tema 3 in4017 apoyos video

Ingeniería de ProducciónDra. Imelda Loera /Dr. Heriberto García

Programa de Graduados en Ingenierías y TecnologíasVicerrectoría de Programas en Línea

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Ingeniería de Producción IN4017

Ingeniería de Producción IN4017

Tema 3: Balance de líneas (métodos tradicionales)

Módulo2: Estrategias de distribución de Instalaciones



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Características de la producción en línea:

• Tipo de distribución orientada al producto

• Volumen de producción alto

• Variedad de productos bajo

• Tipo de producción estandarizado

• Tasa de utilización de equipos elevada

• Tiempo de proceso corto

El problema de producción en Líneas de ensamble

• El Problema se caracteriza por un conjuntode “n” tareas distintas que deben derealizarse en el ensamblaje de cada artículo.

– Objetivo es la especialización pordivisión del trabajo en tareas.

– El tiempo requerido para terminar latarea i es constante y conocido como ti.



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Balanceo de Líneas

• Es un problema clásico en la IngenieríaIndustrial.

• Determinar el Balance Óptimo de una líneade trabajo es un problema combinatoriodifícil.

• Requerimos de métodos heurísticos ymetaheurísticos.

El Tiempo de Ciclo (C)

• El tiempo máximo de trabajo de cadaestación.

– Basado en la tasa de producción deseada.

– Tiempo de ciclo (C)

– Representa el tiempo entre dos salidassucesivas de un producto.



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Problema de Balanceo de Líneas

Reducir

tiempo

de ciclo

Etapa 2Tiempo de ciclo

Asignar tareas

Número mínimo de estaciones

• Tiempo de ciclo

• inactividad

Etapa 1

Balanceo de líneas

Consideraciones del problema de Balanceo :

• Restricciones de Precedencia– Secuencia de trabajos

• Restricciones de Zonificación– Estaciones diferentes

• Restricciones de Capacidad– Actividades con varios trabajadores



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Balanceo de líneas

• Sean t1, t2, ... tn los tiempos requeridospara terminar las tareas respectivas. Elcontenido total de trabajo T asociado conla producción de un artículo se definecomo

n

iitT

1

Balanceo de líneas

• Para un tiempo de ciclo C, la cantidadmínima posible de estaciones de trabajoes:

Cantidad teórica mínima de estaciones de trabajo.

CT /



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Balanceo de líneasAlgoritmo: Balanceo de líneas para tiempo de

ciclo fijo.

• Paso 1: Construir una red de precedencias.

• Paso 2: Asignar un peso a cada tarea.

• Paso 3: Abrir una estación de trabajo.

• Paso 4: Seleccionar las tareas posibles a asignara la estación de trabajo. Formar una lista,ordenada de forma decreciente según el peso.

Balanceo de líneas

Algoritmo: Balanceo de Líneas para tiempo deciclo fijo.

• Paso 5: Recorrer la lista hasta encontrar laprimera tarea, que al asignarla a la estaciónde trabajo no sobrepase el tiempo de ciclo eir al paso 6.

• En caso de no existir tarea que cumpla conesta condición, cerrar la estación, ir al paso3.



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Balanceo de líneas

Algoritmo: Balanceo de Líneas para tiempo deciclo fijo.

• Paso 6: Asignar la tarea a la estación detrabajo y actualizar la lista.

• Si la lista está vacía, terminar. En casocontrario, ir al paso 5.

Balanceo de líneas

Ejemplo: El ensamble final de las computadoras personales requiere un total de 12 tareas

1. Taladrar agujeros en la caja metálica y montar los soportes de las unidades de disco.

2. Fijar la tarjeta madre a la caja.

3. Montar la fuente de poder y fijarla a la tarjeta madre.

4. Colocar los chips de procesador principal y de memoria en la tarjeta madre.



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Balanceo de líneas


5. Conectar la tarjeta de gráficos.

6. Montar las unidades de disquete. Conectar el controlador de unidad de disquete y la fuente de poder a las unidades de disquete.

7. Montar la unidad de disco duro. Conectar el controlador de disco duro y la fuente de poder al disco duro.

8. Poner las posiciones de los interruptores en la tarjeta madre en la configuración específica para el sistema.

Balanceo de líneas


9. Conectar el monitor con la tarjeta de gráficas antes de correr el diagnóstico del sistema.

10. Correr el diagnóstico del sistema.

11. Sellar la caja.

12. Fijar el logo de la empresa y empacar el sistema para su transporte.



9

Balanceo de líneas

Procedimiento: Determinar las precedencias de las tareas

1. Antes de cualquier otra operación deben perforarse los agujeros y fijar la tarjeta madre a la caja.

2. Una vez montada la tarjeta madre, se pueden instalar la fuente de poder, los chips de la memoria y los del procesador, la tarjeta de gráficos y los controladores de disco.

3. Las unidades de disco flexible se colocan en la unidad antes que la del disco duro, y requieren que primero esté en su lugar la fuente de poder y su controlador.

Balanceo de líneas

Procedimiento: Determinar las precedencias de las tareas

4. Con base en la configuración de memoria y la elección del adaptador de gráficos, se determina la posición de los interruptores en la tarjeta madre y se ajusta en consecuencia.

5. El monitor debe conectarse con la tarjeta de gráficos para poder leer los resultados de las pruebas de diagnóstico.

6. Por último, después de haber terminado las demás tareas, se corre el diagnóstico y se empaca el sistema para su envío.



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Balanceo de líneas

1 - 122 1 63 2 64 2 25 2 26 2 127 3,4 78 7 59 5 110 9,6 411 8,10 612 11 7

TareaPredecesores

inmediatosTiempo

Tiempos de trabajo y las relaciones de precedencia

6

5

4

9

12111 2

3 7

8

Diagrama de Precedencia

Balanceo de líneas

10

12 6

6

2

2

12

7

5

1

4

6 7



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Balanceo de líneas• Meta: producir una máquina ensamblada cada 15

minutos.

• La suma de los tiempos de trabajo es 70

• Asignar un peso a cada tarea. – Peso posicional : Tiempo requerido para llevar a cabo la tarea imás

los tiempos requeridos para realizar todas las tareas que tengan como predecesor a la tarea i

567.415

70

C

T

6

5

4

9

12111 2

3 7

8

Peso posicional

Balanceo de líneas

10

12 6

6

2

2

12

7

5

1

4

6 7

2558



12

Balanceo de líneas

1 702 583 314 275 206 297 258 189 1810 1711 1312 7

Tarea Peso posicional

Pesos posicionales

6

5

4

9

12111 2

37

8

Diagrama de Precedencia (Peso posicional)

10

12(70) 6(58)

2(27)

2(20)

12(29)

1(18)

4(17)

6(31) 7(25)

5(18)

6(13) 7(7)

Balanceo de líneas



13

Balanceo de líneas

• Asignación de tareas

6

5

4

1 2

3

6(58)

2(27)

2(20)

12(29)

6(31)• La tarea 1 se asigna a la

estación 1.

• Tiempos asignado = 12, holgura = 3

• La tarea 2 no puede ser asignada t1 + t2 > 15. Hay precedencia se cierra la estación 1.

12(70)

Balanceo de líneas• Asignación de tareas

6

5

4

2

3

6(58)

2(27)

2(20)

12(29)

6(31) • La tarea 2 se asigna a la estación 2.

• Tiempos asignado = 6, holgura = 9

• La tarea 3 se asigna a la estación 2.

• Tiempos asignado = 6+6 = 12, holgura = 3



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Balanceo de líneas• Asignación de tareas

6

5

4

2

3

6(58)

2(27)

2(20)

12(29)

6(31) • La tarea 6 no puede ser asignada t2 + t3 + t6 > 15, buscamos otra actividad

• La tarea 4 se asigna a la estación 2.

• Tiempos asignado = 6+6+2 = 14, holgura = 1

• No hay más actividades con t = 1. Se cierra la estación

Balanceo de líneas

Continuando con el procedimiento

Aunque la cantidad mínima posible deestaciones es 5, la técnica de pesoposicional da como resultado un equilibriocon 6 estaciones.

Estación 1 2 3 4 5 6Tareas 1 2,3,4 5,6,9 7,8 10,11 12

Tiempo inactivo 3 1 0 3 5 8



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Balanceo de líneas

ESTACIÓNTIEMPO

DISPONIBLE(MIN)

OPERACIÓN ASIGNADA

TIEMPO DE LA

OPERACIÓN (PESO)

TIEMPO DISPONIBLE - TIEMPO DE OPERACIÓN

OCIO DE LA ESTACIÓN

1 15 1 12 (70) 3 3

2 15 2 6 (58) 9 1

9 3 6 (31) 3

3 4 2 (27) 1

3 15 6 12 (29) 3 0

3 5 2 (20) 1

1 9 1 (18) 0

4 15 7 7(25) 8 3

8 8 5(18) 3

5 15 10 4 (17) 11 5

11 11 6 (13) 5

6 15 12 7 (7) 8 8

Eficiencia de la línea

• Es la división del tiempo total de tareas (70) entre la multiplicación del número de estaciones (6) por el tiempo de ciclo (15)

%77.77 100*156

70eficiencia



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Balanceo de líneas

• Acomodos alternativos– Comenzar la asignación por la última tarea

• Búsqueda de cambios para mejorar la productividad.

Balanceo de líneasAlgoritmo: Disminuir el tiempo de ciclo manteniendo

la misma cantidad de estaciones de trabajo.

• Paso 1: Identificar las estaciones cuello de botella.

• Paso 2: Analizar si es posible pasar una tarea del cuello de botella a otra estación. En caso contrario ir al paso 3.

• Paso 3: Analizar si es posible intercambiar una tarea del cuello de botella con otra tarea de una estación que no es cuello de botella. En caso afirmativo ir al paso 1, en caso contrario PARAR.



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Balanceo de líneas• Si aplicamos este algoritmo una vez podemos

obtener el siguiente balanceo:

Estación 1 2 3 4 5 6Tareas 1 2,3,4 5,6,9 7,8 10,11 12


6

5

4

9

12111 2

37

8

10

12(70) 6(58)

2(27)

2(20)

12(29)

1(18)

4(17)

6(31) 7(25)

5(18)

6(13) 7(7)

Balanceo de líneas

• Nuevo acomodo

• Reducción del tiempo de ciclo de 15 a 14 minutos.

• Modelo original implica 32 computadoras en una jornada de 8 horas de trabajo

• Modelo mejorado implica 34.28 computadoras– Mejora de un 7%

Estación 1 2 3 4 5 6Tareas 1 2,3,4 5,6 9,7,8 10,11 12




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Gráfico de la eficiencia de la línea

Tiempo de ciclo

Efi

cien

cia

de la

líne

a

Gráfica de eficiencia del balanceo de línea

TIEMPO

CICLO ESTACIONES

%

EFICIENCIA % OCIO

12 7 83.33 16.67

13 6 89.74 10.26

14 6 83.33 16.67

15 6 77.8 22.2

16 5 87.5 12.5

17 5 82.35 17.65

18 4 97.22 2.78

19 4 92.11 7.89

20 4 87.5 12.5

21 4 83.33 16.67

22 4 79.55 20.45

24 3 97.22 2.78

27 3 86.42 13.58

30 3 77.78 22.22

33 3 70.71 29.29

36 2 97.22 2.78

39 2 89.74 10.26

42 2 83.33 16.67

45 2 77.8 22.2

48 2 72.92 27.08

50 2 70 30



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Gráfica de eficiencia del balanceo de línea

7

65 4 3 2

En Resumen

• Conceptos de balanceo de línea

• Método de balanceo de línea

• Mejoramiento de la solución



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