1U5.- ESTUDIO DEL TRABAJO ANLISIS DE LAS LNEAS DE PRODUCCIN 1.- SINCRONIZACIN DEL COMPS BALANCEO EN UNA LNEA CONTNUA: La sincronizacin del comps balanceo, consiste en determinar el tiempo de comps de un sistema de flujo y establecer la ptima adaptacin de las operaciones de los diferentes puestos, a dicho tiempo y al rendimiento terico de los trabajadores. El tiempo de comps es el tiempo en el que se elabora una unidad, para que el sistema de flujo produzca el rendimiento horario previsto. El tiempo de comps se expresa en minutos por unidad, y se lo calcula mediante la relacin entre la cantidad de minutos trabajados por turno, y la cantidad de piezas fabricadas en dicho turno, multiplicndolo por un factor de rendimiento de lnea F, que es menor que la unidad: Tpo. de comps = Hs Trabajadas x F Pzas. Fabricadas

El factor de rendimiento de lnea (F), considera las posibles variaciones de ritmo las breves interrupciones de algn proceso del sistema de flujo. La nivelacin de rendimientos, es la asignacin, ajuste y diseo del proceso en los puestos individuales de un sistema de flujo, de tal manera que el tiempo empleado corresponda al tiempo de comps previsto y al rendimiento terico de los trabajadores. En trminos matemticos el objetivo del balanceo, consiste en minimizar los tiempos de espera condicionada en los puestos de trabajo individuales. Cuando el sistema de flujo es poco ramificado y la produccin es poco cambiante, se aplican simplemente procedimientos aritmticos. Veamos un ejemplo: Segn el plan de trabajo, se debe montar un producto que consta de 12 operaciones puestos de trabajo, siendo los tiempos de cada operacin los siguientes:14 12 10 8 6 4 2 0 1 3 5 7 9 11 Tiempo por unidad (min)

Adems se disponen de los siguientes datos: 1- Sumatoria de los tiempos de las 12 operaciones 2- Tiempo de un turno de trabajo 3- Produccin prevista por turno 4- Factor de rendimiento de la lnea 5- Factor de rendimiento humano 6- Nmero de operarios : To = 61,1 min. / Conjunto. : T = 480 min. / Turno. : N = 130 piezas / Turno. : F = 0,94 : R = 120 % ( sea 1,2) : n = a determinar

2Los tiempos por unidad reproducidos en la figura, se basan en la eficiencia normal segn REFA, tomada como rendimiento de referencia. Con la ayuda de estos datos se calcula el nmero de operarios necesarios, utilizando la siguiente ecuacin: N de operarios = n = To x N = TxFxR 61,1 x 130 = 14,7 = 15 Operarios. 480 x 0,94 x 1,2

Con este dato calculamos el tiempo previsto provisorio, como partida para fijar la nivelacin de rendimientos: Tpo. de comps previsto provisorio = To = 61,1 = 4,07 = 4,0 min./ pieza y por puesto. n 15

Observando la figura, se ve que los tiempos de las operaciones 3, 5, 6, 11 y 12, ya corresponden aproximadamente al tiempo de comps real. Los tiempos restantes deben adaptarse a este tiempo de comps. Esta adaptacin consiste en ajustar y conformar aquellas operaciones, cuyo tiempo no se aproxima al tiempo de comps provisorio. La operacin de trabajo de cada puesto representa una secuencia de proceso cerrada en s misma. La condicin previa para la nivelacin de rendimientos, consiste en analizar el proceso de las operaciones, desglosndolas en intervalos de tiempos de la operacin, con la ayuda de los sistemas de tiempos predeterminados, evaluados estimados. a) Se pueden trasladar intervalos de operacin aislados a operaciones anteriores posteriores. En este caso se ha evidenciado que es posible transmitir intervalos de la operacin N 1 (1,1 min.) a la operacin N 2. b) Se puede mejorar el mtodo de trabajo, la tecnologa y el diseo del producto para conseguir reducir el tiempo de ejecucin de intervalos aislados, por ejemplo en la operacin N 8 se pasa de 5,2 min. a 3,8 min. c) Se pueden instalar puestos de trabajo iguales en paralelo y para una misma operacin. En este caso se aplic esta solucin a las operaciones N7 y N9. d) Se pueden instalan pulmones estticos antes y despus de cada puesto, y se cambian peridicamente los operarios de puestos de trabajo.

Esta solucin se aplica a los puestos N4 y N10, donde se instalan pulmones estticos antes y despus de los mismos. Como consecuencia del breve tiempo concedido al puesto N 4 (2 min.), cuando el pulmn N1 est vaco, el operario 4 se dirige al puesto N13 donde trabaja en paralelo con el operario 13 y ejecuta la operacin mientras haya piezas en el pulmn N 3. Se observa que el puesto N10 fue desglosado en los puestos N13 y N14, pero el puesto N13 es ocupado temporalmente por el operario 4, sin incrementar la cantidad de operarios del puesto N10 original. El resultado de la nivelacin realizada puede resumirse de la siguiente manera: La lnea continua consta de 12 operaciones distintas, 16 puestos de trabajo y 15 operarios, de ellos tenemos dos puestos dobles, uno triple y un trabajador presta servicios en dos puestos distintos, el 4 y el 13.

3Adems se observa que el puesto 3 resulta ser un cuello de botella por su tiempo de 4,2 min., el cual deber tenerse en cuenta para los clculos siguientes.

Partiendo del tiempo por unidad del cuello de botella (4,2 min.) y un factor de rendimiento humano de 100 % (1), y considerando el factor de rendimiento de lnea se puede calcular el tiempo de comps concedido: Tiempo de comps concedido = = Tiempo del cuello de botella Factor de rendimiento de la lnea

4,2 = 4,47 min. / Pieza y puesto. 0,94 El tiempo concedido en la lnea continua de 15 personas es la siguiente: Tiempo Concedido = n x Tpo. de comps concedido = 15 x 4,47 = 67,05 min./pieza Para determinar el tiempo de comps real, con el que ha de trabajar efectivamente el sistema en lnea continua, se partir del factor de rendimiento humano R = 120% (1,2) y el tiempo por unidad del cuello de botella, de la siguiente forma: Tiempo de comps real = Tiempo del cuello de botella = 4,2 = 3,5min/pieza y puesto Factor de rendimiento humano 1,2 Si el sistema en lnea continua trabaja con el tiempo de comps de 3,5 min. y se considera el factor de rendimiento de lnea F = 0,94 se obtiene la siguiente produccin cuantitativa real: N cuantitativa real = Horas trabajadas x Factor de rendimiento de lnea = Tpo de comps real 480 x 0,94 = aprox. a 129 piezas / turno 3,5 La produccin cuantitativa real corresponde de este modo a la prevista, de 130 piezas / turno que se desea alcanzar. Lo mismo ocurre con el tiempo de comps real, que tambin concuerda con el tiempo de comps previsto citado al comienzo. Tpo de comps previsto = Horas trabajadas x Factor de rendimiento de lnea = Produccin Cuantitativa Prevista = 480 x 0,94 = 3,47 min. / Pieza 130 =

4En el trabajo en lnea continua el operario est obligado a permanecer en su puesto de trabajo y aportar el rendimiento esperado. Los puestos con menor tiempo compensatorio como: 2, 3, 10, 11, 12 y 16 debern ser ocupados por operarios de mayor capacidad y rendimiento. De ser necesario se podran intercambiar los puestos de comps ms elevado con otros de comps menores. Mediante pausas breves de la lnea, se puede disminuir la solicitacin al operario. Por lo tanto, es conveniente que la lnea sea de velocidad variable en forma continua, para que durante el inicio de tareas se tome el ritmo diario normal.

52. ANALISIS DE LAS LINEAS DE PRODUCCION Las lneas de produccin son sistemas de manufactura para realizar grandes cantidades de productos idnticos o similares. Son aconsejables para realizar trabajos en componentes o productos que requieren varios procesos separados de ejecucin, como productos ensamblados (los automviles y los aparatos elctricos), partes mecanizadas producidas en forma masiva, que requieren operaciones mltiples de mecanizado (bloc de motores y cajas de velocidades). En una lnea de produccin, el trabajo total se divide en pequeas tareas y se asignan a operarios o mquinas para realizarlos con gran eficiencia. Su desarrollo se debe a Henry Ford a principios del siglo XX. Se las puede dividir en dos tipos bsicos: lneas de ensamble manual y lneas de produccin automatizadas, aunque son frecuentes las lneas hbridas con operaciones manuales y automatizadas. 1. Fundamentos Una lnea de produccin esta formada por una serie de estaciones de trabajo ordenadas para que los productos pasen de una estacin a la siguiente y en cada posicin se le realice una parte del trabajo total. La velocidad de produccin de la lnea se determina por la velocidad de produccin de su estacin ms lenta. Las estaciones de trabajo con ritmos ms rpidos, estn limitadas por la estacin ms lenta, que representa un cuello de botella. El desplazamiento del producto a lo largo de la lnea se realiza mediante un dispositivo de transferencia mecnica o sistema de transporte, aunque algunas lneas manuales se pasan el producto a mano entre las estaciones. Si las cantidades del producto son muy grandes y el trabajo se va a dividir en tareas separadas que pueden asignarse a estaciones de trabajo individuales, una lnea de produccin es el sistema de manufactura ms apropiado. 2. Variaciones de productos Las lneas de produccin se pueden disean para contemplar pequeas variaciones de diseo en los productos. Una lnea de modelo nico produce un slo modelo y no hay variaciones en l. Por lo tanto, las tareas que se realizan en cada estacin son iguales sobre todas las unidades de productos. Las lneas de modelo por lotes y de modelo mixto se disean para producir dos o ms modelos del producto en la misma lnea, pero usan diferentes enfoques para contemplar las variaciones. Una lnea de modelo por lotes, produce cada modelo en grandes cantidades, y las estaciones de trabajo se preparan para producir la cantidad deseada del primer modelo y despus se reconfiguran para producir la cantidad requerida del modelo siguiente. Este enfoque se usa cuando la demanda de cada producto es intermedia. En este caso el factor econmico favorece el uso de una lnea de produccin para varios productos, en lugar de usar lneas separadas para cada modelo. Como existen diferencias entre los modelos, estos requieren una secuencia de tareas distintas, por lo tanto las herramientas usadas en algunas estaciones de trabajo no sern las mismas para el modelo siguiente. Adems un modelo puede requerir ms tiempo total que otro, lo que obliga a la lnea a funcionar a un ritmo ms lento.

6Por estas razones, se requieren cambios en la preparacin de las estaciones de trabajo antes que empiece la produccin de un nuevo modelo, y estas modificaciones producen descensos en los tiempos (tiempo de produccin perdido) en una lnea de modelos por lotes.

FIG. 1

Configuracin general de una lnea de produccin.

Una lnea de modelo mixto tambin produce varios modelos; sin embargo, los modelos se entremezclan en la misma lnea, en lugar de producirse por lotes. Mientras un modelo particular se trabaja en una estacin, se procesa un modelo distinto en la siguiente. Cada estacin est equipada con las herramientas necesarias y es capaz de realizar las tareas que se requieren para producir cualquier modelo que se solicite. Muchos productos de consumo se ensamblan en lneas de modelo mixto. Los ejemplos principales son los automviles y los aparatos elctricos, que se caracterizan por variaciones significativas entre los modelos y las opciones disponibles. Las ventajas de una lnea de modelos mixtos sobre una lnea de modelos por lotes son: 1. menor reduccin del descenso de los tiempos entre modelos, 2. se evitan inventarios altos de algunos modelos cuando hay escasez de otros y 3. las velocidades de produccin y las cantidades de los modelos aumentan y disminuyen de acuerdo a las variaciones de la demanda. Por otra parte, el problema de asignar tareas a las estaciones de trabajo para que todas compartan una carga de trabajo igual, es ms complejo en una lnea de modelo mixto. La programacin (determinar la secuencia de modelo) y la logstica (asignar las partes correctas a cada estacin de trabajo para el modelo que se est procesando en esa estacin) son ms difciles en este tipo de lnea. 3. Mtodos de transporte Hay distintas formas de mover las unidades de trabajo de una estacin a la siguiente. categoras bsicas son manuales y mecanizadas. Las dos

Mtodos manuales de transporte de trabajo: Los mtodos manuales implican pasar las unidades de trabajo entre las estaciones en forma manual. Estos mtodos se asocian con las lneas de ensamble manual. En algunos casos, el producto de cada estacin se coloca en una caja de carga, y cuando la caja est llena, se mueve a la siguiente estacin. Esta metodologa puede producir una cantidad significativa de inventario dentro de los procesos, lo cual no es deseable. En otros casos, las unidades de trabajo se mueven en forma individual a lo largo de una tabla plana o un transportador sin energa (por ejemplo, un transportador de rodillos). Cuando se termina una tarea en cada estacin, el trabajador simplemente empuja la unidad a la siguiente estacin. En general se permite un espacio para recolectar una o ms unidades entre las estaciones, con lo que se suaviza el requerimiento de que todos los trabajadores ejecuten sus respectivas tareas en forma sincronizada. Un problema asociado con los mtodos manuales de transporte de trabajo es la dificultad para controlar el ritmo de produccin de la lnea.

7Mtodos mecanizados de transporte de trabajo: Por lo general, se usan sistemas mecnicos que no usan energa para mover las unidades de trabajo a lo largo de una lnea de produccin. Pero tambin se incluyen sistemas de transportes que usan energa, como cadenas colgantes, cintas transportadoras, transportadores de cadena por piso y otros equipos de manejo de materiales de uso combinado en la misma lnea. Se pueden identificar tres tipos de sistemas de transferencia de partes de trabajo que se usan en las lneas de produccin: 1. continua, 2. sincrnica y 3. asincrnica. Estos sistemas de transferencia se implantan mediante distintos tipos de equipos. Los sistemas de transferencia continua, consisten en un transportador que se mueve continuamente y opera a una velocidad Vc constante. El sistema de transferencia continua es ms comn en las lneas de ensamble manual, y se distinguen dos casos: 1. las partes se fijan al transportador o 2. las partes pueden retirarse del transportador. En el primer caso, el producto es generalmente grande y pesado como automviles y lavadoras, y no puede sacarse de la lnea. Por lo tanto, el trabajador debe rodear el transportador mvil para completar la tarea asignada en tal unidad mientras est en la estacin. En el segundo caso, el producto es lo bastante pequeo para sacarse del transportador y facilitar el trabajo en cada estacin. En este tipo de disposicin, se pierden algunos de los beneficios del ritmo, dado que no se requiere que cada trabajador termine las tareas asignadas dentro de un periodo de tiempo fijo. Por otra parte, esta situacin permite una mayor flexibilidad a cada trabajador para enfrentar los problemas tcnicos que encuentre en una unidad de trabajo. En los sistemas de transferencia sincrnica, las unidades de trabajo se mueven simultneamente entre las estaciones con un movimiento rpido y de transferencia intermitente. La transferencia sincrnica incluye la colocacin del trabajo en las estaciones, y es un requerimiento para las lneas automatizadas que usan este modo de transferencia. La transferencia sincrnica no es comn para lneas manuales debido al ritmo tan rgido que implica. La tarea en cada estacin debe terminarse dentro del tiempo de ciclo permitido o el producto saldr de la estacin como a una unidad incompleta. Esta disciplina rtmica rgida presiona a los trabajadores, lo cual no es conveniente. En contraste, este ritmo de trabajo se presta para una operacin automatizada. La transferencia asincrnica permite que cada unidad de trabajo salga de la estacin cuando se termina el procesamiento, y cada unidad se mueve en forma independiente y no en forma sincrnica. Por lo tanto, en cualquier momento, algunas unidades en la lnea se mueven entre estaciones, mientras que otras estn colocadas en ellas. Con el sistema de transferencia asincrnica, se asocia el uso de colas entre las estaciones, ya que se permite la formacin de pequeas colas de unidades de trabajo en de cada estacin, de modo que las variaciones en los tiempos de tareas de los trabajadores se promedien y las estaciones siempre tengan trabajo pendiente.

84. Determinacin de la cantidad mnima de estaciones de trabajo requeridas Las lneas de produccin se usan fundamentalmente para satisfacer altas demandas de productos del mercado, en las que podemos desarrollar ecuaciones para poder determinar la cantidad de estaciones requeridas, con el propsito de cumplir con una demanda anual determinada. Supongamos para ello la necesidad de tener que disear una lnea para satisfacer la demanda anual de un producto de modelo nico. Primero se debe definir la cantidad de turnos de trabajadores semanales (Cts) que operarn la lnea y la cantidad de horas de cada turno (Ht). Si suponemos Sha semanas hbiles por ao, entonces la velocidad de produccin requerida por hora de la lnea se determinar mediante la siguiente expresin de la produccin media real, en unidades / hora (Pmr):Pmr = Da Sha . Cts . Ht (1)

Donde Pmr Da Sha Cts Ht

= produccin media real, en unidades / hora. = demanda anual del producto, en unidades / ao. = semanas hbiles / ao. = cantidad de tumos / semana. = horas / turno.

El tiempo unitario medio de produccin Tump en minutos por pieza es:Tump = 60 Pmr (2)

La lnea no se puede utilizar durante todo el tiempo disponible calculado por la expresin: Sha . Cts . Ht , debido a los problemas de fallas mecnicas, elctricas, de mantenimiento y tambin humanas. En cambio la lnea podr operar a un tiempo menor que el tiempo unitario medio de produccin Tump para compensar estos problemas. Si L es el rendimiento de la lnea, el tiempo de ciclo ideal de la lnea Tc se obtiene mediante:Tc = Tump . L = 60 L Pmr (3)

Cualquier producto posee cierto contenido de trabajo que representa la sumatoria de todas las tareas que se le van a realizar en la lnea. Este contenido de trabajo se denomina: tiempo de contenido total de trabajo Tctt. ste es el tiempo total que se requiere para hacer el producto en la lnea. Si suponemos que el tiempo de contenido total del trabajo (Tctt) se divide en forma equitativa entre las estaciones para que cada una tenga una carga de trabajo igual, cuyo tiempo para realizarla es = Tc la cantidad mnima posible de estaciones de trabajo Nmin en la lnea se determina como: Nmn = entero mnimo > Tctt Tc (4)

Esta cantidad mnima debe interpretarse como un valor ideal cuya obtencin en la prctica es improbable por las siguientes razones: 1. Balance imperfecto: ya que es muy difcil dividir el tiempo del contenido total del trabajo en forma equitativa en los diferentes puestos de trabajo; por lo tanto se le asignar a algunos puestos una cantidad de trabajo mayor y otro menor al tiempo Tc. 2. Variabilidad del tiempo de tarea: hay una variabilidad inherente e inevitable en el tiempo que requiere un trabajador para realizar una tarea de ensamble determinada.

93. Prdidas en tiempos para reubicacin: se perder tiempo en cada puesto debido a la reubicacin del trabajo o del trabajador; por lo tanto, la cantidad de tiempo disponible en cada puesto ser menor que Tc. 4. Nivel de dotacin de personal: algunos puestos en las lneas de produccin manual pueden tener ms de un trabajador y adems, 5. Problemas de calidad: los componentes defectuosos y otros problemas de calidad producirn retrasos y repeticin de los trabajos que se agregarn a la carga de trabajo. Exploramos algunos de estos aspectos en las secciones siguientes para los casos de las lneas manuales y automatizadas. 2. LINEAS DE ENSAMBLE MANUAL La lnea de ensamble manual fue un descubrimiento importante en el crecimiento de la industria de E.U., en la primera mitad del siglo XX. Todava es importante en E.U. y en todo el mundo en la manufactura de productos ensamblados, incluyendo automviles y camiones, productos electrnicos de consumo, aparatos para la cocina y lavandera, aparatos pequeos, herramientas de corriente y otros productos hechos en grandes cantidades. Nota histrica: Orgenes de las lneas de ensamble manual Las lneas de ensamble manual se basan principalmente en dos principios de trabajo fundamentales. El primero es la divisin de trabajo, planteada por Adam Smith en Inglaterra en su libro La riqueza de las naciones, publicado en 1776. Smith no invent la divisin del trabajo, dado que se encuentran ejemplos de su uso en Europa varios siglos atrs. Pero fue el primero en sealar su importancia en la produccin. El segundo principio es el de las partes intercambiables, basado en la obra de Eli Whitney y otros al principio del siglo XX. La alternativa de las partes intercambiables, que se practicaba antes de la poca de Whitney, era el limado manual de partes individuales para obtener los ajustes de montaje. Se encuentran antecedentes de las lneas de produccin modernas desde la industria de empaque de carnes en Chicago, Illinois y Cincinnati, Ohio, donde se usaban transportadores (sin energa elctrica) para mover reses de un trabajador al siguiente. Ms tarde fueron sustituidos por transportadores elctricos de cadena para crear las "lneas de desensamble", antecesoras de la lnea de ensamble. La organizacin de trabajo permiti a quienes cortaban la carne concentrarse en tareas individuales (divisin del trabajo). El magnate de la industria automotriz Henry Ford, observ la industria de empaque de carnes. Junto con sus colegas, y dise una lnea de ensamble en 1913 en Highland Park, Michigan, para producir volantes de generadores elctricos. El resultado fue un aumento que cuadruplic la productividad. Estimulado por este xito, Ford aplic tcnicas de lneas de ensamble a la fabricacin de chasis. Usando transportadores impulsados por cadenas y estaciones de trabajo diseadas para conveniencia y comodidad (primeras aplicaciones de la ergonoma), se aument la productividad en un factor de 8, en comparacin con mtodos de ensamble anteriores de una sola estacin. El xito de Ford Motor Company produjo reducciones drsticas en el precio del Ford modelo T, el principal producto de la compaa en esa poca. El estadounidense comn pudo adquirir su propio automvil debido a los logros de Ford en la reduccin de costos. Esto oblig a sus competidores y proveedores a imitar sus mtodos y la lnea de ensamble manual se integr a la industria de Estados Unidos. .. Una lnea de ensamble manual consiste en mltiples estaciones de trabajo ordenadas en forma secuencial en las cuales los operarios ejecutan operaciones de ensamble (ver Fig. 2). El procedimiento usual en una lnea manual empieza con el lanzamiento de una parte base en el extremo inicial de la lnea.

10Con frecuencia se requiere un transportador de trabajo que contenga la parte durante su movimiento a lo largo de la lnea. La base viaja por cada estacin, donde los trabajadores realizan tareas y construyen el producto en forma progresiva. En cada estacin se agregan componentes a la parte base hasta que todo el contenido de trabajo se ha terminado cuando el producto sale de la estacin final. Los procesos realizados en lneas de ensamble manual incluyen operaciones de ajuste mecnico, soldadura de puntos, soldadura blanda manual y juntas adhesivas.

FIG. 2 Parte de una lnea de ensamble manual. Cada trabajador ejecuta una tarea en su estacin de trabajo. Un transportador mueve las partes en portadores de trabajo de una estacin a la siguiente.

2.1 El problema del balance de lnea Uno de los problemas tcnicos ms grandes en el diseo y operacin de una lnea de ensamble manual es el balance de la lnea, en el cual se asignan tareas a trabajadores individuales para que todos tengan igual cantidad de trabajo. Recordemos que la totalidad del trabajo que se va a realizar en la lnea se proporciona mediante el contenido de trabajo. Este contenido total de trabajo se divide en elementos mnimos de trabajo racional, donde cada elemento se relaciona al agregar un componente, unir varios o realizar alguna otra parte pequea del contenido total de trabajo. La nocin de un elemento mnimo de trabajo racional consiste en la cantidad de trabajo prctico ms pequeo en la que puede dividirse el trabajo total. Elementos de trabajos distintos requerirn tiempos diferentes, pero cuando se agrupan en tareas lgicas y se asignan a los trabajadores, los tiempos de tareas no son iguales. Por lo tanto, por la naturaleza variable de los tiempos de elementos, algunos trabajadores tendrn ms trabajo, en tanto que otros tendrn menos. El tiempo por ciclo de la lnea de ensamble se determina mediante la estacin que tiene el tiempo de tarea ms largo. Se podra pensar que, aunque los tiempos de los elementos de trabajo son diferentes, debe ser posible encontrar grupos de elementos cuyas sumas (tiempos de tareas) sean casi iguales, o perfectamente iguales. Lo que dificulta encontrar grupos convenientes es que hay varias restricciones en este problema de combinacin. Primero, la lnea debe disearse para obtener cierta velocidad de produccin deseada, la cual se establece antes del tiempo por ciclo Tc, en el cual debe operar la lnea. Por lo tanto, la suma de los tiempos de los elementos de trabajo asignados a cada estacin debe ser >Tc. Segundo, hay restricciones en el orden en que deben ejecutarse los elementos de trabajo. Algunos elementos deben hacerse antes que otros. Por ejemplo, debe taladrarse un orificio antes de poder hacer una rosca a travs de l. Un tornillo que va a usar el orificio para agregar un componente no puede ajustarse antes de que el orificio haya sido taladrado y roscado.

11Esta clase de requerimientos en la secuencia del trabajo se denominan restricciones de precedencia, y hacen ms complicado el problema de balancear la lnea. No puede aadirse cierto elemento que se asignara a un trabajador para obtener un tiempo de tarea = Tc, debido a que viola esta restriccin de precedencia. stas y otras limitaciones hacen virtualmente imposible obtener un balance perfecto de la lnea, lo que significa que algunos trabajadores necesitarn ms tiempo para terminar sus tareas que otros. Los mtodos para solucionar el problema de balancear la lnea, o sea, de asignar elementos de trabajo a las estaciones, se analizan en otras referencias. La incapacidad de obtener un balance perfecto provoca cierta cantidad de tiempo ocioso en la mayora de las estaciones. Debido a este tiempo, la cantidad real de trabajadores que se requieren en la lnea ser mayor que la cantidad de estaciones de trabajo que proporciona la ecuacin (4). Una medida del tiempo ocioso total en una lnea de ensamble manual se proporciona mediante la eficiencia del balance b , definida como el tiempo total de contenido de trabajo dividido entre el tiempo total de servicio disponible en la lnea. El tiempo total de contenido de trabajo ya se ha definido: es la suma de todos los elementos de trabajo que se realizan en la lnea. El tiempo total de servicio disponible en la lnea se define como: Donde: Tiempo total de servicio disponible en la lnea = W . Ts.max

W = cantidad total de operarios de la lnea y Ts.max = al tiempo de servicio ms largo de un puesto de la lnea; O sea: Ts.max = mx (Tsi), para i = 1, 2,..., N Donde: Tsi = el tiempo de servicio (tiempo de tarea) en la estacin i, en minutos. El alumno puede preguntarse por qu usamos un nuevo periodo Tsi en lugar del tiempo por ciclo Tc definido antes. La razn es que hay otra prdida de tiempo en la operacin de una lnea de produccin, adems del tiempo ocioso por el balance imperfecto. Llammoslo el tiempo de reubicacin Tr. Es el tiempo que se requiere en cada ciclo para que el trabajador, el trabajo o ambos se vuelvan a colocar. En una lnea de transferencia continua donde se conectan unidades de trabajo a la lnea y sta se mueve a una velocidad constante, Tt es el tiempo de traslado que necesita un trabajador para ir de la unidad que acaba de terminar a la siguiente unidad que llega a la estacin. En todas las lneas de ensamble manual habr un tiempo perdido debido a la reubicacin. Supongamos que Tt es igual para todos los trabajadores, aunque de hecho puede requerir tiempos distintos en diferentes estaciones. Relacionamos a Ts , Tc y Tr del siguiente modo: Tc = Ts + Tt (5)

La definicin de eficiencia del balance b ahora puede escribirse en forma de ecuacin del modo siguiente: b = Tctt (6) W . Ts Un balance de lnea perfecto produce un valor de b = 1. Las eficiencias de balanceo de lnea comunes en la industria varan entre 0,90 y 0,95. La ecuacin (6) puede reordenarse para obtener la cantidad de trabajadores que se requieren en una lnea de ensamble manual:

12W = entero mnimo > Tctt Ts . b (7)

La utilidad de esta relacin se ve afectada porque la eficiencia del balance b depende de w (trabajo), segn se define en la ecuacin (6). Desafortunadamente tenemos una ecuacin donde lo que se va a determinar depende de un parmetro, que a su vez depende de lo que se est calculando. A pesar de esta desventaja, la ecuacin (7) define la relacin entre los parmetros en una lnea de ensamble manual. Usando un valor comn de b basado en lneas similares anteriores, puede usarse para estimar la cantidad de trabajadores que se requieren para producir un ensamble determinado. Ejemplo de lnea de ensamble manual Hay una lnea de ensamble manual para un producto cuya demanda anual es de Da = 90.000 unidades. Se usar un transportador de movimiento continuo con unidades de trabajo conectadas. El tiempo de contenido total del trabajo es de Tctt = 55 minutos. La lnea funcionar Sha = 50 semanas/ao, Cts = 5 turnos/semana y Ht = ocho horas/da. En base a experiencias anteriores, la eficiencia de lnea es L = 0,95, la eficiencia de balance de lnea es b = 0,93 y el tiempo de reubicacin o traslacin Tt = 9 seg. Determinar: a) La velocidad de produccin por hora para cumplir la demanda (Pmr), b) la cantidad de trabajadores requeridos (w) y e) el valor ideal mnimo Nmin de estaciones de trabajo Solucin: a) La velocidad de produccin requerida por hora, para cubrir la demanda anual se obtiene mediante la ecuacin (1): Pmr = Da = 90.000 = 45 unidades/hora Sha . Cts . Ht 50 . 5 . 8

b) Con una eficiencia de lnea de L = 0,95, el tiempo de ciclo ideal es Tc = L . Tmr = 60 L Pmr = 60 0,95 45 = 1,2667 minutos

Dado el tiempo de reubicacin Tt = 9 seg. = 0,15 mn., el tiempo de servicio es Ts = Tc Tt = 1,2667 0,150 = 1,1167 mn. Los trabajadores que se requieren para operar la lnea, mediante la ecuacin (7), es igual a W = entero mnimo > Tctt = 55 = 52,96 = 53 trabajadores Ts . b 1,1167 x 0,93

Suponiendo un trabajador por estacin, N = 53 estaciones de trabajo c) Esto se compara con el mnimo ideal proporcionado por la ecuacin (4): Nmn = entero mnimo > Tctt Tc = 55 = 43,42 = 44 estaciones de trabajo 1,2667

Es claro que el tiempo perdido debido a la reubicacin y al balance de lnea imperfecto da como resultado una prdida en el diseo y operacin de una lnea de ensamble manual.

132.2 Otros factores en el diseo de una lnea de ensamble La cantidad de estaciones de trabajo en una lnea de ensamble manual no es necesariamente igual a la cantidad de trabajadores. Para productos grandes, es posible asignar a ms de un trabajador por estacin. Esta prctica es comn en plantas de ensamble final que construyen automviles y camiones. Por ejemplo, dos trabajadores en una estacin pueden realizar tareas de ensambles en lados opuestos del vehculo. La cantidad de trabajadores en una estacin determinada se denomina nivel de dotacin de personal Mi. Promediando los niveles de dotacin de personal en toda la lnea se tiene: M = W N (8)

Donde: M = nivel de dotacin personal promedio para la lnea de ensamble, W = cantidad de trabajadores en la lnea, y N = cantidad de estaciones. Naturalmente, W y N deben ser enteros. Una dotacin de personal mltiple conserva el valioso espacio en la fbrica, debido a que reduce la cantidad de estaciones requeridas. Otro factor que afecta el nivel de dotacin de personal en una lnea de ensamble es la cantidad de estaciones automatizadas en la lnea, incluyendo estaciones que emplean robots industriales. La automatizacin reduce el personal requerido en la lnea, aunque aumenta la necesidad de personal tcnico capacitado para dar servicio y mantener las estaciones automatizados. La industria automotriz utiliza ampliamente estaciones de trabajo robticas para ejecutar soldadura de puntos y pintura por aspersin en las carroceras metlicas. Los robots realizan estas operaciones sin cesar, lo que se traduce en una calidad de produccin ms alta. El uso de estaciones intermedias de inventario (colas de unidades de trabajo) en una lnea de produccin ya se ha analizado. Las estaciones intermedias de inventario ayudan a compensar las variaciones en el tiempo de servicio dentro de una estacin determinada. Se asocian principalmente con los sistemas de transferencia asincrnica.

3. LINEAS DE PRODUCCION AUTOMATIZADAS Las lneas de ensamble manual utilizan normalmente un sistema de transferencia mecanizado para mover las partes entre las estaciones de trabajo, pero las estaciones tambin son operadas por trabajadores. Una lnea de produccin automatizada consiste en estaciones de trabajo automatizadas conectadas a un sistema de transferencia de partes que las coordina. En una situacin ideal, no hay trabajadores en la lnea, excepto para realizar funciones auxiliares tales como cambiar herramientas, cargar y descargar partes, reparacin y mantenimiento. Las lneas automatizadas modernas son sistemas integrados que operan bajo el control de una computadora. Las operaciones que ejecutan las estaciones automatizadas tienden a ser ms simples que las que ejecutan personas en lneas manuales. La razn es que las tareas ms sencillas son ms fciles de automatizar. Las operaciones que son difciles de automatizar son las que requieren varios pasos, as como la aplicacin de juicio o capacidad sensorial humana.

14Las tareas fciles de automatizar consisten en elementos de trabajo nicos, movimientos de funcionamiento rpido y movimientos de alimentacin en lnea recta, como en el maquinado. 3.1. Tipos de lneas automatizados Las lneas de produccin automatizada se dividen en dos categoras bsicas: 1. las que realizan operaciones de procesamiento tales como el maquinado, y 2. las que realizan operaciones de ensamble. Un tipo importante en la categora de procesamiento es la lnea de transferencia. Lneas de transferencia y sistemas de procesamiento similares Una lnea de transferencia es una secuencia de estaciones de trabajo que ejecutan operaciones de procesamiento, con una transferencia automatizada de unidades de trabajo entre las estaciones. El maquinado es la operacin de procesamiento ms comn, ver Fig. 3. Existen sistemas de transferencia automtica para trabajo y ensambles para laminado metlico. En el maquinado, la pieza de trabajo empieza generalmente como un componente fundido o forjado metlicos, y se le realizan una serie de operaciones de maquinado para obtener detalles de alta precisin (por ejemplo, orificios, roscas y superficies con acabado liso). El desarrollo de las lneas de transferencia fue una extensin natural de las lneas de produccin manual. En general, las lneas de transferencia son partes de equipo costosas, que en ocasiones llegan a valer millones de dlares; se disean para trabajos que requieren grandes cantidades de piezas. Puede ser significativa la cantidad de maquinado que se realiza en la pieza de trabajo, pero dado que el trabajo se divide entre muchas estaciones, las velocidades de produccin son altas y los costos por unidad son bajos, en comparacin con los mtodos de produccin alternativos. Generalmente se usa transferencia sincrnica en lneas de maquinado automatizados.

FIGURA 3. Una lnea de transferencia de maquinado, un tipo importante de lnea de produccin automatizada.

Nota histrica: Lneas de transferencia. Se hicieron intentos de ampliar el principio de lneas de ensamble manual construyendo lneas capaces de operacin automtica o semiautomtica. Gran parte del trabajo de desarrollo fue motivado por la creciente industria automotriz en Estados Unidos y Europa.

15La primera lnea de produccin completamente automtica se debi a L. R. Smith en Milwaukee, Wisconsin, alrededor de 1920. Esta lnea produca carroceras de automviles a partir de lminas metlicas, usando cabezas remachadoras propulsadas por aire que rotaban a una posicin en cada estacin para unir la parte de trabajo. La lnea ejecutaba un total de 550 operaciones en cada carrocera. La primera lnea con estaciones mltiples para corte en metal fue desarrollada por Archdale Company en Inglaterra para Morris Engines, Ltd. en 1923 para maquinar bloques de motores de automviles. Tena 53 estaciones, realizaba 224 minutos de maquinado en cada parte y tena una velocidad de produccin de 15 bloques/hora. No era una verdadera lnea automtica porque requera la transferencia manual de trabajo entre las estaciones. No obstante, se considera un importante antecedente de la lnea de transferencia automatizada. La primera lnea de maquinado en usar la transferencia automtica del trabajo entre estaciones fue construida por la Archdale Company para Morris Engines en 1924. Las dos compaas haban obtenido beneficios obvios de su colaboracin anterior. Esta lnea ejecutaba 45 operaciones de maquinado en cajas de velocidades. Algunos problemas de confiabilidad hicieron que esta primera lnea de transferencia no fuera completamente exitosa. . Una variante de la lnea de transferencia automatizada es la mquina de calesita (Fig. 4), en la cual se ordenan las estaciones alrededor de una mesa de trabajo circular denominada calesita. En cada ciclo de trabajo se hace girar la mesa de trabajo mediante un mecanismo que proporciona rotaciones parciales. La cantidad de posiciones de rotacin est diseada para coincidir con la cantidad de estaciones de trabajo en la periferia mesa. La rotacin angular de la calesita se proporciona mediante = 360 N (9)

Donde: = ngulo de rotacin de la calesita, en grados, y N = cantidad de estaciones de trabajo cantidad de posiciones de detencin. Aunque la configuracin de una mquina de calesita es muy diferente a la de una lnea de transferencia, su operacin y aplicacin son muy similares.

FIGURA 4. Configuracin de una mquina de calesita. Sistemas de ensamble automatizado. Los sistemas de ensamble automatizado consisten en una o ms estaciones de trabajo que ejecutan operaciones de ensamble, como agregar componentes y fijarlos a la unidad de trabajo. Los sistemas de ensamble automatizado se dividen en celdas de estacin nica y sistemas de estaciones mltiples.

16Las celdas de ensamble de estacin nica con frecuencia se organizan alrededor de un robot industrial programado para realizar una secuencia de pasos de ensamble. Un solo robot no puede trabajar tan rpido como una serie de estaciones automticas especializadas, por lo que las celdas de estacin nicas se usan para trabajos en un rango intermedio de produccin. Los sistemas de ensamble de estaciones mltiples son convenientes para produccin alta. Se usan ampliamente para la produccin masiva de partes pequeas tales como bolgrafos de punta rodante, encendedores, lmparas manuales y artculos similares con una cantidad limitada de componentes. La cantidad de componentes y pasos de ensamble es limitado porque la confiabilidad del sistema disminuye rpidamente cuando aumenta la complejidad. Existen sistemas disponibles de ensamble con estaciones mltiples en varias configuraciones, mostradas en la Fig. 5: (a) en lnea, (b) rotatorio y (c) de carrusel. La configuracin en lnea es la lnea de transferencia convencional adaptada para realizar trabajo de ensamble. Estos sistemas no son tan masivos como sus contrapartes para maquinado. Los sistemas rotatorios generalmente se instrumentan como mquina de calesita. Los sistemas de ensamble de carrusel estn ordenados como un ciclo. Pueden disearse con una cantidad mayor de estaciones de trabajo que un sistema rotatorio. Debido a la configuracin del ciclo, el carrusel permite que los portadores de trabajo regresen automticamente al punto inicial para su reutilizacin, una ventaja que comparte con los sistemas rotatorios, pero no con las lneas de transferencia.

FIGURA 5. Tres configuraciones comunes en los sistemas de ensamble de estaciones mltiples: (a) en lnea, (b) rotatorio y (c) de carrusel. 3.2. Anlisis de las lneas de produccin automatizados El balance es un problema en una lnea automatizada, ocurre lo mismo que en una lnea de ensamble manual. El contenido de trabajo total debe asignarse a estaciones individuales. Sin embargo, debido a que las tareas asignadas a las estaciones automatizadas generalmente son ms sencillas y a que la lnea con frecuencia contiene menos estaciones, el problema para definir qu trabajo debe hacerse en cada estacin, es ms fcil en una lnea automatizada que en una lnea manual.

17Un problema ms importante en las lneas automatizadas es la confiabilidad. La lnea consiste en estaciones mltiples interconectadas mediante un sistema de transferencia de trabajo. Opera como un sistema integrado y cuando un componente no funciona bien, todo el sistema se ve afectado. Para analizar la operacin de una lnea de produccin automatizada, supongamos que un sistema que ejecuta operaciones de procesamiento usa transferencias sincrnicas. Este modelo incluye lneas de transferencia, as como una mquina de calesita. No incluye lneas de ensamble automatizadas, las cuales requieren una adaptacin del modelo. Nuestra terminologa tomar prestados smbolos de las dos primeras secciones: N = cantidad de estaciones de trabajo en la lnea; Tc = tiempo de ciclo ideal en la lnea; Tt = tiempo de reubicacin, que aqu se llama el tiempo de transferencia; y Tsi = el tiempo de servicio en la estacin i. El tiempo de ciclo ideal Tc, es el tiempo de servicio (tiempo de procesamiento) para la estacin ms lenta en la lnea, ms el tiempo de transferencia esto es, Tc = mx (Tsi) + Tt (10)

En la operacin de una lnea de transferencia, las averas peridicas producen prdida de tiempo en toda la lnea. Supongamos que F = frecuencia con la que ocurren averas y producen una detencin de la lnea, y Td = tiempo promedio que se detiene la lnea cuando ocurre una avera. El tiempo Td muerto incluye el tiempo para que el equipo de preparaciones realice su trabajo, diagnostique la causa de la falla, la arregle y restablezca la lnea. En base en estas definiciones, podemos formular la siguiente expresin para el tiempo de produccin promedio real Tp: Tp = Tc + F . Td (11) Donde: F = frecuencia de tiempo muerto, en detenciones de lnea/ciclos; y Td = tiempo muerto en minutos por detencin de lnea. F . Td = tiempo promediado por ciclos. La produccin media real es la recproca de Tp: Pmr = 60 TP Como se obtuvo previamente de la ecuacin (2). Es interesante comparar esta velocidad con la velocidad de produccin ideal proporcionada mediante Pc = 60 Tc (12)

Donde Pmr y Pc se expresan en piezas por hora, porque Tp y Tc se expresan en minutos. En base a esta relacin, podemos definir la eficiencia de lnea L para una lnea de transferencia. En el contexto de los sistemas de produccin automatizada, L se refiere a la proporcin de tiempo de funcionamiento de la lnea y en realidad es una medida de contabilidad ms que de eficiencia: L = Tc = Tc+ F.Td Tc Tp (13)

sta es la misma relacin que la ecuacin 3 anterior, dado que Tp = Tc+ F.Td.

18Debe sealarse que se aplica la misma definicin de eficiencia de lnea a las lneas de ensamble manual, excepto que las averas tecnolgicas no son un problema en las lneas manuales (los trabajadores son ms confiables que el equipo electromecnico, al menos en el sentido que analizamos aqu). En general el tiempo muerto de lnea se asocia con fallas en los puestos individuales. Entre las razones por las que ocurre el tiempo muerto estn los cambios de herramientas programados y no programados, las averas mecnicas y elctricas, las fallas hidrulicas y el desgaste normal del equipo. Suponga que pi = probabilidad o frecuencia de una falla en el puesto i; entonces:i=N i=1

F

= pi

(14)

Si suponemos que todos los Pi son iguales, o se calcula un valor promedio de pi, llamndolo en ambos casos p, entonces: F = p.N (15) Estas dos ecuaciones indican claramente que la frecuencia de detenciones de lnea aumenta con la cantidad de puestos N en la lnea. Planteado de otro modo, la contabilidad en la lnea disminuye conforme se agregan estaciones. Ejemplo de lnea de transferencia automatizada Una lnea de transferencia automatizada tiene N = 20 estaciones y un tiempo por ciclo ideal de Tc = 1 min. La probabilidad de falla en una estacin es p = 0,01 y el tiempo muerto promedio cuando ocurre una avera es de Td = 10 min. Determinar: a) la velocidad de produccin Pp promedio y b) la eficiencia de lnea L. Solucin: La frecuencia de averas en la lnea se proporciona mediante F = p.n =0,01 x 20 = 0,20. Por lo tanto, el tiempo de produccin promedio real es: Tp = Tc + F . Td = 1,0 + 0,20 x 10 = 3 min a) En tal caso la velocidad de produccin es: Pp = 60 = Tp 60 = 20 piezas/hora 3

Obsrvese que es mucho menor que la velocidad de produccin ideal: Pc = 60 = 60 Tc 1 b) La eficiencia L de lnea se calcula comoL = Tc = 1 = 0,333 ( 33,3%)

=

60 piezas/hora

Tp

3

En este ejemplo observamos que si una lnea de produccin opera de esta forma, pasa ms tiempo detenida que activa. Obtener altas eficiencias es un problema real en las lneas de produccin automatizada. El costo de operacin en una lnea de produccin automatizada es el costo de inversin del equipo de instalacin, ms el costo de mantenimiento, de los repuestos y del personal asignado a la lnea.

19Estos costos se convierten a un costo anual uniforme equivalente y se dividen entre el nmero de horas de operacin por ao para obtener una razn por hora. Esta razn de costo por hora se usa para calcular el costo unitario al procesar una pieza de trabajo en la lnea: Cp = C0 . TP (16) 60 Donde: Cp = costo de procesamiento unitario, en $/pieza; Co = razn por hora al operar la lnea, como se seal antes, en $/hora; Tp = tiempo de produccin promedio real por parte de trabajo, en min/pieza; y la constante 60 convierte la razn de costo por hora a $/min para tener consistencia en las unidades.

4.- DISEO ERGONOMICO Y PROGRAMACION DE PUESTOS DE TRABAJO MANUALES DE UNA LNEA DE MONTAJE (EJEMPLO) Para poder realizar este estudio, vamos a considerar un producto que tenga una demanda media dentro del mercado de los diferentes electrodomsticos que son ofrecidos por parte de varios fabricantes, como por ejemplo las cafeteras elctricas. Estos productos que pertenecen a una demanda independiente por parte del mercado comprador, requieren para que el control de la temperatura sea preciso, un conjunto multicomponentes denominado termostato. De aqu en ms nos ocuparemos en realizar un anlisis parcialmente detallado, para definir en funcin de la lista de componentes correspondiente, todas las materias primas y los componentes fabricados internamente o comprados, que son requeridos para la fabricacin y el montaje de estos conjuntos destinados al control trmico de las cafeteras. Para ello consideraremos el producto multicomponentes que debemos fabricar, el cual es de demanda dependiente en funcin de las ventas de cafeteras y cuyo conjunto se encuentra representado en la siguiente figura:

Analizando su composicin podemos crear y obtener as el documento ms importante, que es la lista de componentes, la cual mostramos a continuacin, y nos permite recabar informacin muy importante: 1. Identificar todos los componentes que sern Fabricados internamente, Comprados a los proveedores o Importados. Para los que tendremos que definir detalladamente en forma individual sus caractersticas fsicas y la forma de entrega. 2. Confeccionar todos los planos y especificaciones requeridos (para cada rengln de la lista de componentes le corresponder un plano). 3. Para realizar el despiece de los conjuntos o subconjuntos principales, primero se debern detallar los componentes unitarios o elementales y luego los subconjuntos que puedan surgir con su despiece correspondiente. 4. Observando el nivel de despiece, se identifican los componentes unitarios o elementales respecto de los subconjuntos principales y/o secundarios.

205. Cada nivel o cambio de nivel indica la necesidad de un puesto de transformacin (nivel) o de ensamble o de montaje (cambio de nivel). 6. Cada componente unitario o elemental que sea Fabricado internamente, requiere la implementacin de su puesto (o puestos) de transformacin. 7. Para la implementacin de cada puesto de ensamble o de montaje, ser necesario disponer en dicho puesto todos los componentes que figuran en el nivel inmediato superior (los componentes unitarios simples mas los subconjuntos all indicados), as como la definicin de la tecnologa a utilizar 8. Para el ensamble o montaje del conjunto (nivel 1), son requeridos simultneamente todos los componentes unitarios simples ms los subconjuntos indicados en el nivel 2, en cada puesto que le corresponde en la lnea de montaje final. Lista de componentes:

Para una mejor comprensin, a continuacin se indica en forma explosiva todos los componentes y subconjuntos que corresponden al conjunto del termostato de corte lento en cuestin.

21Vista explosiva del conjunto:

22Algunos componentes vistos en planta:

Luego de un profundo y exhaustivo anlisis del mercado, se ha podido pronosticar la correspondiente cantidad de cafeteras que sern necesarias suministrar a dicho mercado independiente. De acuerdo a este anlisis previo, se ha conformado para este producto el correspondiente plan maestro de produccin (MPS), el cual indica que debern fabricarse 600.000 unidades en el prximo ao. Es decir: 50.000 u/mes o 12.500 u/semana o 2.500 u/da o 313 u/hora. Considerando que cada una de estas cafeteras lleva incluido como subconjunto un termostato conjunto, consideraremos para la implementacin necesaria de este sector de la fbrica, las cantidades previstas que se indican en el plan maestro de produccin (MPS). A partir de este momento todos los

23componentes del termostato corresponden a una demanda dependiente que esta indicada en el plan maestro de produccin. Para la organizacin e implementacin del sector se utilizaran los conceptos de anlisis de los sistemas de inventario de demanda dependiente o plan de Requerimiento de Materiales (MRP) y los sistemas de produccin Justo a Tiempo (JIT), as como tambin los conceptos ergonmicos propuestos por REFA para definir los diferentes puestos requeridos para el montaje de los subconjuntos y para el montaje final del producto. Se definir tambin la distribucin interna del sector de montaje. ANALISIS DE LOS INVENTARIOS:Componentes comprados: 1. ELE 21: PORCELANA DE REGULACION: Cantidad por conjunto: 1 Tiempo de giro del proveedor: Tg = 1 semana. Coeficiente de seguridad: = 0,2 K = D . L (1+) / C = 12.500 u/sem. x 1 sem.x (1+0,2) / 5.000u = 3 Kanban 2. ELE 22: PORCELANA AISLANTE: Cantidad por conjunto: 2 Tiempo de giro del proveedor: Tg = 1 semana. Coeficiente de seguridad: = 0,2 K = D . L (1+) / C = 25.000 u/sem. x 1 sem.x (1+0,2) / 10.000u = 3 Kanban 3. ELE 24: BUJE DE PORCELANA: Cantidad por conjunto: 1 Tiempo de giro del proveedor: Tg = 1 semana. Coeficiente de seguridad: = 0,2 K = D . L (1+) / C = 12.500 u/sem. x 1 sem.x (1+0,2) / 5.000u = 3 Kanban 4. ELE 38: TOPE DE PORCELANA: Cantidad por conjunto: 1 Tiempo de giro del proveedor: Tg = 1 semana. Coeficiente de seguridad: = 0,2 K = D . L (1+) / C = 12.500 u/sem. x 1 sem.x (1+0,2) / 5.000u = 3 Kanban 5. ELE 33: CONTACTO DE PLATA: Cantidad por conjunto: 1 Tiempo de giro del proveedor: Tg = 2 semana. Coeficiente de seguridad: = 0,2 K = D . L (1+) / C = 12.500 u/sem. x 2 sem.x (1+0,2) / 5.000u = 6 Kanban 6. ELE 35: CONTACTO DE PLATA: Cantidad por conjunto: 1 Tiempo de giro del proveedor: Tg = 2 semana. Coeficiente de seguridad: = 0,2 K = D . L (1+) / C = 12.500u/sem. x 2 sem.x (1+0,2) / 5.000u = 6 Kanban 7. ELE 37: ARANDELA DE PRESION: Cantidad por conjunto: 1 Tiempo de giro del proveedor: Tg = 1 semana. Coeficiente de seguridad: = 0,2 K = D . L (1+) / C = 12.500 u/sem. x 1 sem.x (1+0,2) / 5.000u = 3 Kanban

24

Componentes fabricados: 8. ELE 23: TERMINAL PALA: Cantidad por conjunto: 2 Material: Fleje en rollos de acero SAE 1010 pre cincado. Espesor: 0,8 mm Ancho: 30 mm Paso de la matriz: 22 mm Cantidad de bocas: 2 Tiempo de giro o demora interna: Tg = 30 min. Tiempo de alistamiento: Ta = 45 min. Tiempo de fabricacin: Tf = 64 min. (ver mas abajo) Tiempo de desalistamiento: Td = 30 min. Tiempo total: Tt = Tg + Ta + Tf + Td = 169 min. = 2,82 hs. Coeficiente de seguridad: = 0,1 Volumen neto por pieza = 0,8x30x22 / 2 = 264 mm3 = 0,264 cm3 Peso neto por pieza = Pe . Vol. = 7,9x0,264 = 2,086 gr/u Se utilizara un rollo de Dint. = 150 mm, cuyo peso es de 10.600 gr, el cual representa la necesidad diaria considerando adems por seguridad un pequeo descarte, el cual se procesa en un balancn equipado con una matriz que trabaja a 40 ciclos/min. de la que se obtiene: 2x2,086 gr. 1 ciclo 10.600 gr. x ciclos / rollo = 10.600/2x2,086 = 2.540 ciclos/rollo o sea que el tiempo de fabricacin Tf de las necesidades diarias ser: Tf = (2540 ciclos/rollo) / 40 ciclos/min. = 64 min. Entonces considerando que se usan 313 u/hora, como son 2 unidades por conjunto, se usaran 626 u/hora. Por lo tanto: K = D . L (1+) / C = 626u/h x (2,82h)x (1+0,1) / 500u = 3,88 = ~ 4 Kanban 9. ELE 25: REMACHE BUJE: Cantidad por conjunto: 1 Material: Barra trefilada redonda de acero SAE 1112 Dimetro: 12 mm Longitud de barra: Lb = 6.000 mm Longitud utilizada por pieza: 22 + 2 (corte y desperdicio) = 24 mm Cantidad de barras utilizada por da: n = (6.000mm/barra)/(24mm/u) = 250 u/barra N = (Demanda u/da)/n (u/barra) = 2.500/250 = 10 barras/da Tiempo de giro o demora interna: Tg = 30 min. Tiempo de alistamiento: Ta = 25 min. Tiempo de fabricacin: Tf = 300 min. (ver mas abajo) Tiempo de desalistamiento: Td = 20 min. Tiempo total: Tt = Tg + Ta + Tf + Td = 375 min. = 6,25 hs. Coeficiente de seguridad: = 0,1 Para la obtencin de este componente se utilizara un torno automtico con CNC marca Camporesi cuya puesta a punto permite una fabricacin de 500u/hora, por lo tanto: Tf = 2.500u/da/500u/hora = 5 horas/da = 300 min/da Entonces considerando que se usan 313 u/hora, la cantidad de Kanbans necesarios son:

25K = D . L (1+) / C = 313u/h x (6,25h) x (1+0,1) / 500u = 4,3 = ~ 5 Kanban 10. ELE 31: TORNILLO DE CALIBRACION: Cantidad por conjunto: 1 Material: Barra hexagonal trefilada de latn Dimensin entre caras: 6 mm Longitud de barra: Lb = 2.500 mm Longitud utilizada por pieza: 8,5 + 1,5 (corte y desperdicio) = 10 mm Numero de piezas por barra: n = (2.500mm/barra)/(10mm/u) = 250 u/barra Cantidad de barras utilizada por da: N = (Demanda u/da)/n (u/barra) = 2.500/250 = 10 barras/da Tiempo de giro o demora interna: Tg = 30 min. Tiempo de alistamiento: Ta = 20 min. Tiempo de fabricacin: Tf = 200 min. (Ver mas abajo) Tiempo de desalistamiento: Td = 20 min. Tiempo total: Tt = Tg + Ta + Tf + Td = 270 min. = 4,5 hs. Coeficiente de seguridad: = 0,1 Para la obtencin de este componente se utilizara un torno automtico con CNC marca Camporesi cuya puesta a punto permite una fabricacin de 750u/hora, por lo tanto: Tf = 2.500u/da/750u/hora = 3,33 horas/da = 200 min/da Entonces considerando que se usan 313 u/hora, la cantidad de Kanbans necesarios son: K = D . L (1+) / C = 313u/h x (3,33h) x (1+0,1) / 500u = 2,29 = ~ 3 Kanban 11. ELE 32: SOPORTE SUPERIOR: Material: Fleje en rollos de acero SAE 1010 para embutido profundo. Espesor de la tira: 2 mm Ancho de la tira: 41 mm Paso de la matriz: 18 mm Cantidad de bocas: 1 Tiempo de giro o demora interna: Tg = 30 min. Tiempo de alistamiento: Ta = 55 min. Tiempo de fabricacin: Tf = 85,33 min. (ver mas abajo) Tiempo de desalistamiento: Td = 35 min. Tiempo total: Tt = Tg + Ta + Tf + Td = 205,33 min. = 3,42 hs. Coeficiente de seguridad: = 0,1 Volumen neto por pieza = 2x41x18 = 1.476 mm3 = 1,476 cm3 Peso neto por pieza = Pe . Vol. = 7,9x1,476 = 11,66 gr/u Se utilizara un rollo de Dint. = 250 mm, cuyo peso es de 30.000 gr, el cual representa la necesidad diaria considerando adems por seguridad un pequeo descarte, el cual se procesa en un balancn equipado con una matriz que trabaja a 30 ciclos/min. de la que se obtiene: 11,66 gr. 1 ciclo 30,000 gr. x ciclos / rollo = 30,000/11,66 = 2.560 ciclos/rollo o sea que el tiempo de fabricacin Tf de las necesidades diarias ser: Tf = (2560 ciclos/rollo) / 30 ciclos/min. = 85,33 min. Entonces considerando que se usan 313 u/hora. Por lo tanto: K = D . L (1+) / C = 313u/h x (3,42h)x(1+0,1) / 500u = 2,36 = ~ 3 Kanban

2612. ELE 34: SOPORTE PORTA CONTACTO SUPERIOR: Material: Fleje en rollos de acero inoxidable para resortes Inconel. Espesor de la tira: 0,15 mm Ancho de la tira: 11,5 mm Paso de la matriz: 34 mm Cantidad de bocas: 1 Tiempo de giro o demora interna: Tg = 30 min. Tiempo de alistamiento: Ta = 15 min. Tiempo de fabricacin: Tf = 101,68 min. (ver mas abajo) Tiempo de desalistamiento: Td = 10 min. Tiempo total: Tt = Tg + Ta + Tf + Td = 156,68 min. = 2,61 hs. Coeficiente de seguridad: = 0,1 Volumen neto por pieza = 0,15x11,5x34 = 58,65 mm3 = 0,05865 cm3 Peso neto por pieza = Pe . Vol. = 8,05x0,05865 = 0,472 gr/u Se utilizara un rollo de Dint. = 150 mm, cuyo peso es de 2.400 gr, el cual representa la necesidad para 2 das considerando adems por seguridad un pequeo descarte, el cual se procesa en un balancn equipado con una matriz que trabaja a 50 ciclos/min. de la que se obtiene: 0,472 gr. 1 ciclo 2.400 gr. x ciclos / rollo = 2.400/0,472 = 5.084 ciclos/ rollo o sea que el tiempo de fabricacin Tf ser: Tf = (5,084 ciclos/ rollo) / 50 ciclos/min. = 101,68 min. = 1,69horas Entonces considerando que se usan 2.500 unidades por da, resultara: K = D . L (1+) / C = (313 u/hora x 2,61 horas)x(1+0,1) / 500u = 1,8 = ~ 2 Kanban 13. ELE 35: SOPORTE PORTA CONTACTO INFERIOR: Material: Fleje en rollos de acero inoxidable para resortes Inconel. Espesor de la tira: 0,25 mm Ancho de la tira: 11,5 mm Paso de la matriz: 30,5 mm Cantidad de bocas: 1 Tiempo de giro o demora interna: Tg = 30 min. Tiempo de alistamiento: Ta = 15 min. Tiempo de fabricacin: Tf = 102 min. (Ver mas abajo) Tiempo de desalistamiento: Td = 10 min. Tiempo total: Tt = Tg + Ta + Tf + Td = 157 min. = 2,62 hs. Coeficiente de seguridad: = 0,1 Volumen neto por pieza = 0,25x11,5x30,5 = 87,69 mm3 = 0,08769 cm3 Peso neto por pieza = Pe . Vol. = 8,05x0,08769 = 0,7059 gr/u Se utilizara un rollo de Dint. = 150 mm, cuyo peso es de 3.600 gr, el cual representa la necesidad para 2 das considerando adems por seguridad un pequeo descarte, el cual se procesa en un balancn equipado con una matriz que trabaja a 50 ciclos/min. de la que se obtiene: 0,7059 gr. 1 ciclo 3.600 gr. x ciclos / rollo = 3.600/0,7059 = 5.100 ciclos/ rollo o sea que el tiempo de fabricacin Tf ser: Tf = (5.100 ciclos/ rollo) / 50 ciclos/min. = 102 min. = 1,7horas Entonces considerando que se usan 2.500 unidades por da, resultara: K = D . L (1+) / C = (313 u/hora x 2,62 horas)x(1+0,1) / 500u = 1,8 = ~ 2 Kanban

2714. ELE 39: BIMETAL: Material: Fleje en tiras rectas de dos aceros especiales soldados entre si, de 1700 mm de longitud. Espesor de la tira: 0,6 mm Ancho de la tira: 10 mm Paso de la matriz: 34 mm Cantidad de bocas: 1 Tiempo de giro o demora interna: Tg = 30 min. Tiempo de alistamiento: Ta = 15 min. Tiempo de fabricacin: Tf = 100 min. (Ver mas abajo) Tiempo de desalistamiento: Td = 10 min. Tiempo total: Tt = Tg + Ta + Tf + Td = 155 min. = 2,58 hs. Coeficiente de seguridad: = 0,1 34 mm/unidad 1 ciclo 1.700 mm/tira. x ciclos / tira o sea que n = 1.700/34 = 50 unidades/tira N = (Demanda u/da)/n (u/tira) = 2.500/50 = 50 tiras/da Como se utiliza un balancn equipado con una matriz que trabaja a 25 ciclos/min. se obtiene: Tf = 50 tiras/da x 50 u/tira / 25 ciclos/min = 100 minutos/da Entonces considerando que se usan 2.500 unidades por da, resultara: K = D . L (1+) / C = (313 u/hora x 2,58 horas)x(1+0,1) / 500u = 1,78 = ~ 2 Kanban ------------------------------------------De esta forma se han establecido: los inventarios requeridos de los componentes comprados. los inventarios requeridos de los componentes fabricados. los inventarios requeridos y sus caractersticas de las materias primas necesarias.

A continuacin se detallaran los diferentes puestos diseados segn lo propuesto por REFA que cumplan adems con los requerimientos indicados en el plan maestro de produccin.

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Puesto de armado del soporte superior con tornillo de calibracin (vistas lateral y superior)

Como esta configuracin e implementacin permite lograr una produccin de 600 unidades por hora, se podr lograr la produccin diaria requerida de 2.500 subconjuntos en un tiempo total de 4,1666 horas netas continuas.

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Puesto de armado de subconjuntos porta contactos superior e inferior Vista superior): Este puesto permite el montaje simultneo de 2 conjuntos, utilizando para ello un carro mvil que permite ubicar las piezas a remachar debajo de una prensa neumtica que es accionada con el pie.

Como esta configuracin e implementacin permite lograr una produccin de 960 unidades por hora, la mitad por cada mano, se podr lograr la produccin diaria requerida de 2.500 subconjuntos en un tiempo total de 2,69 horas netas continuas. 960u/h . 7h / 2.500sub/dia = 2,60 horas

Dispositivo para remachado de contactos en porta contactos superior e inferior

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Puesto de armado de subconjunto porta contacto superior e inferior (vista lateral)

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Puesto de armado de subconjunto bimetal (vista superior) Este puesto permite el montaje simultneo de 2 conjuntos, utilizando para ello un carro mvil que permite ubicar las piezas a remachar debajo de una prensa neumtica que es accionada con el pie.

Como esta configuracin e implementacin permite lograr una produccin de 720 unidades por hora, la mitad por cada mano, se podr lograr la produccin diaria requerida de 2.500 subconjuntos en un tiempo total de 2,69 horas netas continuas. 720u/h . 7h / 2.500sub/dia = 2,02 horas

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Anlisis de las reas de armado de los 4 subconjuntos considerando el movimiento de los materiales

Esta ltima solucin es la mas adecuada por ocupar menos espacio superficial (9,36 m2)

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Puesto de armado del termostato conjunto y las distintas ubicaciones de los componentes: Remache buje. Buje de porcelana aislante. Terminal pala. Subconjunto porta contacto superior. Soporte superior con tornillo. Porcelana de regulacin. Porcelana aislante. Subconjunto porta contacto inferior. Subconjunto bimetal.

De ambas versiones se elige la B. Con cada uno de estos puestos tenemos una capacidad de produccin de 130 conjuntos por hora, con lo cual se puede alimentar sin inconvenientes el nico puesto de remachado final con el uso de solamente 3 puestos idnticos, para lograr abastecer a este ultimo con un ritmo de 390 conjuntos armados por hora. Si la capacidad real de produccin del puesto de remachado es de 400 conjuntos por hora (o sea 2800 conjuntos por dia), el cuello de botella son los 3 puestos de armado final, con una capacidad diaria equivalente a 2.730 conjuntos por dia. A pesar de existir un desbalanceo en esta lnea de montaje final, se lo puede considerar medianamente aceptable, con lo cual se lograra una produccin mxima mensual de 54.600 termostatos en un horario normal de 8 horas (7 tiles) y 20 das por mes (5 dias por semana).

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Configuracin de la lnea de armado final del termostato

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Dispositivo de armado del termostato conjunto (vista lateral y superior):