Proyecto sobre sillas metálicas sus componentes y como se arma, diagrama de flujo. PDF

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este trabajo trata sobre los pasos que se tiene que hacer para el armado de una silla metálica, contiene diagrama de flujo....

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INSTITUTO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE VILLAHERMOSA

ALUMNO: CABRERA RAMON EDGAR IVAN. CHABLE CORDOVA JESUS MANUEL. LOPEZ AZUARA DAVID GUSTAVO. ROMAN RODRIGUEZ CARLOS MARIO.

PROYECTO: SILLA METALICA.

PROFESORA: MARIA DE LOURDES TORRES MADRID.

ESTUDIO DEL TR TRABAJO. ABAJO.

Villahermosa, Tabasco. A 07 de enero de 2020.

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INTRODUCCION.

Es el paso más importante, la mejor manera de simplificar una operación es formular una manera de obtener los mismos resultados o mejores sin costo adicional. Un buen Ingeniero de Métodos debe de revisar todos los diseños en busca de mejoras posibles. Se relaciona con la calidad del producto, a veces se entiende de incorporar especificaciones más rígidas de lo necesario. Es uno de los primeros puntos que se debe de considerar, a veces suele ser difícil escoger el material correcto debido a la gran variedad disponible. El elemento más importante a considerar en todos los tipos de herramienta y preparación es el económico. Está comprobado que establecimientos que mantienen en buenas condiciones de trabajo sobrepasan en producción a los que carecen de ellas. Es movimiento, traslado, almacenamiento, control y protección de materiales y productos a lo largo de su proceso de fabricación y distribución. El objetivo principal de una distribución de planta efectiva es desarrollar un sistema de producción que permita la manufactura del numero deseado de productos, con la calidad deseada al menos costo. Fueron desarrollados por los Gilbert y completados por Ralph Barnes. Estas leyes son todas aplicables a cualquier tipo de trabajo, más no todos son aplicables para una labor en específico. También a esta actividad veremos la elaboración de una silla desde cada una de las partes, también de los distintos diagramas de la operación y los distintos conceptos para llegar a tener una silla lista.

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En este trabajo final se pide la simulación de un proceso de fabricación de sillas metálicas utilizando FlexSim, desde la entrada de materias primas hasta la salida del producto final. En primer lugar, se va a analizar el enunciado y se va a explicar cómo se han interpretado los datos disponibles para cada una de las secciones que forman nuestro proceso de fabricación. Se comenzará haciendo una descripción del Layout de la fábrica, seguido de un breve análisis del producto que se va a comercializar. LAYOUT FÁBRICA Nuestra fábrica de sillas metálicas Martínez SL se compone de las siguientes secciones y operaciones: A continuación, se explica la interpretación realizada en cada sección del proceso de fabricación: Sección de recepción y almacén de materias primas En esta sección, almacenaremos las materias primas en estanterías abiertas, de forma que en cada una de las baldas se coloque cada uno de los tipos de materia prima, según corresponda a cada tipo de componente que forma nuestro producto. Al no especificarse el número de fuentes posibles a poner en nuestra fábrica, hemos considerado que la mejor forma de abastecer nuestros almacenes se realiza por medio de: Fuente de perfiles metálicos: Se ha colocado una sola fuente que provee los materiales necesarios para fabricar asientos U, travesaños, patas y patas-respaldo. Nos llegan perfiles de longitud 6 metros con dos tipos de sección: 20x10 para fabricar asientos U y travesaños, y 18x18 para las patas y patas-respaldo (esto se realiza por medio de código). Fuente de materiales subcontratados: Para la fabricación de las sillas se subcontratan tanto alas como asientos y respaldos de plástico. Para ello se dispondrá de tres fuentes totalmente diferenciadas, una para cada tipo de elemento. 3

Esta sección dispone de dos operarios. Uno de ellos se encarga de recibir los productos utilizados por Martínez SL, mientras que el otro operario se encargará de gestionar los componentes subcontratados. Además, tendrán las siguientes funciones: •

Recepción de materiales.

•

Descarga de materiales en el almacén.

•

Ordenamiento en las estanterías.

•

Gestión de los contenedores de suministro a producción.

•

Suministro de materiales a la sección de corte

•

Preparación de las necesidades de producción.

•

Tramitación administrativa.

•

Transporte a las máquinas de corte de forma manual.

Cabe destacar la importancia de fijar un suministro adecuado para un correcto funcionamiento del proceso de fabricación. Esto se detallará más adelante. Sección de corte Esta sección está formada por una cortadora y una repasadora. En el final del enunciado se dice que el paso del producto de una máquina a otra, se realiza por contenedores de ruedas. Esto lo hemos simulado por medio de un contenedor simple y un operario. Para simular el hecho que el contenedor tenga ruedas se ha aumentado la capacidad de carga del operador (es capaz de llevar un mayor número de piezas) y la velocidad de éste. Cabe destacar que se debe hacer el reglaje cada vez que cambiemos de tipo de producto, esto se deberá configurar en la propia máquina. De toda esta sección se hará cargo un operario, realizando: Corte del material de acuerdo con las indicaciones. 4

Cizallado del material. Desbarbado por ambos extremos. Colocación ordenada de los productos resultantes: el operario deja los productos sobre una cinta de rodillos que se encargará de forma automática de almacenarlos en su contenedor correspondiente. Sección de conformado Una vez que se tienen los componentes de las sillas ordenados en sus respectivos contenedores, se pasarán a la sección de conformado. Se debe tener en cuenta que no todos los productos pasan por ambas máquinas. A continuación se muestra una tabla con las fases por las que pasa cada una de las piezas. Como los asientos U y las patas-respaldo pasan ambas por la primera máquina, se colocarán en un primer momento en un mismo contenedor. Mientras que los travesaños y las patas se colocarán en contenedores diferentes. Al pasar el doblado se volverán a separar otra vez en contenedores: uno para el asiento U doblado y otro para las patasrespaldo dobladas. Tras el punzonado habrá otra separación de piezas en contenedores, uno para asientos U doblados y punzonados y otro para travesaños punzonados. Así, finalmente nos quedarán los productos almacenados y procesados en contenedores diferentes. En esta sección, habrá dos operarios trabajando, encargándose cada uno de una máquina. De esta forma se consigue un reparto equitativo de las tareas. Sección de soldadura A continuación se comentará la sección de soldadura. Esta consta de dos puestos, uno principal y otro auxiliar. En el puesto principal de soldadura, se sueldan todos los componentes de la silla a fabricar. El auxiliar se utiliza cuando la pieza requiere de

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diferentes posturas, donde se terminara de soldar. En un primer momento se ha considerado que únicamente se utiliza el puesto principal de soldadura. Cada puesto cuenta con un operario fijo que se encargara tanto de la recogida de cada uno de los componentes procedentes de la fase anterior, como de la descarga en el almacenamiento intermedio, además del propio proceso de soldadura. Sección de pintura Desde el almacenamiento intermedio, las sillas, por medio de una carretilla, pasan a la sección de pintura formada por las siguientes fases: •

Lavado

•

Secado

•

Pintado

•

Curado en horno

•

Enfriado

La sección de pintura es un proceso totalmente automatizado y por ello no cuenta con ningún operario. Sección de ensamblaje En esta última sección se realiza el ensamblado de asientos y respaldos subcontratados con la silla proveniente de la sección anterior. Se cuenta con dos puestos de montaje y un solo operario, por lo que un puesto de montaje quedará inutilizado. Esto es así porque no es posible que un operario esté cambiando de máquina constantemente debido a los tiempos de preparación y costes asociados que conllevaría. Además el operario solamente será capaz de procesar una silla por unidad de tiempo. Tras el montaje se pasa a una sección final de empaquetado por medio de una cinta de rodillos. Finalmente se depositan las sillas empaquetadas en el almacén de expedición. 6

Sección de almacenado de productos terminados Estas secciones están dispuestas de la siguiente forma, como se muestra en la imagen inferior: Layout de la fábrica Martínez SL Layout de la fábrica Martínez SL PRODUCTO Los productos que se encarga de fabricar Martínez SL son sillas metálicas que se dividen en tres gamas, diferenciadas por ser de tres colores diferentes: sillas de cocina, sillas de oficina y sillas de exterior. A su vez, cada gama se divide en 4 productos con características diferentes. Es decir, fabricamos un total de 12 productos diferentes. Cada silla está formada por: A continuación, se muestra el producto final para comercializar. En la imagen no aparecen reflejadas las alas ya que se encuentran detrás del respaldo. •

Silla fabricada

•

Silla fabricada

Diagrama del proceso Una vez que se conoce el funcionamiento completo de la fábrica y se ha entendido el enunciado se comienza realizando el diagrama del proceso con la ayuda de Microsoft Visio, en el que se va a mostrar la colocación de las diferentes fases elementos que forman nuestra fábrica, incluyendo: fuentes, contenedores, salida de productos y manutención. Diagrama de flujo del proceso

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A continuación, se muestra una tabla con los diferentes tiempos, tanto de preparación como de proceso de cada una de las máquinas que intervienen en la fabricación de las sillas metálicas. Simulación en FlexSim En este apartado se presenta la parte principal del trabajo: la simulación de este proceso en FlexSim. Para desarrollar este apartado se va a seguir el siguiente índice: 1. Visión global del modelo en FlexSim. 2. Análisis de cada una de las secciones de fabricación donde se va a especificar cómo se ha configurado y programado cada operación. 3. Vídeo de la simulación. Visión global del modelo en FlexSim En primer lugar, se muestra una imagen global del proceso de fabricación simulado en FlexSim, donde se pueden observar cada una de las secciones definidas, operaciones en cada sección y manutención: Modelo del proceso de fabricación inicial Modelo del proceso de fabricación inicial Modelo del proceso de fabricación inicial con separación en almacén de expedición Modelo del proceso de fabricación inicial con separación en almacén de expedición Separación por secciones del proceso Separación por secciones del proceso También se muestran las tablas que serán utilizadas para programar en las máquinas en las que sea necesario: 8

Tabla de tiempos de producción Tabla de tiempos de producción Tabla de tiempos de carga y descarga Tabla de tiempos de carga y descarga Tabla de tiempos de carga y descarga sección de corte Tabla de tiempos de carga y descarga sección de corte Análisis de cada una de las secciones de fabricación En este apartado se va a analizar la configuración y programación (cuando sea necesario) de cada uno de los elementos que componen el proceso. Además, también se mostrará la configuración de los operarios que se encargan de cada sección. Suministro de materias primas y estanterías de almacenamiento Como se ha explicado anteriormente, se contará con cuatro fuentes independientes: Suministro de perfiles metálicos: llegan perfiles de 6 metros de longitud de dos secciones distintas: 20x10 y 18x18. Los primeros se destinan a la fabricación de asientos U y travesaños, mientras que los segundos serán para las patas y las patas-respaldo. Suministro de asientos: serán productos subcontratados y se almacenarán en la sección de materias primas. Estos productos se llevarán directamente a la sección de montaje. Suministro de respaldos: al igual que los anteriores. Se subcontratan y almacenan independientemente de los perfiles metálicos. Pasarán directamente a la sección de montaje. Suministro de alas: Producto metálicos subcontratado. Se almacena, pasando directamente a la sección de soldadura. 9

En la siguiente figura se observa la disposición de cada una de ellas: Sección de suministro Sección de suministro En la fuente de suministro de perfiles metálicos se ha elegido una configuración de Arrival Séquense para poder optimizar la producción de sillas. De forma que la fabricación se ajuste a un periodo máximo de dos a tres días de forma que se pueda recibir regularmente el suministro y atender a la producción requerida. Previamente se eligió una configuración de llegada de las materias primas diferente ( 2 tipo asiento U, 4 tipo travesaño, 2 tipo pata, 6 tipo pata -respaldo. Al simular esta primera opción, se comprobó que aparecía un cuello de botella en el almacén de los Travesaños punzonados, parando la producción. Por ello se ha optado por esta segunda opción, en la que desaparece este cuello de botella, al no suministrar tal cantidad de travesaños, reduciendo su suministro a 1. Esta configuración se muestra a continuación: Apilamiento de travesaños con suministro inadecuado Apilamiento de travesaños con suministro inadecuado Configuración de suministros de perfiles metálicos Configuración de suministros de perfiles metálicos En esta imagen también se muestra la configuración de la forma, color y posición de los perfiles con la finalidad de ser lo más realista posible. Se ha realizado mediante la introducción de un trigger en la pestaña OnCreation. Cabe destacar que se ha elegido un estilo de producción Just In Time, ya que solamente se suministrará para las necesidades de producción, en este caso material necesario para 600 sillas. Además, la secuencia se ha elegido para que se pueda iniciar la producción desde un primer momento.

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De igual forma se han configurado el resto de las fuentes de suministro. Para optimizar la producción teniendo en cuenta las necesidades de la planta, se ha optado por la configuración que aparece a continuación: Configuración de las fuentes Configuración de las fuentes Tantos los asientos como los respaldos se han configurado con Arrival Sequence repitiendo la secuencia propuesta. Se ha modificado la forma para hacer más intuitivo el proceso de fabricación. Por último el suministro de alas se ha hecho mediante un InterArrival Time de forma que el material venga en unidades. En este caso será la capacidad del contenedor, especificación del enunciado, el que limite el suministro de este elemento. El almacenaje se realiza por medio de estanterías abiertas. Se contará con dos: una para todos los perfiles metálicos, que irán posteriormente a la sección de corte, y otra en la que se colocarán los componentes subcontratados: asientos y respaldos. Este almacenaje se realiza de forma independiente por exigencias de limpieza. La siguiente figura muestra un detalle de esta sección: Detalle de la sección de almacenaje Detalle de la sección de almacenaje configuración de las estanterías

configuración de las estanterías En la figura anterior se ha detallado el código empleado para configurar el orden de colocación de los productos en las distintas baldas. No se ha especificado la capacidad máxima de las estanterías destinadas al almacenaje, por lo que se configurado una capacidad suficiente para no limitar la cadena de producción. 11

Por último, se muestra la configuración de los encargados de la sección de suministro. Operarios de la sección de suministro Operarios de la sección de suministro Sección de cortado En esta sección del proceso se procede al cortado del suministro, dado en una longitud de 6 metros, según las especificaciones de producción. Además, se realizará un desbarbado por ambos extremos del tubo. Para ello se cuenta con una cortadora y una repasadora, ambas atendidas por un solo operario. En la configuración de estas máquinas se ha tenido en cuenta los diferentes tiempos de preparación según el tipo de material que llega. Se ha configurado la pestaña de Setup time como se muestra en la figura: Configuración de la cortadora Configuración de la cortadora En cuanto al tiempo de proceso, se configura como una lectura de la tabla de producción, previamente realizada. De esta se obtienen los tiempos de proceso necesarias para cada tipo de producto. Cada tipo de producto se cortará a una longitud predeterminada por las necesidades del diseño. Por ello se ha configurado la cantidad de piezas a cortar para cada uno de los perfiles en la pestaña Separator introduciendo una función como la que se muestra a continuación. Para poder fijar la longitud de las piezas que salen se ha introducido un Trigger en la salida de la máquina. Configuración adicional de la cortadora Configuración adicional de la cortadora 12

La repasadora también será configurada para tener diferentes tiempos de preparación. Además, dependiendo de la pieza, el tiempo del proceso también cambiara por lo que se ha introducido una función que leerá el tipo de producto y le asignara el tiempo correspondiente. A continuación se muestra la configuración utilizada:

Configuración de la repasadora Configuración de la repasadora Ambas máquinas son atendidas por un solo operario. El tiempo de carga y descarga de este dependerá de la máquina. Por ello se ha introducido una función que llama a una tabla de tiempos para el operario, previamente realizada. Así dependiendo de la máquina con la que trabaja, tendrá unos tiempos de manutención diferentes. Configuración del operario de la sección de corte Configuración del operario de la sección de corte El transporte de una máquina a otra será por medio de contenedores con ruedas. Al no disponer de un objeto en FlexSim que realice esa acción, se ha optado por encargar al mismo operario esa tarea. Esto se ha tenido en cuenta al aumentar su velocidad, ya que se considera que por medio del contenedor se podría realizar el transporte de un mayor número de piezas. Además, se ha decidido aumentar la capacidad del número de piezas a transportar. Configuración adicional del operario de la sección de corte Configuración adicional del operario de la sección de corte Sección de conformado A esta sección llegarán piezas procedentes de la sección de corte. Lo harán por medio de una cinta de rodillos. Se ha optado por esta opción, ya que FlexSim carece de 13

contenedores con ruedas, que es lo que se define en el enunciado. Para aproximar el funcionamiento de la cinta al contenedor en la realidad, se ha optado por poner una cantidad máxima para la capacidad y una velocidad equivalente. falta imagen de la cinta de rodillos Se ha configurado esta cinta para que haga una separación en función de los tipos de piezas. Esto es así porque no todas pasaran por las dos máquinas que componen esta sección. Para ello se ha utilizado el código que se muestra a continuación: Configuración del contenedor de ruedas Configuración del contenedor de ruedas Se dispondrá por tanto de un contenedor para los asientos y las patas-respaldo, otro para los travesaños y otro para las patas. Estas últimas no reciben ningún tipo de procesado en esta sección por lo que pasarán a la siguiente directamente. A continuación se muestran unas imágenes de las configuraciones de los diferentes contenedores, únicamente se ha modificado la capacidad de estos de acuerdo a las especificaciones del enunciado.

Configuración de los contenedores Configuración de los contenedores Como se ha mencionado anteriormente en las distintas máquinas, estas requieren de un tiempo de preparación distinto si se cambia de producto y cuando no. Esto se consigue por medio de la configuración de la pestaña Setup Time. Además, ocurre que también variará el tiempo de proceso por producto por lo que se introducirá una función que leerá el tipo de producto en cuestión y le aplicará el tiempo correspondiente. Configuración de la dobladora 14

Configuración de la dobladora Todos los productos que salen de la dobladora no pasaran necesa...