que el primer paso es: entienda su demanda.
http://es.wikipedia.org/wiki/Bieneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Existenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Materia_primahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materia_primahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materia_primahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materia_primahttp://es.wikipedia.org/wiki/Existenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Bienes


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Encuentre los patrones de demanda; analice su variacin. El enemigo a vencer

no es el inventario sino la variacin. Esto es porque el inventario acta como un

colchn, un amortiguador, el safety stock contra la incertidumbre en las

entregas o la calidad. Entre ms pequea sea la variacin, ms pequeo ser

el inventario requerido para tenerlo como amortiguador. Haga lo que sea

necesario para suavizar la demanda. Ponga especial atencin a su propio

proceso de administracin de la demanda ya que variacin importante es

algunas veces ocasionada por sus propias actividades, esto es, por cmo usted

administra la demanda y cmo o qu comunica a las dems reas.

El segundo paso es:

Entienda los lead times: el de sus proveedores y el suyo.Como se mencion, el inventario actuar como amortiguador frente a la

incertidumbre tanto en demanda como en el suministro. Entre ms largos sean

los lead times el inventario necesario como amortiguador ser mayor. As que,

haga lo necesario para reducir su propio tiempo de ciclo de manufactura(EN LA

APLICACIN DE LA TECNOLOGIA DE GRUPOS)y el lead time de sus

proveedores.

El tercer y ltimo paso es: corte excesos obvios y realice un anlisis ABC

para el resto.

Cuando usted sabe cmo se comporta su demanda y conoce sus lead times,

usted puede fcilmente identificar cules partes estn en exceso obvio. Calcule

su nivel requerido de inventario y recrtelas. Luego realice un anlisis ABC

para el resto de las partes y determine sus niveles necesarios de inventario

basndose en su demanda y safety stock adecuado. Si usted est usando

Kanban, revise los nmeros correspondientemente. Y, muy, muy importante,

asegrese que la integridad de sus registros de inventario est saludable; ms

an, sentido de propiedad es un elemento clave porque es ampliamente credo

que el inventario pertenece al Departamento de Materiales. Todos en la

organizacin son responsables del inventario y todos tienen un rol especfico,

ya sea para control o solo para cuidarlo en su uso.

Los niveles de inventario logrados de esta manera forman el NIVEL OPTIMO.

Usted no puede ir ms debajo de este nivel sin desajustar otra cosa en el

sistema. Use el ciclo de Mejora Continua usando estos mismos pasos para dar


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mantenimiento porque las condiciones cambian con el tiempo. Pero la clave es

siempre: no vea el inventario de manera aislada. Entienda su sistema entero.

DIAGRA MULTIPRODUCTO

Establece una visin conjunta de los procesos correspondientes a diversos

productos; resulta especialmente interesante cuando se trata de grupo de

productos con procesos similares, ya que resulta conveniente realizar un

planeamiento conjunto de la distribucin para todo el grupo

13. BIBLIOGRAFIA


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Universidad Nacional de Trujillo Ing. Mecnica http://www.gerenciaindustrial.com/ampliarNota.php?id=133

www.animationfactory.com

FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA/MIKELL P.

GROOVER.

Kroll, Denis and Wang, Xiaoli. Using group technology to improve

quality and response time. Industrial Management. (July 1994).

Manocher, Djassemi. An efficient CNC programming approach based on

group technology. Journal of Manufacturing Systems. (2000).

Tecnologia de grupoy manufactura cellular/capitulo 4

http://www.youtube.com/watch?v=AUPji7L9aSs

tegnologia de grupos.docx

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