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GUPOS TECNOLGICOS

Con el inicio de la revolucin industrial, grandes ideas de desarrollo han surgido para la optimizacin del diseo y la manufactura para la produccin en masa. Cuando la produccin tuvo rangos de cientos y miles de unidades, pocas empresas obtuvieron eficiencia asegurando los costos. Hoy se ha mejorado mucho en la tecnologa de produccin en masa en este siglo.

En EUA aproximadamente el 75 % de la manufactura es por lotes, en rangos de mil a dos mil. Hasta ahora, pocas empresas han ido disminuyendo el tamao de lote con la manufactura. La variabilidad natural de ambas actividades diseo y manufactura, en la manufactura por lotes, ha hecho difcil definir las mejoras de optimizacin.

Desde la segunda guerra mundial, se han incrementado los problemas de producir por lote. El sentimiento general ha sido que cada vez ms artculos se fabrican en produccin en masa y que la manufactura por lote decrecera. Que no ha sido el caso. Ahora vemos que la tendencia es hacer los lotes ms pequeos, en produccin en masa como en produccin por lotes

Un auto puede ser un sistema de produccin en masa, pero cuando las especificaciones cambian como sistema de estreo, aire acondicionado, rines especiales y otros factores, los autos son producidos en lotes pequeos. Esto tendra un tremendo impacto en los costos futuros. Un automvil costara ya no 3000 u 8000 Dlls sino de 500,000 a 1,000,000 Dlls por su manufactura. Mencionando la tendencia de la necesidad de mas mano de obra. Tomando tambin los niveles de habilidad, etc.

2.1 DEFINICIN Y CONCEPTOS

La repetibilidad y la automatizacin.Al decidir sobre las tecnologas a emplear, no se debe asumir que lo mejor es la mayor automatizacin posible. La automatizacin supone una gran inversin en activos productivos, lo que conduce al incremento de los costos fijos, tambin sugiere un aumento en el costo de mantenimiento y una disminucin de la flexibilidad de los recursos. Sin embargo en el caso de que la repetibilidad sea excesivamente alta, los beneficios de la automatizacin sobrepasarn sus inconvenientes. Entre estos beneficios se encuentra la mayor productividad de la mano de obra, mejor calidad, ciclos de fabricacin ms cortos, aumento de la capacidad, reduccin de los inventarios, etc.

Sistemas de ManufacturaGrupos Tecnolgicos

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Por desgracia los volmenes de produccin no son siempre la suficientemente elevados como para justificar la creacin de una lnea dedicada a un slo producto. En tales casos, debera considerarse los beneficios asociados a la repetibilidad, que se podran alcanzar utilizando la automatizacin de bajo costo: la Tecnologa de Grupos o la Automatizacin Flexible.

Divisin de los Procesos:1. Alta repetibilidad2. Baja repetibilidad

Alta Repetibilidad = Automatizacin

Tipos de Automatizacin:1. Alto costo2. Bajo costo.

Automatizacin de Alto Costo.Automatizacin total de la planta, para altos volmenes de produccin.

VentajasDesventajas

Mayor productividad Mejor calidadCiclos de fabricacin ms cortos Aumento de la capacidad Reduccin del inventarioMayor ventaGran inversinAumento en el costo de mantenimiento Disminucin de la flexibilidad.

Automatizacin de bajo costo.- Se utiliza para bajos y medianos volmenes de produccin. Esta se puede dar con la ayuda de dos tcnicas:1. Grupos Tecnolgicos2. Automatizacin Flexible

La manufactura en lotes es estimado que es la forma ms comn de produccin en los USA constituyendo tal vez el 50 % o ms de la actividad manufacturera. Hay una gran necesidad de realizar la manufactura de lotes con eficiencia y productividad. Tambin hay una gran tendencia de integracin de las funciones del diseo y de la manufactura. Una de las ventajas que se enfoca directamente a estos objetivos son los GT.

GRUPOS TECNOLGICOS es una filosofa de manufactura en donde las partes similares son identificadas y agrupadas tomando ventaja de su similitud en manufactura y diseo. Partes similares son agrupadas dentro de familias de partes. Entonces, estas resultan de la existencia de problemas similares que se agrupan para formar grupos de familias de problemas similares

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que ofrecen la solucin sencilla, con ahorro de tiempo y esfuerzo. Las similitudes son de dos tipos:Atributos de diseo.- Comnmente los criterios calificativos son las dimensiones, tolerancias, formas, acabados y tipo de material.Atributos de manufactura.- los criterios calificativos son los procesos de produccin, la secuencia de operaciones, el tiempo de produccin, las herramientas requeridas, los escantillones requeridos y el tamao de lote.

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Existen tres mtodos empleados para la agrupacin de familias:1. Inspeccin visual .- Es la ms simple, consiste en mirar las partes. Fotos o dibujos, a travs del cual se examinan las similitudes de las partes. Esta es la manera ms fcil para agrupacin de partes por atributos de diseo pero tambin es el mtodo menos seguro.2. Inspeccin de las hojas de proceso. Envuelve la inspeccin de las hojas de proceso usados para las secuencias de las partes de las operaciones a ser desarrolladas. Este mtodo es ms seguro que el anterior. Este mtodo es referido algunas veces como el PFA o Mtodo de Anlisis del Flujo del Proceso.3. Clasificacin y Codificacin de partes. Es el mtodo ms ampliamente usado, es tambin el ms sofisticado, el ms difcil y el que ms tiempo consume.

Los tres mtodos requieren una investigacin significativa en tiempo y energa. Muchos sistemas han sido desarrollados en el mundo, pero ninguno ha sido adoptado como universal.

En el diseo del producto, existen algunas ventajas obtenidas por agrupacin de partes en familias. Estas ventajas estn en la clasificacin y codificacin de partes. La clasificacin y codificacin de partes concierne la identificacin de similitudes en una cantidad de partes y relaciona a stas con un sistema codificado.

CLASIFICAR: Es un proceso separativo en el cual los artculos son divididos en grupos, basados en la existencia o ausencia de caractersticas atribuibles.

Desde el comienzo, la cultura humana trata de relacionar cosas similares. Los biologistas clasifican las cosas dentro de genes y especies, tal es el caso de los mamferos, reptiles, anfibios, etc. El mismo caso de fenmenos naturales puede ser aplicado a fenmenos de fabricacin e informacin. Usualmente GT se relaciona nicamente para aplicaciones de produccin.

CODIFICAR: es el proceso de establecer smbolos para ser usados en una significativa comunicacin. Para identificar partes con caractersticas especificas. Para modelar componentes sin detalles.

Cuando se construye un sistema de cdigo para representar un componente, hay varios factores que se deben considerar:1. La poblacin de un componente ( rotacional, prismtico, hojas de metal, etc.)2. Los detalles que representar el cdigo.3. El tipo de estructura: jerrquico, de cadena o hbrido.4. La representacin digital (binario, octal, decimal, alfanumrico o hexadecimal, etc)

Figura 2.2 Clasificacion y codificacion

La poblacin de un componente contribuye a una variedad de formas. Por ejemplo, la poblacin de los USA incluye raza que existen en la tierra. En este sentido, es necesario distinguir raza, color de cabello, de ojos y as. Sin embargo en China o Japn estas caractersticas son invariables.

Cuando diseamos un esquema de cdigo, dos propiedades deben ser verdaderas: 1) No ambigedad y 2) Completo

Definiremos codificar como una funcin H que dirige los componentes desde un espacio poblacional P a un espacio codificado C

EspacioPoblacionalHEspacioCodificadoPCFigura 2.3 Elementos en el proceso de codificacionLos detalles que representa el cdigo depende solamente de la aplicacin delcdigo. El cdigo tiene que ser conciso, si un cdigo se puede representar con10 o con 100 dgitos, es mejor seleccionar el de 10. La aplicacin de una

estructura de cdigo depende de la aplicacin.Sin embargo, la seleccin permite diferentes precisiones para diferentes esquemas.

La representacin digital.- Por ejemplo, un cdigo de N dgitos con diferentes caractersticas permite la siguiente combinacin del cdigo.Binario20,1

Octal80-7

Decimal100-9

Hexadecimal160-9, A-F

Alfanumrico26+100-9 A-Z

En el desarrollo de un sistema de codificacin y clasificacin, la preguntabsica es Que hace tu cdigo?. Diferentes departamentos requieren diferente tipo de informacin. Lo interesante sera generar un cdigo que tuviera toda la informacin de un sistema

2.2 DIFERENCIA Y SIMILITUD CON OTROS SISTEMAS.

Los sistemas de manufactura pueden ser clasificados y diferenciados por varias caractersticas, entre las principales se encuentra el volumen de producto y la variedad de estos. Esto mismo da la pauta para medir la flexibilidad de los procesos, establecer el grado de especializacin de la mano de obra as como el nivel de automatizacin.

Figura 2.4 Posicion de las celulas en los sistemas de manufactura

TRABAJO DE TALLER.En esta configuracin se producen lotes ms o menos pequeos de una amplia variedad de productos de poca o nula estandarizacin,

emplendose equipos de escasa especializacin, los cuales suelen agruparse en talleres o centros de trabajo CT a partir de la funcin que desarrollan; estos equipos suelen ser verstiles y permiten ejecutar funciones diversas, por lo que pueden alcanzar una amplia variedad de salidas. Los costos variables son relativamente altos debido a la nula o muy baja automatizacin, pero genera muy bajo costo fijo porque no necesita mucha inversin.

En este tipo de proceso, en los que la sofisticacin tecnolgica es muy baja y la automatizacin nula, suele requerir que el personal domine cada una de las tareas necesarias para la fabricacin del producto.CLULAS DE MANUFACTURA. Consiste en organizar las mquinas herramientas necesarias en reas separadas para la produccin de familias de partes, surgidas de la utilizacin de la tecnologa de grupos.

Tipos de diseos de clulas.El trmino de clulas de manufactura es algunas veces usado para describir las operaciones de un grupo de mquinas tecnolgicas. Las clulas de mquinas pueden ser clasificadas dentro de alguna de la siguiente clasificacin, acorde al numero de mquinas y al grado de mecanizacin en el cual el material fluye entre las mquinas:1. Clula de Maquina Simple2. Clula de un Grupo de mquinas con manejo manual3. Clula de un Grupo de mquinas con manejo semiautomtico.4. Sistemas de Manufactura Flexible (FMS).

Clulas de mquina simple.- consiste de una mquina plus soportando herramientas y escantillones organizados para hacer una o ms familias de partes. Este tipo de clula puede ser aplicado a piezas en las cuales los atributos permiten ser hechos en un tipo bsico de proceso, tales como torneado o fresado.

Clula de un Grupo de mquinas con manejo manual.- es un arreglo de ms de una mquina usadas colectivamente para producir una o ms familias de partes. Esta no provee el movimiento mecanizado de partes entre las mquinas de las clulas, por lo tanto los operadores quienes corren la clula desarrollan la funcin del manejo de material.

Clula de un Grupo de mquinas con manejo semiautomtico.- Usa un sistema de manejo mecanizado, tal como transportadores, para mover las partes entre las mquinas de la clula. Cuando las partes de la clula tienen rutas idnticas o casi idnticas, una distribucin en lnea es considerada apropiada. Si las rutas del proceso varan una distribucin de enlace es mas apropiada.

Determinacin del mejor arreglo de mquinas. Determinar cual es el mejor arreglo de equipo en una clula podra basarse en los requerimientos de la pieza a procesar. Los factores de importancia incluyen: El volumen de trabajo a ser hecho en la clula. Esto incluye el nmero de partes por ao y la cantidad de trabajo requerido por parte. Estos factores influyen en el nmero de mquinas a ser incluidas en la clula, el costo total de operacin de la clula. Variaciones en las rutas de proceso de las partes. Esto determina el flujo de trabajo. Si todas las rutas del proceso son idnticas, el flujo de lnea unido es apropiada. Con variaciones significantes en las rutas, una forma U o de enlace puede ser ms apropiada. El tamao de la parte, forma, peso y otros atributos fsicos. Esto determina el equipo que puede ser usado para el manejo del material.

MANUFACTURA FLEXIBLE. Consiste en grupos de estaciones de procesamiento (maquinas-herramientas) interconectadas con mano de obra y almacenamiento que son controlados por un sistema de computo. Este sistema es considerado para llenar un hueco entre la alta produccin y la baja.

La diferencia esta en que los GT es una tcnica que se emplea para una gran variedad de productos con bajos volmenes de produccin, mientras que los FMS es un sistema que se utiliza para medios volmenes de produccin con una variedad media de sus modelos.

LINEAS EN FLUJO. Cuando se trata de la fabricacin de grandes lotes de pocos productos diferentes ( con pocas opciones) pero tcnicamente homogneos, usando para ello las mismas instalaciones se usa esta configuracin. Se trata de artculos cuyo proceso de obtencin en los CT requiere una secuencia similar de operaciones, por lo que dichas mquinas se disponen en lneas, una tras otra. Tras fabricar un lote de un artculo, se procede a ajustar las mquinas y se fabrica un lote de otro distinto y as sucesivamente.

En este caso la maquinaria es mucho ms especializada que en los anteriores, dndose una alta inversin as como una mayor automatizacin y homogeneidad en los procesos. Los equipos son ms verstiles que en la configuracin continua. La especializacin de los trabajadores es tambin mayor que en la de taller, realizando estos la misma funcin.

FLUJO CONTINUO. La fabricacin en lotes se transforma en flujo continuo cuando se eliminan los tiempos ociosos y de espera, de forma que siempre se estn ejecutando las mismas operaciones, en las mismas mquinas, para la obtencin del mismo producto, con una disposicin en cada lnea. Cada mquina y equipo estn diseados para realizar la misma operacin y preparados para aceptar de forma automtica el trabajo que les es suministrado por una mquina precedente. Los operadores realizan las mismas tareas para el mismo producto.

Tabla N 1 Caractersticas de la Configuracin de los Sistemas de Manufactura.Configura cinHomoge- neidad del procesoRepetiti vidadProductoIntensidad del capitalFlexibilidadParticipa cin del clienteVolumen de salidas

ContinuaAltaAltaEstndarAutomatizacin e inversin altaInflexibleNulaMuy grande

LneaMedia AltaMedia AltaVarias opcionesAutomatizacin e inversin mediaBajaBajaMedio/gr ande

FlexibleMediaMediaVarias opcionesAutomatizacin media e inversin mediaMediaMediaMedia

ClulasMedia BajaMedia BajaVarias opcionesAutomatizacin baja e inversin bajaMediaAltaMedia Baja

TallerMuy bajaMuy bajaAmedidaAutomatizacin escasa o nula, baja inversinAltaAltaMuy bajo

Para ilustrar la comparacin de caractersticas de los cinco tipos de sistemas o configuracin de los procesos se tiene la tabla N.

2.3 CARACTERIZACIN , VENTAJAS Y DESVENTAJAS

La codificacin puede ser usada para propsitos de clasificacin y los requerimientos de clasificacin deben ser considerados durante la construccin de un esquema de cdigo. Entonces, codificacin y clasificacin estn estrechamente relacionados.

Antes de un cdigo pueda ser construido, un estudio de las caractersticas de todos los componentes debe ser completado y entonces valores de cdigos pueden ser asignados a las caractersticas dependiendo de la aplicacin del esquema del cdigo. Por ejemplo, las tolerancias no son importantes para la recuperacin del diseo, entonces, estas no son caracteristicas en un sistema de codificacin orientado al diseo. Sin embargo, en un sistema de codificacin orientado a la manufactura, las tolerancias son caracteristicas importantes.La estructura de un cdigo es importante porque afecta su longitud, la accesibilidad y la expandibilidad. Hay tres tipos de estructura de cdigo en GT:

1. Jerrquico2. De cadena (Matriz)3. Hbrido o Mixto.

Estructura Jerrquica: es tambin llamado monocdigo. En un monocdigo, cada nmero de cdigo es calificado por un carcter precedente. Por ejemplo la figuraVENTAJA: Puede ser almacenada una gran cantidad de informacin con muy pocas posiciones de cdigos.DESVENTAJAS: es muy complejo y es difcil desarrollar porque todas las ramas tiene que ser definidas.

Figura 2.5 Estructura jerarquica

Estructura de Cadena: Tambin llamada poli cdigo. Cada posicin del cdigo representa un poco de informacin, indiferente al nmero previo. En la siguiente tabla un esquema de cadena es presentado.VENTAJA: Es compacto, mucho ms fcil de construir y usar. DESVENTAJA: N O es tan detallado como la estructura jerrquica.

Tabla 2. Estructua de Cadena

Estructura Hbrida: Es una combinacin del tipo jerrquico y el de cadena, como se indica en la figura. Mas sistemas de cdigos existentes usan una estructura hbrida para obtener las ventajas de ambas estructuras.VENTAJAS: Se obtiene las ventajas de ambos cdigos como lo es el cdigo Opitz

Figura 2.6 Estructura Hibrida

La experiencia ha demostrado que ciertos atributos pueden ser codificados para definir los objetivos de un sistema de clasificacin y codificacin. Algunos de estos atributos son universales como por ejemplo: Forma principal (rotacional, cajeado o lamina) Elementos de la forma principal ( Conos, perforaciones, muescas) Dimensiones Tolerancias Material

Ya que un sistema de cdigo transforma las propiedades y requerimientos listados previamente dentro de un cdigo, puede de alguna manera ser vinculado dentro de un sistema de planeacin del proceso. Algunos sistemas de planeacin del proceso que han sido satisfactoriamente usados se ilustran a continuacin.

SISTEMA DE CLASIFICACIN OPITZ Es el cdigo ms conocido, fue desarrollado por H. Opitz de la Universidad de Aachen Tech en Alemania en 1970. Es un sistema alfanumrico, usa una estructura mixta, sin embargo se puede considerar como una estructura de matriz ms compacta si no se considera el primer dgito. Consiste de tres partes: un cdigo geomtrico , suplementario y de produccin. En el cdigo geomtrico se pueden representar partes rotacionales, lisas y cbicas. La dimensin L/D ( largo entre dimetro) es utilizado en la clasificacin de partes rotatorias, las relaciones L/B ( largo entre ancho) y L/W (largo sobre peso) se utiliza para componentes no rotatorios.

El cdigo geomtrico utiliza 5 dgitos, los cuales representan los atributos de diseo:1. El tipo de componente2. La forma bsica3. El maquinado de superficies cilndricas4. El maquinado de superficies planas5. Perforaciones, dientes y formas auxiliares

El cdigo suplementario esta formado por 4 dgitos los cuales representan los atributos de manufactura:1. Representa la dimensin principal ( dimetro o largo) el rango de dimensiones va desde 0.8 hasta 80 pulgadas y para dimensiones menores de 0.8 pulg. Se representa por el 9.2. Tipo de material3. Forma del material4. Tolerancias

El cdigo de produccin esta formado por la parte alfabtica del cdigo, representando la secuencia de las operaciones de produccin.

Ej.12345 6789 abcd

Tablas del cdigo Opitz

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SISTEMA DE CLASIFICACIN KK3 Tiene como propsito principal la clasificacin de maquinado de partes en forma general Fue desarrollado por la Sociedad Japonesa para la Promocin de mquinas industriales (JSPMI,1980). Las partes a ser clasificadas son primordialmente de corte de metal y componentes. Usa un sistema de 21 dgitos decimales Es una modificacin del KK1. Es ms grande que el cdigo Opitz

Los dgitos clasifican:1. Nombre ( 2 dgitos)2. Funcin: a) Generalb) Especifica3. Material ( 2 dgitos)4. El tipo de materialb) La forma del material en crudo.5. Dimensiones ( 2 dgitos)6. Longitud y b) dimetro7. Formas primarias y relacin de las dimensiones ( 1 dgito)8. Formas detalladas y tipos de procesos ( 13 dgitos)9. Tolerancias ( 1 dgito)

SISTEMA DE CLASIFICACIN VUOSO-PRAHA Este sistema consta de 4 dgitos, los cuales son tipo, clase, grupo y material. Es usado para clasificar piezas , as como identificar el tipo de departamento al cual pertenece esa pieza Resulta ser de los ms sencillo por su fcil manejo

1. El primer dgito nos dice el tipo de pieza que se va a trabajar, ste se localiza en la parte superior colocado horizontalmente, puede ser de tipo rotacional con barrenos o dentado.2. El segundo dgito es la clase de material que se va a trabajar, que describe las caractersticas fsicas de la pieza como dimetro, longitud, etc. Este dgito se localiza en la parte superior izquierda colocado verticalmente. Depende del dimetro de la pieza y de la relacin L/D.3. El tercer dgito nos indica la forma de la pieza a trabajar, es decir, que tipo de operacin es necesario practicarle. Esta escala se localiza en la parte inferior izquierda de la tabla colocada verticalmente.4. El cuarto y ltimo dgito nos dice la constitucin del material, es decir, de que tipo de material es, este se localiza en la parte superior de la tabla, colocado verticalmente.

SISTEMA DE CLASIFICACIN MCLASSEs un sistema desarrollado por la TNO de Holanda y actualmente es utilizado por EUA en la Organizacin para Investigacin Industrial.Es un cdigo de 12 dgitosEsta diseado para ser universal incluyendo informacin dediseo y manufactura.

Posicin del cdigo

SISTEMA DE CLASIFICACIN DCLASS Fue desarrollado por Del Allen en Brigham Young University 1980 Fue diseado para toma de decisiones y sistemas de clasificacin Es un sistema de estructura de rbol que puede generar cdigos para componentes, materiales, procesos, mquinas y herramientas. Para componentes se usan 8 dgitos. En el cdigo cada rama representa una condicin. La construccin del cdigo es estableciendo ciertas rutas.

Dgito 1 a 3Forma bsicaDgito 4Caractersticas de la formaDgito 5TamaoDgito 6PrecisinDgito 7 y 8Material

2.4 METODOLOGA PARA FORMACIN DE GRUPOS Y ASIGNACIN DE EQUIPO

Aplicacin en la manufacturaLa creacin de familias de parte mejorara grandemente la eficiencia de la fabricacin por lotes y bajara los costos de manufactura por la estandarizacin de los diseos y de los procesos de manufactura y por definir el mtodo mas prctico en costo efectivo de producir una parte.

Estandarizar se refiere no nicamente a la eliminacin de duplicados innecesarios, sino tambin a la mejor manera de hacer las cosas. La mejor manera involucra la utilizacin ptima del personal, del tiempo, de los materiales y del equipo. Esto requiere un entendimiento del flujo de las partes a travs de los recursos de manufactura, la carga en cada mquina, las herramientas y el costo relativo y la tendencia de los costos en estas mquinas.

El desarrollo de la alta eficiencia y el abaratamiento de las computadoras y los programas sofisticados ayuda a hacer estos objetivos fciles. Sin embargo el ingrediente principal es el conocimiento y la experiencia del personal de diseo y manufactura.

Anlisis para estandarizacin.Tal vez el uso ms importante de los sistemas de clasificacin y codificacin es el anlisis de datos basado en similitudes de partes y la estandarizacin.

Alex Houtzeel da un ejemplo de una planta que quiso implantar GT, originando 521 diseo de engranes con el mismo cdigo, No era posible! Se analizaron la secuencia de los procesos y lograron 30 cdigos con 71 planes de proceso.

La estandarizacin de los procesos.La estandarizacin de los diseos y la manufactura requiere un esfuerzo considerable. El primer problema es como manejar una base de datos de 50,000 a 1,000,000 partes o mas. Es virtualmente imposible mirar todos los planes de procesos y diseos. Es aqu donde empieza el principio de evaluar las similitudes de los diseos y mtodos de manufactura.

El paso es analizar el cdigo que define una familia de partes. Estas familias pueden ser orientadas al diseo o a la manufactura. Mirando los atributos individuales de la parte y la frecuencia con la que ocurre, es posible determinar la mejor familia.

Con esto, el trabajo de planeacin del proceso puede ser facilitado. Teniendo los procesos similares para los miembros de una familia, una clula de produccin puede ser construida.

FAMILIAS DE PARTE.Es una coleccin de partes las cuales son similares tanto en forma, geometra y tamao, como en la secuencia de los procesos.

FORMACIN DE FAMILIAS DE PARTESUno de los mejores beneficios derivados de GT es la formacin de familias de partes para un flujo de trabajo eficiente. El flujo eficiente del trabajo resulta de la agrupacin lgica de las mquinas de tal manera que el manejo de material y la preparacin de ellas sea minimizado. Las partes pueden ser frecuentemente agrupadas de tal manera que se puedan utilizar las mismas herramientas y escantillones. Cuando esto ocurre una reduccin amplia resulta en la preparacin del equipo.

Una de las distribuciones ms comunes de mquinas utilizado en la industria es la Distribucin Funcional. Este tipo de Distribucin se muestra en la siguiente figura. Como podemos ver las mquinas son colocadas con respecto a su tipo. Fresas, taladros, tornos y molinos son agrupados en departamentos. Esta distribucin es buena en la asignacin de herramienta y escantillones por departamento. Tambin permite al supervisor acumular una cantidad significativa de informacin concerniente al tipo de operaciones que se realizan. Desafortunadamente, la distribucin funcional tambin requiere que el producto fluya a travs del sistema entero en una forma variable.

El manejo de material puede ser reducido si las partes requieren operaciones similares siendo agrupadas en familias, y las mquinas requeridas producen familias y se organizan en clulas. Este proceso se conoce como distribucin celular y se ilustra en la figura siguiente.

La base de las clulas o GT es la formacin de familias de partes. La formacin de familias de partes es basada en la produccin de parte o ms especficamente en las caractersticas de su manufactura. Los componentes requieren procesos similares y agruparse dentro de las mismas familias.

Antes de agrupar se puede comenzar con la informacin concerniente al diseo y al proceso de los componentes existentes. Cada componente es representado en forma de cdigo, llamado Cdigo del Plan de Operacin. Un cdigo OP representa una serie de operaciones en una mquina o estacin de trabajo. Esta premisa del cdigo OP es para simplificar la representacin de los planes de proceso.

El Anlisis de Flujo de la Produccin (PFA) fue introducido por J.L: Burbidge para resolver problemas de formacin de familias para diseo de clulas de manufactura. El objetivo del PFA es traer juntos en grupos los componentes que necesitan el mismo o un juego similar de OP.

PFA. Anlisis de Flujo de la produccin.Para el anlisis de flujo de la produccin , todas las partes en una familia deben requerir rutas similares. Mnimas modificaciones en la ruta estndar sern requeridas para nuevos miembros.

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Procedimiento del PFAPuede ser organizado dentro de los siguientes pasos:1. Coleccin de datos.- Se debe decidir los objetivos del estudio y recolectar los datos necesarios. Los objetivos definen la poblacin de partes a ser analizadas. Pueden todas las parte de piso ser incluidas en el estudio, o ser una muestra representativa el anlisis?. Desde que la poblacin es definida, los datos necesarios mnimos en el anlisis son el nmero de parte y la secuencia para todas las partes. Estos datos pueden ser obtenidos de las hojas de proceso.2. Clasificar las rutas de proceso.- El segundo paso es arreglar las partes dentro de grupos acordes a las similitudes de sus rutas de proceso. Para una cantidad grande de partes, un mtodo manual acompaa este paso, es el codificar los datos coleccionados en el paso 1 dentro de archivos de computadoras. Ejemplo:

3. Carta PFA.- Los procesos usados para cada paquete son a continuacin desplegados grficamente. Una versin simplificada se muestra en la figura.

4. Anlisis.- Este es el paso ms subjetivo y difcil en el PFA, pero es el crucial en el procedimiento. Desde que se trazan los datos en la carta del PFA, grupos similares pueden ser identificados. Esto puede ser hecho por rearreglo de los datos originales dentro de un nuevo trazo el cual trae paquetes juntos con rutas similares.

Invariablemente, hay partes que no caen en grupos similares. Estas partes pueden ser analizadas para determinar si un proceso de secuencias revisado puede ser mejorado ajustndose dentro de uno de estos grupos. Si no, esta parte puede continuar procesndose en una distribucin de proceso de tipo convencional.

La debilidad del PFA es que los datos usados son tomados de las hojas de proceso. Las secuencias de los procesos de estas hojas de proceso, han sido preparadas por diferentes planeadores de proceso, y las diferencias son reflejadas en las hojas de proceso. Las rutas pueden tener pasos no ptimos, ilgicos e innecesarios.Hay dos mtodos para la agrupacin de familias:1. Observacin y2. Mtodos computarizados tales como PFA.

TECNICAS PARA FORMACION DE FAMILIAS

Algoritmo de Kings o Agrupacin por algoritmo del orden de FilasKing (1979) presenta el algoritmo del orden de filas que es un mtodo simple:

Paso 1.- Para todos los valores de i Calcula el valor total de las columnas WjWj = SUM 2 Mij

Paso2.- Si Wj es en orden ascendente ir al Paso 3. De otra manera arreglar la columna para hacer la cascada de Wj en orden ascendente.

Paso 3.- Para todos los valores de j calcular el valor total del rengln Wi

Paso 4.- Si Wi es en orden ascendente STOP. De otra manera arreglar los renglones para hacer la cascada de Wi en orden ascendente. Ir al paso 1.

Una de las mayores desventajas del algoritmo de Kings es la utilizacin de nmeros binarios.

Agrupacin Directa.Los componentes y las mquinas son listadas en la matriz. Donde exista una operacin se marca con una diagonal ( /) = positivas, las que no tienen operacin estn vacas = negativas.

Paso 1.- Para todos los valores de i calcular el nmero total de positivos en el rengln WiWi = SUMA MijArreglar los renglones en forma descendente.

Paso 2.-Para todos los valores de j, calcular el nmero total de clulas positivas en la columna Wj.Wj = SUMA MijAcomodar columna en orden ascendente.

Paso 3.- Para i = 1 hasta N mover todas las columnas j donde Mij = 1 a la izquierda manteniendo el orden de los renglones previos

Paso 4.- Para j = M hasta 1 mover todos los renglones i donde Mij = 1 hasta la parte superior, manteniendo el orden en las columnas previas.

Paso 5.- Si la matriz concurrente es la misma que la matriz previa STOP, de lo contrario regresar al paso 3.

BENEFICIOS DE LOS GRUPOS TECNOLGICOS

Checar siDiseo existenteCodificacin Modelo rugosoCodificar y clasificar son dos elementos de GT. Sin embargo, codificar y clasificar proveen pequeos beneficios si GT termina ah.

Diseo Conceptual

Archivode diseos

Modificaciones del diseo

Nuevo Diseo

Diseo existeSeleccin de MaquinariaUna de las caractersticas comunes de la industria norteamericana es la baja utilizacin de los carisimos equipos de procesar. La baja utilizacin puede tomar dos formas:1. Mucho del tiempo de la mquina es ocioso y totalmente improductivo.2. Muchas de las partes asignadas a una mquina especifica estn saliendo por debajo de la capacidad de la mquina.

Mejora de los diseos.GT permite a los diseadores usar el tiempo ms eficiente y productivamente por decremento de la cantidad de nuevos diseos requeridos a la vez para ser diseados. Cuando una nueva parte es necesitada, varios atributos pueden ser listados. Entonces, una parte existente con muchos de estos atributos puede ser identificada o relacionada. nicamente el nuevo diseo requiere los atributos relacionados a la nueva parte no existente en el anterior. GT tiende a promover la estandarizacin de los diseos.

Estandarizacin Intensificada.Las partes son clasificadas dentro de grupos acordes a sus similitudes. Ms similitudes, mejor. El tiempo de preparacin y herramental, tambin estandariza ms los requerimientos de las partes.

Reduccin del manejo de material.

Uno de los mejores elementos de GT es el arreglo de mquinas dentro de clulas de trabajo especializadas, cada clula produce una familia de partes dada. Tradicionalmente las maquinas son arregladas por funcin. Un arreglo funcional causa un excesivo movimiento de partes de una mquina a otra.

Simplificacin del programa de produccin.Con las mquinas agrupadas dentro de clulas especializadas y arreglos de familias de partes hay menos requerimiento de la programacin de los centros de trabajo.

Mejora Control de calidadEl control de la calidad es mejorado a travs de GT porque cada clula de trabajo es responsable para una familia de partes especifica. Esto hace dos cosas, ambas mejorando la calidad:1) Aumenta el orgullo del trabajo al empleado asignado a cada clula, 2) Hace que los errores y problemas de produccin se localizan fcilmente en la fuente.

Factores que han favorecido la difusin de GTAlgunos ahorros obtenidos con GT

Amplia proliferacin del nmero y la variedad de artculos demandados, que conduce a una reduccin del tamao de los lotes Demanda creciente de tolerancias cada vea ms estrechas, que lleva a buscar mtodos ms econmicos de alcanzar niveles superiores de precisin Necesidad creciente de trabajar con una mayor variedad de materiales diferentes Mejoras en la eficiencia de la mano de obra, que hace que el peso de los costos de los materiales sea mayor en el conjunto del producto. 50 % en el diseo de nuevas piezas 10 % en el nmero de planos y dibujas 60 % en el tiempo dedicado ala ingeniera de proceso 20%enlasnecesidadesde espacio en la planta 40 % en los inventarios de materias primas 60%enlosinventariosde productos en curso 70%enlostiemposde lanzamiento 70 % en el tiempo total de proceso

Ventajas:Un buen sistema de clasificacin y codificacin proporciona a la Ingeniera de diseo un sistema que le permite: Obtener informacin sobre piezas similares eficientemente Desarrollar una base de datos eficiente que contenga informacin precisa para el diseo de productos Estandarizar los diseos Eliminar la duplicacin de diseos Crear Familias de piezas Las clulas de maquinado pueden reducir las existencias de productos en curso, dando lugar a reducciones en las lneas de espera y menores tiempo de proceso. La utilizacin de la maquinaria puede verse mejorada Los datos sobre las familias de piezas facilitan la mejora de la Distribucin de planta lo cual a su vez reduce los costos de transporte de material Se puede obtener la mayor eficiencia en el aprovisionamiento Utilizar una informacin privilegiada que permita la mejora de la productividad Incorporar los cambios de la Ingeniera de Diseo a los sistemas de Fabricacin

Unbuensistemadeclasificacinycodificacin proporciona a fabricacin un sistema que posibilita: El desarrollo de un Sistema CAPP El acceso a los planes de proceso de las familias de piezas El desarrollo de rutinas estandarizadas para las familias de piezas El desarrollo de clulas de maquinados

Las rutinas estandarizadas facilitan el desarrollo de grupos de herramientas, de grupos de programas de control numrico y de lanzamientos estandarizados para las fam. de piezas: La planificacin y control de la produccin pueden ser simplificados LA simplificacin del proceso de planificacin hace que ste sea ms sencillo de entender , y por lo tanto, de seguir y controlar. LaprogramacindelaproduccinpuedeverseInconvenientes: Lainstalacindel sistemadeclasificaciny codificacin consumemucho tiempo y suele ser muy cara. Esesencialque existaunaexcelente comunicacin entre las Ingenieras de Diseoyde Fabricacin. La implementacin suele resultar muy compleja en cuanto a que no existen enfoques estandarizados para sta Laagrupacinde mquinasno siempre trae como consecuenciaque todaslasdeun gruposean adecuadamente utilizadas, esto es, quepartedesu capacidadeste ociosa En ocasiones, la redistribucin de planeta resulta muy costosa. Es posible que los empleados opongancierta resistencia,en cuantoquela formaymtodos detrabajocambiarncomo consecuencia de la

simplificada EsITpCoHsIIible alcanzar una mayor eficacia en las gestin de las operacionesadopcin de GT 49 Es imprescindible con el apoyo de Alta Direccin

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