problemas de sistemas de produccion

1. EJERCICIOS

5. LÍNEAS DE ENSAMBLE MANUAL:
La línea de ensamble manual fue un descubrimiento importante en el crecimiento de la
industria de Estados Unidos en la primera mitad del siglo XX (Nota histórica 41.1). Aun
en la actualidad tiene importancia global en la manufactura de productos ensamblados,
incluyendo automóviles y camiones, productos electrónicos de consumo, aparatos
eléctricos, herramientas mecánicas y otros productos hechos en grandes cantidades.

6. Una línea de ensamble manual: consiste en múltiples estaciones de trabajo ordenadas
en forma secuencial en las cuales trabajadores humanos ejecutan operaciones de
ensamble, como en la figura 41.2. El procedimiento usual en una línea manual
empieza con el “lanzamiento” de una pieza base en el extremo inicial de la línea.
Con frecuencia se requiere un transportador de trabajo que contenga la pieza durante
su movimiento a lo largo de la línea. La pieza base viaja por cada una de las estaciones,
donde los trabajadores realizan tareas que construyen el producto en forma
progresiva. En cada estación se agregan componentes a la pieza base hasta que todo
el contenido de trabajo se ha terminado cuando el producto sale de la estación final.
Los procesos realizados en líneas de ensamble manual incluyen operaciones de ajuste
mecánico (capítulo 33), soldadura de puntos (sección 31.2), soldadura manual blanda
manual (sección 32.2), y juntas adhesivas (sección 32.3).

7. EJERCICIO 1.- Una línea de ensamble manual se ha planeado para un
producto cuya demanda anual es de 90 000 unidades. Se usará un
transportador de movimiento continuo con unidades de trabajo conectadas.
El tiempo de contenido del trabajo es de 55 minutos. La línea funcionará 50
semanas/año, cinco turnos/semana y ocho horas/día. Cada trabajador será
asignado a una estación de trabajo por separado. Con base en experiencias
anteriores, suponga que la eficiencia de línea es 0.95, la eficiencia de
balanceo 0.93 y el tiempo de reubicación 9 s.
Determine a) la velocidad de producción por hora para cumplir la demanda,
b) el número de trabajadores y estaciones de trabajo requeridos y
c) con propósitos de comparación, el valor mínimo ideal según está dado por
wmín en la ecuación (41.4).

8. Solución: a) La velocidad de producción horaria requerida para satisfacer la demanda
anual está dada por la ecuación (41.1):
Rp = 90 000 / 50 (5)( 8) = 45 unidades/h

9. b) Con una eficiencia de línea de 0.95, el tiempo de ciclo ideal es
Tc = (60) (0. 95) / 45 = 1.2667 min
Dado el tiempo de reubicaciónTr = 9 s = 0.15 min, el tiempo de servicio es
Ts = 1.2667 - 0.150 = 1.1167 min
La cantidad de trabajadores que se requieren para operar la línea, dada por la ecuación
(41.7),
es igual a w= Entero mínimo 55 / (1. 1167) (0 .93) =52 96 → 53 trabajadores
Suponiendo un trabajador por estación, n = 53 estaciones de trabajo

10. c) Esto se compara con el mínimo ideal dado por la ecuación (41.4):
Wmín= Entero mínimo 55/ (1 .2667) = 43. 42 → 44 trabajadores y 44 estaciones de
trabajo.
Resulta claro que el tiempo perdido debido a la reubicación y al balanceo de línea
imperfecto tiene un efecto nocivo en el diseño y operación de una línea de ensamble
manual.

11. LÍNEAS DE PRODUCCIÓN AUTOMATIZADAS:
Las líneas de ensamble manual utilizan normalmente un sistema de transferencia
mecanizado para mover las piezas entre las estaciones de trabajo, pero las estaciones
también son operadas por trabajadores. Una línea de producción automatizada consiste
en estaciones de trabajo automatizadas, conectadas a un sistema de transferencia de
piezas, cuya actuación está coordinada con la de las estaciones. En una situación ideal, no
hay trabajadores en la línea, excepto para realizar funciones auxiliares como cambiar
herramientas, cargar y descargar piezas al inicio y al final de la línea y actividades de
reparación y mantenimiento. Las líneas automatizadas modernas son sistemas
integrados que operan bajo el control de una computadora. Las operaciones realizadas
por estaciones automatizadas tienden a ser más simples que las que ejecutan personas
en líneas manuales. La razón es que las tareas más sencillas son más fáciles de
automatizar. Las operaciones que son difíciles de automatizar son las que requieren
varios pasos, así como la aplicación de juicio o capacidad sensorial humana. Las tareas
fáciles de automatizar consisten en elementos de trabajo únicos, movimientos de
funcionamiento rápido y movimientos de alimentación en línea recta, como en el
maquinado.

12. El tiempo de ciclo idealTc es el tiempo de servicio (tiempo de procesamiento) para la
estación más lenta en la línea, más el tiempo de transferencia; esto es,
Tc =Tr + Máx (Tsi) (41.9)
En la operación de una línea de transferencia, los desperfectos periódicos producen
pérdida de tiempo en toda la línea. Donde F frecuencia con la que ocurren desperfectos y
producen una detención de la línea, yTd tiempo muerto promedio por detención de la
línea. Éste incluye el tiempo para que el personal entre en acción para la reparación,
diagnostique la causa de la falla, la corrija y restablezca la línea. Con base en estas
definiciones, se puede formular la siguiente expresión para el tiempo de producción real
promedioTp :
Tp= Tc + FTd (41.10)
donde F frecuencia de tiempo muerto, detenciones de línea/ciclo; yTd tiempo muerto en
minutos por detención de línea. Así, FTd tiempo muerto promedio por cada ciclo.

13. La velocidad de producción real promedio es el recíproco deTp
Rp= 60 /Tp como se estableció previamente en la ecuación (41.2).
Resulta interesante comparar esta velocidad con la velocidad de producción ideal, dada por
Rc= 60 /Tc (41.11)
donde Rp y Rc se expresan en piezas por hora, dado queTp yTc se expresan en minutos. Con base
en esta relación, puede definirse la eficiencia de línea E para una línea de transferencia. En el
contexto de los sistemas de producción automatizada, E se refiere a la proporción de tiempo de
funcionamiento de la línea y en realidad es una medida de confiabilidad más que de eficiencia:
E = Tc /Tc + Ftd (41.12)
Ésta es la misma relación que la ecuación (41.3) anterior, dado queTp= Tc + FTd. Debe señalarse
que se aplica la misma definición de eficiencia de línea a las líneas de ensamble manual, excepto
que los desperfectos tecnológicos no son un problema en las líneas manuales (los trabajadores son
más confiables que el equipo electromecánico, al menos en el sentido que se analiza aquí).

14. Por lo general, el tiempo muerto de línea se asocia con fallas en las estaciones
individuales. Entre las razones por las que ocurre el tiempo muerto están los cambios de
herramientas programados y no programados, las averías mecánicas y eléctricas, las
fallas hidráulicas y el desgaste normal del equipo. Suponga que pi probabilidad o
frecuencia de una falla en la estación i, entonces:
(41.13)
Si se supone que todos los pi son iguales o se calcula un valor promedio de pi llamándolo
en ambos casos p, entonces:
F= np (41.14)
Estas dos ecuaciones indican claramente que la frecuencia de detenciones de línea
aumenta con la cantidad de estaciones en la línea. Establecido de otra manera, la
confiabilidad en la línea disminuye conforme se agregan estaciones.

15. Ejemplo: Línea de transferencia automatizada
Una línea de transferencia automatizada tiene 20 estaciones y un tiempo por ciclo ideal de
1.0 minutos. La probabilidad de falla en una estación es p 0.01 y el tiempo muerto
promedio cuando ocurre un desperfecto es de 10 minutos. Determine a) la velocidad
promedio de producción Rp y b) la eficiencia de línea E.
Solución:
La frecuencia de desperfectos en la línea está dada por F = pn 0.01 x 20 = 0.20.
Por lo tanto, el tiempo de producción promedio real es
Tp= 1.0 + 0.20(10) = 3.0 minutos
a) Entonces, la velocidad de producción es Rp= 60 /Tp = 60/ 3. 0 = 20 piezas/hora
Observe que es mucho menor que la velocidad de producción ideal:
R c = 60 /Tc = 60 / 1.0 = 60 piezas/hora

16. b) La eficiencia de línea se calcula como :
E= T c/Tp = 1 .0/ 3. 0 = 0.333 = ( 33.3%)
En este ejemplo se observa que, si una línea de producción opera de esta forma, pasa más
tiempo detenida que activa. Obtener altas eficiencias es un problema real en las líneas de
producción automatizada