05 Carga DE Máquina - Resumen Planificación, Control Y Optimizacion De Procesos PDF

Preview

Summary

Carga de maquina y balce de linea, tecnica e introduccion...

Description

CARCA DE MAQUINAS Y BALANCE DE LINEAS En general se considera dos grandes tipos de industrias - De proceso - De fabricación y/o montaje Las primeras suelen ser las llamadas Industrias de infraestructura, la materia prima sufre un proceso que suele ser de naturaleza química y mecánica. Ejemplo la siderúrgica. Las segundas son las que transforman la materia prima: cambian su forma, medida aspecto, combinan con otros elementos como vidrio, caucho, etc. Hay grandes industrias que tienen las características de las dos como lo es la industria automotriz. Hay otra característica a tener en cuenta: la fabricación en forma intermitente y en forma continua. En la fabricación intermitente los planes de producción cambian en función de la naturaleza de los pedidos. En la fabricación continua es posible planes de producción a corto y mediano plazo en base a las ventas estimadas. Según sea la producción intermitente o continua, las distintas secciones de trabajo serán - Zona de fabricación o mecanizado. - Zona de montaje. Para las primeras se aplican los procedimientos de carga de Maquinas. Para las segundas técnicas del balance de líneas de montaje. CARGA DE MAQUINAS Tiende a cumplir los siguientes objetivos: - Procesamiento de productos en la forma más rápida. - Empleo máximo (para que la operación sea redituable) de las máquinas. - Coordinación de las distintas tareas a realizar sobre una pieza para cumplir el plazo de entrega previsto. - Conocimiento permanente del estado en que se encuentra una pieza o lote de piezas. - Posibilidad de programar el mantenimiento de maquinas y equipos. - Conocimiento de la fecha en que se utilizarán las distintas herramientas y materia prima o materiales. - Conocimiento de la fecha probable de entrega, en caso de imprevistos pedidos de clientes a quienes se debe efectuar dicha entrega. Y las alteraciones que eso ocasiona. - Conocimiento de la máquina o sección que produce cuello de botella. - Posibilidad de adquirir nuevos compromisos. - Necesidad de crear un nuevo turno de trabajo y de adquirir nuevas máquinas. Es frecuente hacer un balance entre las horas disponibles de máquinas y las horas requeridas para fabricar los productos. Pero no siempre se logra tener éxito, pues no se contempla el tiempo de espera de una máquina mientras la pieza se encuentra en otro procesamiento o fabricación. De esta forma se generan los llamados tiempos muertos que reducen el aprovechamiento de las máquinas y peor aún hacen que la estimación del tiempo empleado sea erróneo, por lo tanto también errónea la fecha en que debemos aprovisionar la empresa de materia prima y materiales, por lo que no se podrá cumplir ningún plan previsto de fabricación y entrega.

1

DOCUMENTACION PARA LA CARGA DE MAQUINAS - Plan de producción para el período considerado. - Despiece de los conjuntos. - Hoja de ruta de cada pieza. - Diagrama de ordenamiento. - Listado de las maquinarias disponibles indicando la características de cada una de ellas. TECNICAS : la mayoría de ellas utiliza el diagrama de Gantt DIAGRAMA DE BARRAS GANTT Consta de un par de ejes coordenados. Permite representar en ellos, la sucesión de tareas a lo largo del tiempo. Se organiza en dos ejes; en el horizontal se indica el tiempo y en el vertical se enumeran las tareas que van a realizarse. Con una barra se representa cada tarea de acuerdo con el momento de inicio y de finalización previstos. tareas 3 2 1 tiempo Por ejemplo tenemos dos piezas P1 y P2 que se procesan en dos máquinas diferentes el diagrama quedaría (teniendo los tiempos necesarios de cada pieza en cada máquina). M1 P1

/ 1* operación 3 hs.

M2

/ Tiempo muerto 3 hs.

P2 1* operación 7 hs.

/

P1 / / 1* operación TM 5 hs. 2 hs.

P2 / 2* operación 3 hs.

La pieza 1 requiere una operación de 3 hs. en la máquina 1 luego pasa a la máquina dos es decir que habrá un tiempo desperdiciado de 3 hs. hasta que entra en la máquina 2. Este diagrama se construye a escala y se puede obtener de él: - Fecha de finalización de la primera operación que coincide con la fecha en que la máquina queda libre para una nueva operación. - Fecha de terminación de la segunda operación sobre ambas piezas. - Tiempos muertos de las máquinas. 2

Se puede ver que si se procesan las piezas invirtiendo el orden, los tiempos muertos hubieran variado y a pesar de ser mayor el tiempo muerto una vez comenzado el trabajo en la máquina 2 no se hubiera interrumpido. Es posible también disminuir el tiempo muerto solapando tareas en el caso de ser un lote de piezas no como en nuestro caso que se trata de una sola pieza. Es decir, antes de culminar con la máquina 1 comenzar el proceso con la máquina 2. Ejemplo:

M1

M2

Lote 1 1* operación 4 hs.

/

Lote 2 1* operación 8 hs.

/ Lote 1 T.M. 2* operación 2 hs. 5 hs.

/ T.M. 2 hs.

/

/ Lote 2 2* operación 5 hs.

/

ALGORITMO JOHNSON Si se debe procesar varias piezas diferentes que siguen la misma secuencia operativa. Para lograr el mínimo tiempo se puede emplear el algoritmo de Johnson este nos dará en que orden se deben procesar. Ejemplo: 5 piezas en dos máquinas diferentes. Hacemos un cuadro con los tiempos que llevará cada pieza en cada máquina. PIEZAS 1 2 3 4 5

MAQUINA 1 (tiempo) 3 7 4 2 1

MÁQUINA 2 (tiempo) 2 5 3 6 4

Se supone que se posee toda la materia prima necesaria es decir que se puede comenzar con cualquier pieza y continuar con cualquier otra.

MÉTODO 1) Seleccionar el menor tiempo 2) Se el valor elegido pertenece a la primera máquina, colocar la pieza correspondiente primero. Si está en la segunda colocarla al final. 3) Eliminar la pieza del cuadro 4) Repetir el proceso con los restantes.

3

El diagrama de Gantt con el algoritmo de Johnson quedaría.

M1 5

4

2

M2

3

5

1

4

2

3

1

TM? 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Este método permite hallar la mejor de todas las combinaciones posibles. Pero su campo de aplicación es hasta tres máquinas. PARA EL CASO DE TRES MAQUINAS Existen restricciones:

t1mín  t 2máx t2 mín  t3mín Si se cumplen, se seguirá la siguiente metodología: Reagrupar los tiempos de las tres máquinas en dos máquinas ficticias para lo cual al tiempo del elemento primero de la máquina 1 le sumamos el elemento primero de la máquina 2 y formaremos una nueva máquina 1. En igual forma con el elemento primero de la máquina 2 y 3 para formar la máquina 2. Máquina ficticia 1 = M1 elem. 1 + M2 elem. 1 Máquina ficticia 2 = M2 elem. 1 + M3 elem. 1 Se procede a realizar el nuevo cuadro con dos máquinas y se procede como el caso anterior. Ejemplo PRODUCTO a b c d e f g h

MÁQUINA 1 5 4 22 16 15 11 9 4

MÁQUINA 2 4 3 2 4 3 4 2 3

MÁQUINA 3 6 10 12 8 20 7 2 12 4

Se cumple tl mín = t2 máx El nuevo cuadro quedaría. PRODUCTO A B C D E F G h

t2 mín = t3 mín MÁQUINA FICTICIA 1 9 7 24 20 18 15 11 7

MÁQUINA FICTICIA 2 10 13 14 12 15 11 4 15

El diagrama de Gantt.

PROBLEMA GENERAL DE CARGA DE MAQUINA Hasta el momento analizamos el caso en donde se procesan varios productos que sufren igual cantidad de operaciones en el mismo orden. Consideremos ahora piezas cuyas operaciones son distintas en cantidad y en secuencia. Hay que tener en cuenta que lo que se requiere es tener el menor tiempo muerto . Se realizará un cuadro en el cual se identificara para cada pieza el proceso, la máquina en la que se realiza y el tiempo empleado en el mismo. Elementos E1 E2 E3 E4 E5

M M1 M2 M2 M3 M1

P1 t 20 30 50 40 30

M M3 M1 M3 M2 M2

P2 t 70 30 50 20 20

M M2 M1 M1 M2

P3 t 30 50 30 30 5

Hay reglas prácticas para resolver este problema. Una de ellas es la SIO (sigla inglesa Shortest Inmediate Operation) es decir Operación inmediata más corta, y la LRO (Longest Remaining Operation) es decir se elige el elemento cuyo tiempo remanente sea el más largo. RESOLUCION Se Basa en el empleo de las reglas SIO y LRO (se han hecho estudios respecto a ambas y se demostró que ninguna es mejor que la otra) pero introduciendo factores de prioridad en función del menor tiempo muerto posible por máquina. Se deben distinguir dos clases de tiempo muertos: - T. muerto de los productos o elementos. - T. muerto de las máquinas. De las dos clases se considera más perjudicial el segundo. Nos basaremos en el cuadro graficado y un diagrama de Gantt. SECUENCIA OPERATIVA Se comienza eligiendo el elemento con menor tiempo en el proceso que se debe realizar primero y se coloca en la máquina que corresponde. Se elige el menor tiempo porque de ese modo la máquina quedará libre antes para realizar trabajos en otra pieza. En nuestro caso el menor tiempo es del elemento 1 en la Máquina 1. Así se eligen los elementos según el orden progresivo de los tiempos. El diagrama quedara

M1

E1 / E5 / E2 / / 20 30 30 T.M.20

M2

E2 30

M3

E4 40

/

E3 50 /

/ E4 / E5 / 20 20 E1

70

E4 30

/

/

/ E3 / T.M. 30 50 E2 / E5 / 30 30

E3 50

/ t

Cuando hay dos elementos con el mismo tiempo se elige cualquiera, o el de mayor conveniencia en nuestra empresa. Si un elemento no puede ser asignado se prosigue con otro elemento con el mismo criterio. El elemento que no se pudo asignar queda en lista de espera. Después de cada asignación se vuelve a tratar de asignar cada elemento que ha quedado en lista de espera.

6

UTILIZACION DE TABLEROS El método analizado es sencillo y eficaz pero adolece de dos defectos fundamentales: - tener que dibujar un diagrama de Gantt que puede llegar a ser muy complicado, cuando son muchos los elementos, máquinas y procesos. - el segundo es que variando a menudo la carga de máquina por cambio de planes, ausencia de operarios, avería etc. Para reemplazar al diagrama de Gantt se ha creado diversos tableros, consiste en llevar la carga de máquina en forma prevista según el diagrama de Gantt, usando tableros (manuales o electrónicos) en lugar de coordenadas y barras magnéticas, tarjetas, cintas etc en lugar de los trazos que representan los tiempos de operaciones. Posibilita: - Conocer en que fecha comienza y termina una operación en una máquina. - Determinar las posibilidades de horas - máquinas para procesar otra pieza. - Hacer balance visual cuando hay varias cargas iguales entre sí. - En caso de pedido urgente ver que máquina se puede descargar y que piezas se afectan con ella. - Efectuar una rápida reprogramación en caso de variación del plan original.

7

PRÁCTICA Alg. Johnson PIEZAS

P1

P2

X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8

10 2 6 3 5 6 9 5

11 5 1 3 2 4 7 2

Alg. Johnson para 3 máquinas PIEZAS A B C D E

P1

P2

P3

5 9 6 7 5

2 5 1 3 2

5 6 6 8 7

CASO GENERAL PIEZAS

PROCESO PROCESO PROCESO PROCESO 1 2 3 4

A B C D E F G H

M1 M3 M2 M1 M4 M3 M1 M2

6 3 1 10 8 5 6 1

M2 M2 M1 M4 M3 M1 M4 M2

1 2 5 1 1 3 2 2

M1 M4 M3 M2 M4 M4 M3 M1

5 3 2 3 1 2 2 1

M2 M2 M3 M1

8 2 2 2

M4 M1 M2

1 4 3

8...