E = mc2
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Definiciones
• Workstation (Estación de trabajo): es la colección de una o mas
maquinas o estaciones manuales que realizan (esencialmente) la
misma función. Ejemplos. Distribución por procesos vs. Distribución
por Producto.
• Part (Pieza): se define como un pedazo de materia prima, un
componente, un sub-ensamble, o un ensamble el cual ha sido
procesado en una estación de trabajo dentro de la planta. Ejemplos de
materia Prima, componente, sub-ensamble y ensambles.
• End Item (Producto final): es una pieza vendida directamente a un
cliente, independientemente que esta sea o no un ensamble.
• Consumable (Consumibles): son considerados como brocas, químicos,
gases y lubricantes que pueden ser necesarios en las estaciones de
trabajo pero que no conforman el producto final.
• Routing (Ruta): especifica la secuencia de estaciones de trabajo que
una pieza debe atravesar. Una ruta inicia en un punto de inventario de
materia prima, de componentes o de sub-ensamble y termina en un
punto de inventario intermedio o de producto final.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
¿Por qué es y son necesarias?
• Order (Orden): la orden de un cliente es el requerimiento de un cliente
de una referencia especifica, de una cantidad especifica, para ser
entregada en una fecha especifica. Una orden de compra puede
contener varias ordenes de un cliente. Dentro de una planta una orden
también puede representar la necesidad de reabastecer cierto
inventario. En un momento dado la orden de un cliente puede tener
mayor prioridad pero ambas ordenes representan la demanda colocada
sobre el sistema productivo.
• Job (Trabajo): se refiere a un conjunto de materiales físicos e
información de soporte que atraviesan una ruta. Aun cuando un
trabajo es generado por una orden, no necesariamente existe una
correspondencia entre las cantidades solicitadas. Porqué?
• Throughput (TH): se define como el output promedio de un proceso
productivo (maquina, estación de trabajo, línea, planta) por unidad de
tiempo (por ejemplo piezas por hora). A nivel de la compañía
throughput se define como la producción por unidad de tiempo
vendida. Sin embargo el encargado de la producción generalmente no
tiene control sobre lo vendido. Por tanto para una planta, línea o
estación de trabajo, se define throughput como la cantidad promedia
de productos de buena calidad producidos por unidad de tiempo.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
• Capacity (Capacidad): se refiere al throughput que limita a un proceso
de producción. En la mayoría de los casos la liberación de trabajos a
su nivel de capacidad o por encima genera inestabilidad en el sistema
(aumentando el WIP sin limites).
• Raw Material Inventory (RMI): son las entradas físicas al inicio de un
proceso de producción. Por lo general el punto de inventario al inicio
de un ruta se conoce como inventario de materia prima, aunque dicho
material ya haya sufrido algún tipo de procesamiento.
• Crib/Finished Goods Inventory (FGI): los puntos de inventario al final de
una ruta son Crib Inventory Locations o inventario de producto final.
Cuál es la diferencia?
• Work in Process (WIP): es el inventario entre los puntos de inicio y
terminación de una ruta.
• Inventory Turns: es una medida de la eficiencia con la cual se utiliza el
inventario. Generalmente, throughput esta dado en términos anuales y
el concepto significa cuantas veces el inventario fue reabastecido.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
FGI
TH
IT 
 FGIWIP
TH
IT


Para un Bodega Para una Planta
• Cycle Time (CT): se refiere al tiempo promedio desde la liberación de un
trabajo al inicio de una ruta hasta cuando el trabajo alcance un punto
de inventario al final de la ruta. Es el tiempo que una pieza permanece
como WIP. Esta definición se restringe para rutas particulares.
Porqué?
• Lead Time: el lead time de una ruta o una línea es el tiempo
adjudicado para la fabricación de una pieza sobre esa ruta o línea.
Este valor es una constante de gestión, así se puede contrastar con el
tiempo de ciclo que generalmente es aleatorio.
Para un entorno MTO, una medida de desempeño esta dada por
(Service Level):
Qué implicaciones tiene la medida anterior?
Para un entorno MTS, una medida de desempeño esta dada por (Fill
Rate) y se define como la fracción de pedidos surtidos desde el
inventario.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
 timeleadtimecycleLevelService  P
• Utilization (Utilización): se refiere a la fracción de tiempo que una
estación de trabajo esta disponible excepto el tiempo cuando no esta
trabajando por falta de piezas. Esto incluye la fracción de tiempo que
la estación de trabajo esta procesando piezas o que tiene piezas en
espera pero no las puede procesar por fallas en el equipo, por
alistamiento o por causa de otro distractor. Se determina así:
donde el effective production rate se define como la tasa promedia
máxima a la cual la estación de trabajo puede procesar piezas,
teniendo en cuenta los efectos de fallas, alistamientos y cualquier otros
distractor de interés en el periodo de planeación.
En otras palabras lo anterior significa que no solo tenemos en cuenta el
uptime de una estación de trabajo sino todo el tiempo que ese recurso
tiene piezas en espera pero no puede procesar por ineficiencias
(nuestras) del sistema.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
RateProductionEffective
RateArrival
nUtilizatio
Parámetros
• Bottleneck Rate (rb): el bottleneck rate de una línea esta determinado
por la tasa (piezas por unidad de tiempo o trabajos por unidad de
tiempo) de la estación de trabajo que tenga la utilización mas alta en el
largo plazo. Qué consideraciones debemos tener en cuenta con el
“largo plazo”? La estación de trabajo mas lenta siempre es el
bottleneck?
• Raw Process Time (T0): el raw process time de una línea se define
como la suma de los tiempos de procesamiento promedio a largo plazo
de cada estación de trabajo en la línea. También se entiende como el
tiempo promedio que se toma un trabajo en atravesar una línea vacía
(no tiene que esperar detrás de otros trabajos).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Parámetros son descriptores numéricos de cualquier proceso de
manufactura, por tal razón varían de una planta a otra. Los siguientes
parámetros son muy útiles para describir una línea (ruta) individual.
Parámetros (Cont.)
• Critical WIP (W0): el critical WIP, es el nivel de WIP para el cual una
línea con unos valores dados de rb y T0 (sin variabilidad) alcanza su
máximo throughput(rb) con un cycle time(T0) mínimo. Este parámetro
se determina con la siguiente relación:
Fundamentos de Dinámica
de Planta
00 TrW b
Ejemplos – Penny Fab One
Parámetros de Penny Fab One:
• Bottleneck Rate (rb):
• Raw Process Time (T0):
• Critical WIP (W0):
Porqué?
Fundamentos de Dinámica
de Planta
penniesTrW b 485.000 
horaporpenny0.5br
horas80 T
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 0 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 2 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 4 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 6 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 8 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 10 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 12 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 14 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 16 horas
Penny Fab One - BC (WIP=1).
WIP CT %T0 TH %rb THxCT
1 8 100 0.125 25 1
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 0 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 2 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 4 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 6 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 8 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 10 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 12 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 14 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 16 horas
Penny Fab One - BC (WIP=2).
WIP CT %T0 TH %rb THxCT
1 8 100 0.125 25 1
2 8 100 0.250 50 2
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 0 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 2 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 4 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 6 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 8 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 10 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 12 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 14 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 16 horas
Penny Fab One - BC (WIP=3).
WIP CT %T0 TH %rb THxCT
1 8 100 0.125 25 1
2 8 100 0.250 50 2
3 8 100 0.375 75 3
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 0 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 2 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 4 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 6 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 8 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 10 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 12 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 14 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 16 horas
Penny Fab One - BC (WIP=4).
WIP CT %T0 TH %rb THxCT
1 8 100 0.125 25 1
2 8 100 0.250 50 2
3 8 100 0.375 75 3
4 8 100 0.500 100 4
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 0 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 2 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 4 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 6 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 8 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 10 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 12 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 14 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 16 horas
Penny Fab One - BC (WIP=7).
WIP CT %T0 TH %rb THxCT
1 8 100 0.125 25 1
2 8 100 0.250 50 2
3 8 100 0.375 75 3
4 8 100 0.500 100 4
7 14 175 0.500 100 7
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 0 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 2 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 4 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 6 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 8 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 10 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 12 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 14 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tiempo = 16 horas
Penny Fab One - BC (WIP=10).
WIP CT %T0 TH %rb THxCT
1 8 100 0.125 25 1
2 8 100 0.250 50 2
3 8 100 0.375 75 3
4 8 100 0.500 100 4
7 14 175 0.500 100 7
10 20 250 0.500 100 10
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – BC: TH vs. WIP
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
WIP
TH
A medida que aumenta el WIP, throughput
(TH) aumenta hasta llegar al WIP critico
(W0). De ahí en adelante el throughput se
nivela y no vuelve a cambiar.
BUENO o MALO?
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – BC: CT vs. WIP
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
WIP
CT Una vez superado el WIP critico, el tiempo
de ciclo del proceso (CT) aumentara sin
limites. Lo que quiere decir que un
producto tendrá que esperar mas de lo
necesario en la planta.
BUENO o MALO?
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – BC: Conclusiones
Little’s Law (Ley de Little): Establece una importante relación entre
el WIP, el Tiempo de Ciclo (CT) y el Throughput (TH). Al observar la
tabla de resultados de Penny Fab One – BC, se tiene que cada nivel
de WIP se puede obtener del producto entre Throughput y el Tiempo
de Ciclo. Esta relación es la primera de ley de Factory Physics y se
determina así:
CTTHWIP 
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – BC: Conclusiones
En el caso de líneas perfectas sin variabilidad, las siguientes
expresiones nos permiten determinar el throughput máximo y el
tiempo de ciclo mínimo para un nivel de WIP dado y con parámetros
del sistema rb y T0. Las siguientes ecuaciones corresponden a la
segunda ley de Factory Physics.
Law (Best Case Performance): El tiempo de ciclo mínimo para un
nivel de WIP w esta dado por
00 WwsiT 
CTbest =
contrariolode
r
w
b
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – BC: Conclusiones
Law (Best Case Performance): El throughput máximo para un nivel
de WIP w esta dado por
0
0
Wwsi
T
w

THbest =
contrarioloderb
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tarea (Calificable):
Simular la operación de Penny Fab One mediante un modelo en
ProModel. Dicho modelo debe ser parametrizado, permitiendo así
simular la línea con diferentes valores de WIP.
Una vez tengan el modelo funcionando correctamente validen la Ley
de Little, la Tabla 7.3 y la Figura 7.4 contenidas en la pagina 224.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Worst Case Performance
El objetivo de este ejercicio es el de establecer un rango de posibles
comportamientos para una línea y en el caso de que estos se alejen
del mejor desempeño entonces de puede concluir que la línea tiene
serios problemas o tomándolo de otra manera tiene muchas
oportunidades de mejoramiento.
Para ayudar a construir este rango de posibles comportamientos se
considera el caso de una línea con el peor desempeño posible, este
sería el caso donde tendríamos el tiempo de ciclo máximo y el
throughput mínimo para unos parámetros del sistema rb y T0 dados.
Para facilitar este desarrollo debemos recordar que deseamos
mantener un nivel constante de trabajo en la línea en todo
momento. En otras palabras, cuando un trabajo es terminado otro
es iniciado inmediatamente. Una forma de lograr esto es mediante
el uso de estibas como medio de transporte a través de la línea. Lo
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Worst Case Performance
que es equivalente en pensar que cuando un trabajo es terminado
este es retirado de la estiba y esta se devuelve al inicio de la línea
para transportar un nuevo trabajo. El resultado es que el nivel de
WIP en la línea es equivalente al numero fijo de estibas en el
sistema.
Imagínese el mundo perfecto (PF1-BCP), esto sería lo equivalente a
si usted estuviera montando en la estiba y el WIP de la línea fuera
igual al WIP critico. Cada vez que usted arribe a una de las
estaciones de trabajo esta puede empezar a procesar
inmediatamente. Esto es posible porque no hay tiempos de espera
(colas), lo cual da como resultado que la línea logre un tiempo de
ciclo mínimo, ósea T0.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Worst Case Performance
Para obtener el tiempo de ciclo mas largo posible para este sistema
es necesario de alguna manera aumentar el tiempo de espera sin
cambiar el tiempo promedio de procesamiento, de lo contrario
cambiaríamos rb y T0. Por qué?
Consideremos lo siguiente, supongamos que usted esta montado en
la estiba numero 4 en la nueva configuración de PF1 (con 4
estibas). Sin embargo, ahora todos los trabajos no se demoran 2
horas en procesarse en cada estación de trabajo, supongamos que
los trabajo sobre la estiba 1 requieren 8 horas de procesamiento,
mientras que los trabajos sobre las estibas 2, 3, y 4 requieren cero
(0) horas. Dando como resultado un tiempo de procesamiento en
cada estación de:
Horas2
4
0008

 Todo OK?
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Worst Case Performance
Este resultado del tiempo promedio de procesamiento es igual que
en PF1-BC, así manteniendo rb = 0.5 y T0 = 8 horas. Las
condiciones anteriores nos dan el tiempo de espera máximo, así
creando el peor de los casos.
El tiempo de ciclo para este sistema sería:
Horas32.4
.
.8
aigual
Horas328888


est
est
hr
Aplicando la Ley de Little obtenemos el throughput (TH) del sistema,
así:
horaportrabajos
1
o
8
1
32
4
0TCT
WIP
TH 
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – WCP (WIP=4)
Tiempo = 0 horas
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – WCP (WIP=4)
Tiempo = 8 horas
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – WCP (WIP=4)
Tiempo = 16 horas
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – WCP (WIP=4)
Tiempo = 24 horas
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – WCP (WIP=4)
Tiempo = 32 horas
“OJO”
CT = 32 hours = 8+8+8+8 = 4 8 = wT0
TH = 4/32 = 1/8 = 1/T0
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – WCP: TH vs. WIP
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
WIP
TH
Best Case
Worst Case
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – WCP: CT vs. WIP
0
4
8
12
16
20
24
28
32
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
WIP
CT
Best Case
Worst Case
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Worst Case Performance
Resumiendo los resultados anteriores obtenemos la siguiente ley de
Factory Physics:
Law (Worst Case Performance): El peor tiempo de ciclo para un nivel
de WIP w esta dado por
0wTCTworst 
Law (Worst Case Performance): El peor throughput para un nivel de
WIP w esta dado por
0
1
T
THworst 
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
Si nos fijamos en el mundo real no existen muchas plantas que se
comporten como el mejor o el peor caso. Por lo tanto para entender
mejor el comportamiento de estos dos extremos es una buena idea
considerar el caso intermedio. Este caso se conocerá como el Peor
Caso Practico y a diferencia con los dos casos anteriores involucra
cierto grado de aleatoriedad.
Pero antes de entrar a describir las condiciones de operación de
este nuevo caso es necesario definir el concepto de “system state”.
El estado de un sistema es una descripción completa de los
trabajos en todas las estaciones; cuantos trabajos hay y que tanto
tiempo llevan en el proceso. Para esta descripción se usara un
vector con el numero de elementos igual al numero de estaciones
de trabajo sobre la línea. La siguiente tabla sería una descripción
de una línea con cuatro estaciones de trabajo.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
State Vector State Vector
1 (3,0,0,0) 11 (1,0,2,0)
2 (0,3,0,0) 12 (0,1,2,0)
3 (0,0,3,0) 13 (0,0,2,1)
4 (0,0,0,3) 14 (1,0,0,2)
5 (2,1,0,0) 15 (0,1,0,2)
6 (2,0,1,0) 16 (0,0,1,2)
7 (2,0,0,1) 17 (1,1,1,0)
8 (1,2,0,0) 18 (1,1,0,1)
9 (0,2,1,0) 19 (1,0,1,1)
10 (0,2,0,1) 20 (0,1,1,1)
Peor Caso
Mejor Caso
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
Para el caso nuevo que vamos a considerar necesitamos
asegurarnos que cada uno de los posibles estados del sistema
tengan igual probabilidad de suceder, así logrando el escenario con
mayor aleatoriedad. Lo anterior se logra al cumplir las siguientes
tres condiciones:
• La línea debe estar balanceada (todas las estaciones de trabajo
deben tener los mismos tiempos promedio de proceso).
• Todas las estaciones de trabajo deben estar conformadas por una
sola maquina.
• Los tiempos de procesamiento deben ser aleatorios y representados
según una distribución de probabilidad especifica, la distribución
exponencial. En que consiste la propiedad de perdida de memoria
de esta distribución?
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
Ahora si para entender como funcionaría este sistema situémonos
de igual manera como en el peor case sobre una estiba a medida
que esta va transitando de estación en estación en la línea.
En este caso supongamos que la línea esta compuesta de N
estaciones (maquinas únicas) de trabajo, cada una con un tiempo
promedio de procesamiento de t, y con un nivel w fijo de trabajos
sobre la línea. Dando como resultado un raw process time T0 igual
a Nt, y un bottleneck rate rb de la línea igual a 1 sobre t.
Como las tres condiciones ya mencionadas garantizan la
probabilidad de cualquier de los estados tienen la misma
probabilidad de ocurrir, usted desde su estiba esperaría ver en
promedio (w-1) trabajos distribuidos equitativamente entre las N
estaciones que componen la línea. El numero esperado de trabajos
adelante de usted en el momento de su arribo seria:
 
N
w 1
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
De lo anterior obtenemos la siguiente relación:
t
N
w
tt
N
w





 





1
1
1
su trabajodeTiempotrabajootroslosdeTiempoestaciónunaenpromedioTiempo
Teniendo el tiempo promedio en una estación y como se asume que
todas las estaciones son idénticas podemos determinar el tiempo
promedio de ciclo de la siguiente manera:
 
br
w
T
twNt
t
N
w
NCT
1
1
1
1
0








 

Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
Ahora solo se trata de aplicar la Ley de Little para determinar el
throughput, entonces:
 
 
b
bb
b
r
wW
w
rwrW
w
rwT
w
CT
WIP
TH
1
1
1
0
0
0







Fundamentos de Dinámica
de Planta
Del desarrollo anterior obtenemos la definición del desempeño del
peor case practico.
Definition (Practical Worst Case Performance): Para el peor caso
practico (PWC) el tiempo de ciclo para un nivel de WIP w esta dado
por
b
PWC
r
w
TCT
1
0

 
El throughput para el peor caso practico para un nivel de WIP w esta
dado por
bPWC r
wW
w
TH
10 

Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
Intuitivamente que nos permite concluir la definición anterior?
Lograr throughput cerca de la capacidad de sistemas con alta
variabilidad requiere de altos niveles de WIP, asegurando así una
alta utilización de los recursos. La desventaja es que tambien
implica gran cantidad de tiempo de espera, lo que equivale a altos
tiempos de ciclo.
Por qué el PWC nos brinda un benchmark interno?
Si logramos obtener información de dos de los tres parámetros que
componen la Ley de Little podemos situar a una organización entre
el peor caso y el peor caso practico o entre el mejor caso y el peor
caso practico. Dependiendo de donde se sitúe, existirá mas o
menos oportunidades de mejoramiento.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – PWCP: TH vs. WIP
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
WIP
TH
Best Case
Worst Case
PWCGood (lean)
Bad (fat)
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab One – PWCP: CT vs. WIP
0
4
8
12
16
20
24
28
32
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
WIP
CT
Best Case
Worst Case
PWC
Bad (fat)
Good
(lean)
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two
Ahora se va a considera un sistema mas complejo, el cual
representa una línea desbalanceada y con estación compuestas por
múltiples maquinas. El sistema sigue fabricando pennies gigantes a
través de los mismos cuatro procesos. La diferencia radica en que
cada estación de trabajo puede tener un numero diferente de
maquinas y de tiempos de procesamiento. Esto se puede ver en la
siguiente tabla:
Número de la
Estación
Número de
Maquinas/Estación
Tiempo de
Proceso(hora)
Capacidad x
Estación(Trab./hr.)
1 1 2 0.50=(1/2) x 1
2 2 5 0.40=(1/5) x 2
3 6 10 0.60=(1/10) x 6
4 2 3 0.67=(1/3) x 2
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two
Bajo estas nuevas condiciones la estación de trabajo cuello de
botella es la No. 2 y su rb correspondiente es 0.4 pennies por hora.
El raw process time T0 sigue siendo la suma de los tiempos de
procesamiento, dando como resultado 20 horas. Finalmente, el
calculo del “critical WIP” W0 sigue siendo determinando como el
producto de rb por T0, ósea 8 pennies.
A continuación hemos gráficamente como seria el funcionamiento
de Penny Fab 2.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two
10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
Estación
No.1
Estación
No.2
Estación
No.3
Estación
No.4
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
2
Tiempo=0
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=2 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
4
7
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=4 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
6
7
9
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=6 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
8
7
9
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=7 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
8
12
9
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=8 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
10
12
9
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=9 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
10
12
14
17
19
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=10 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
12
12
14
17
19
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=12 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
14
17
14
17
19
22
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=14 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
16
17
19
17
19
22
24
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=16 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
17
19
17
19
22
24
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=17 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
22
19
27
19
22
24
20
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=19 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
22
24
27
29
22
24
20
22
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=20 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
22
24
27
29
22
24 22
22
Observe: un trabajo nuevo
arriba a la estación cuello
de botella justo antes de
que se quede sin trabajo.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=22 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
27
24
27
29
32
24
25
24
Observe: un trabajo nuevo
arriba a la estación cuello
de botella justo antes de
que se quede sin trabajo.
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Penny Fab Two (WIP=8)
Tiempo=24 10 hr
2 hr
5 hr 3 hr
27
29
27
29
32
34
25
27
Fundamentos de Dinámica
de Planta
Tarea No.2 (Calificable):
Simular la operación de Penny Fab One para ambos casos, Peor
Caso y Peor Caso Practico mediante un modelo en ProModel.
Dichos modelos deben ser parametrizado, permitiendo así simular
la línea con diferentes valores de WIP.
Simular la operación de Penny Fab Two mediante un modelo en
ProModel. Dicho modelo debe ser parametrizado, permitiendo así
simular la línea con diferentes valores de WIP.
Una vez tengan los modelos funcionando correctamente validen que
la Ley de Little se cumpla en cada uno de los tres casos.

Factory Physics Parte 7

  • 1.
    E = mc2 Fundamentosde Dinámica de Planta
  • 2.
    Definiciones • Workstation (Estaciónde trabajo): es la colección de una o mas maquinas o estaciones manuales que realizan (esencialmente) la misma función. Ejemplos. Distribución por procesos vs. Distribución por Producto. • Part (Pieza): se define como un pedazo de materia prima, un componente, un sub-ensamble, o un ensamble el cual ha sido procesado en una estación de trabajo dentro de la planta. Ejemplos de materia Prima, componente, sub-ensamble y ensambles. • End Item (Producto final): es una pieza vendida directamente a un cliente, independientemente que esta sea o no un ensamble. • Consumable (Consumibles): son considerados como brocas, químicos, gases y lubricantes que pueden ser necesarios en las estaciones de trabajo pero que no conforman el producto final. • Routing (Ruta): especifica la secuencia de estaciones de trabajo que una pieza debe atravesar. Una ruta inicia en un punto de inventario de materia prima, de componentes o de sub-ensamble y termina en un punto de inventario intermedio o de producto final. Fundamentos de Dinámica de Planta ¿Por qué es y son necesarias?
  • 3.
    • Order (Orden):la orden de un cliente es el requerimiento de un cliente de una referencia especifica, de una cantidad especifica, para ser entregada en una fecha especifica. Una orden de compra puede contener varias ordenes de un cliente. Dentro de una planta una orden también puede representar la necesidad de reabastecer cierto inventario. En un momento dado la orden de un cliente puede tener mayor prioridad pero ambas ordenes representan la demanda colocada sobre el sistema productivo. • Job (Trabajo): se refiere a un conjunto de materiales físicos e información de soporte que atraviesan una ruta. Aun cuando un trabajo es generado por una orden, no necesariamente existe una correspondencia entre las cantidades solicitadas. Porqué? • Throughput (TH): se define como el output promedio de un proceso productivo (maquina, estación de trabajo, línea, planta) por unidad de tiempo (por ejemplo piezas por hora). A nivel de la compañía throughput se define como la producción por unidad de tiempo vendida. Sin embargo el encargado de la producción generalmente no tiene control sobre lo vendido. Por tanto para una planta, línea o estación de trabajo, se define throughput como la cantidad promedia de productos de buena calidad producidos por unidad de tiempo. Fundamentos de Dinámica de Planta
  • 4.
    • Capacity (Capacidad):se refiere al throughput que limita a un proceso de producción. En la mayoría de los casos la liberación de trabajos a su nivel de capacidad o por encima genera inestabilidad en el sistema (aumentando el WIP sin limites). • Raw Material Inventory (RMI): son las entradas físicas al inicio de un proceso de producción. Por lo general el punto de inventario al inicio de un ruta se conoce como inventario de materia prima, aunque dicho material ya haya sufrido algún tipo de procesamiento. • Crib/Finished Goods Inventory (FGI): los puntos de inventario al final de una ruta son Crib Inventory Locations o inventario de producto final. Cuál es la diferencia? • Work in Process (WIP): es el inventario entre los puntos de inicio y terminación de una ruta. • Inventory Turns: es una medida de la eficiencia con la cual se utiliza el inventario. Generalmente, throughput esta dado en términos anuales y el concepto significa cuantas veces el inventario fue reabastecido. Fundamentos de Dinámica de Planta FGI TH IT   FGIWIP TH IT   Para un Bodega Para una Planta
  • 5.
    • Cycle Time(CT): se refiere al tiempo promedio desde la liberación de un trabajo al inicio de una ruta hasta cuando el trabajo alcance un punto de inventario al final de la ruta. Es el tiempo que una pieza permanece como WIP. Esta definición se restringe para rutas particulares. Porqué? • Lead Time: el lead time de una ruta o una línea es el tiempo adjudicado para la fabricación de una pieza sobre esa ruta o línea. Este valor es una constante de gestión, así se puede contrastar con el tiempo de ciclo que generalmente es aleatorio. Para un entorno MTO, una medida de desempeño esta dada por (Service Level): Qué implicaciones tiene la medida anterior? Para un entorno MTS, una medida de desempeño esta dada por (Fill Rate) y se define como la fracción de pedidos surtidos desde el inventario. Fundamentos de Dinámica de Planta  timeleadtimecycleLevelService  P
  • 6.
    • Utilization (Utilización):se refiere a la fracción de tiempo que una estación de trabajo esta disponible excepto el tiempo cuando no esta trabajando por falta de piezas. Esto incluye la fracción de tiempo que la estación de trabajo esta procesando piezas o que tiene piezas en espera pero no las puede procesar por fallas en el equipo, por alistamiento o por causa de otro distractor. Se determina así: donde el effective production rate se define como la tasa promedia máxima a la cual la estación de trabajo puede procesar piezas, teniendo en cuenta los efectos de fallas, alistamientos y cualquier otros distractor de interés en el periodo de planeación. En otras palabras lo anterior significa que no solo tenemos en cuenta el uptime de una estación de trabajo sino todo el tiempo que ese recurso tiene piezas en espera pero no puede procesar por ineficiencias (nuestras) del sistema. Fundamentos de Dinámica de Planta RateProductionEffective RateArrival nUtilizatio
  • 7.
    Parámetros • Bottleneck Rate(rb): el bottleneck rate de una línea esta determinado por la tasa (piezas por unidad de tiempo o trabajos por unidad de tiempo) de la estación de trabajo que tenga la utilización mas alta en el largo plazo. Qué consideraciones debemos tener en cuenta con el “largo plazo”? La estación de trabajo mas lenta siempre es el bottleneck? • Raw Process Time (T0): el raw process time de una línea se define como la suma de los tiempos de procesamiento promedio a largo plazo de cada estación de trabajo en la línea. También se entiende como el tiempo promedio que se toma un trabajo en atravesar una línea vacía (no tiene que esperar detrás de otros trabajos). Fundamentos de Dinámica de Planta Parámetros son descriptores numéricos de cualquier proceso de manufactura, por tal razón varían de una planta a otra. Los siguientes parámetros son muy útiles para describir una línea (ruta) individual.
  • 8.
    Parámetros (Cont.) • CriticalWIP (W0): el critical WIP, es el nivel de WIP para el cual una línea con unos valores dados de rb y T0 (sin variabilidad) alcanza su máximo throughput(rb) con un cycle time(T0) mínimo. Este parámetro se determina con la siguiente relación: Fundamentos de Dinámica de Planta 00 TrW b
  • 9.
    Ejemplos – PennyFab One Parámetros de Penny Fab One: • Bottleneck Rate (rb): • Raw Process Time (T0): • Critical WIP (W0): Porqué? Fundamentos de Dinámica de Planta penniesTrW b 485.000  horaporpenny0.5br horas80 T
  • 10.
    Penny Fab One- BC (WIP=1). Fundamentos de Dinámica de Planta
  • 11.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 0 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 12.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 2 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 13.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 4 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 14.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 6 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 15.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 8 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 16.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 10 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 17.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 12 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 18.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 14 horas Penny Fab One - BC (WIP=1).
  • 19.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 16 horas Penny Fab One - BC (WIP=1). WIP CT %T0 TH %rb THxCT 1 8 100 0.125 25 1
  • 20.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 0 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 21.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 2 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 22.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 4 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 23.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 6 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 24.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 8 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 25.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 10 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 26.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 12 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 27.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 14 horas Penny Fab One - BC (WIP=2).
  • 28.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 16 horas Penny Fab One - BC (WIP=2). WIP CT %T0 TH %rb THxCT 1 8 100 0.125 25 1 2 8 100 0.250 50 2
  • 29.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 0 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 30.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 2 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 31.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 4 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 32.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 6 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 33.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 8 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 34.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 10 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 35.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 12 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 36.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 14 horas Penny Fab One - BC (WIP=3).
  • 37.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 16 horas Penny Fab One - BC (WIP=3). WIP CT %T0 TH %rb THxCT 1 8 100 0.125 25 1 2 8 100 0.250 50 2 3 8 100 0.375 75 3
  • 38.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 0 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 39.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 2 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 40.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 4 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 41.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 6 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 42.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 8 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 43.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 10 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 44.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 12 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 45.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 14 horas Penny Fab One - BC (WIP=4).
  • 46.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 16 horas Penny Fab One - BC (WIP=4). WIP CT %T0 TH %rb THxCT 1 8 100 0.125 25 1 2 8 100 0.250 50 2 3 8 100 0.375 75 3 4 8 100 0.500 100 4
  • 47.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 0 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 48.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 2 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 49.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 4 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 50.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 6 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 51.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 8 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 52.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 10 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 53.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 12 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 54.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 14 horas Penny Fab One - BC (WIP=7).
  • 55.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 16 horas Penny Fab One - BC (WIP=7). WIP CT %T0 TH %rb THxCT 1 8 100 0.125 25 1 2 8 100 0.250 50 2 3 8 100 0.375 75 3 4 8 100 0.500 100 4 7 14 175 0.500 100 7
  • 56.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 0 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 57.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 2 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 58.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 4 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 59.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 6 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 60.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 8 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 61.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 10 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 62.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 12 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 63.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 14 horas Penny Fab One - BC (WIP=10).
  • 64.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tiempo = 16 horas Penny Fab One - BC (WIP=10). WIP CT %T0 TH %rb THxCT 1 8 100 0.125 25 1 2 8 100 0.250 50 2 3 8 100 0.375 75 3 4 8 100 0.500 100 4 7 14 175 0.500 100 7 10 20 250 0.500 100 10
  • 65.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – BC: TH vs. WIP 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WIP TH A medida que aumenta el WIP, throughput (TH) aumenta hasta llegar al WIP critico (W0). De ahí en adelante el throughput se nivela y no vuelve a cambiar. BUENO o MALO?
  • 66.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – BC: CT vs. WIP 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WIP CT Una vez superado el WIP critico, el tiempo de ciclo del proceso (CT) aumentara sin limites. Lo que quiere decir que un producto tendrá que esperar mas de lo necesario en la planta. BUENO o MALO?
  • 67.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – BC: Conclusiones Little’s Law (Ley de Little): Establece una importante relación entre el WIP, el Tiempo de Ciclo (CT) y el Throughput (TH). Al observar la tabla de resultados de Penny Fab One – BC, se tiene que cada nivel de WIP se puede obtener del producto entre Throughput y el Tiempo de Ciclo. Esta relación es la primera de ley de Factory Physics y se determina así: CTTHWIP 
  • 68.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – BC: Conclusiones En el caso de líneas perfectas sin variabilidad, las siguientes expresiones nos permiten determinar el throughput máximo y el tiempo de ciclo mínimo para un nivel de WIP dado y con parámetros del sistema rb y T0. Las siguientes ecuaciones corresponden a la segunda ley de Factory Physics. Law (Best Case Performance): El tiempo de ciclo mínimo para un nivel de WIP w esta dado por 00 WwsiT  CTbest = contrariolode r w b
  • 69.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – BC: Conclusiones Law (Best Case Performance): El throughput máximo para un nivel de WIP w esta dado por 0 0 Wwsi T w  THbest = contrarioloderb
  • 70.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tarea (Calificable): Simular la operación de Penny Fab One mediante un modelo en ProModel. Dicho modelo debe ser parametrizado, permitiendo así simular la línea con diferentes valores de WIP. Una vez tengan el modelo funcionando correctamente validen la Ley de Little, la Tabla 7.3 y la Figura 7.4 contenidas en la pagina 224.
  • 71.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Worst Case Performance El objetivo de este ejercicio es el de establecer un rango de posibles comportamientos para una línea y en el caso de que estos se alejen del mejor desempeño entonces de puede concluir que la línea tiene serios problemas o tomándolo de otra manera tiene muchas oportunidades de mejoramiento. Para ayudar a construir este rango de posibles comportamientos se considera el caso de una línea con el peor desempeño posible, este sería el caso donde tendríamos el tiempo de ciclo máximo y el throughput mínimo para unos parámetros del sistema rb y T0 dados. Para facilitar este desarrollo debemos recordar que deseamos mantener un nivel constante de trabajo en la línea en todo momento. En otras palabras, cuando un trabajo es terminado otro es iniciado inmediatamente. Una forma de lograr esto es mediante el uso de estibas como medio de transporte a través de la línea. Lo
  • 72.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Worst Case Performance que es equivalente en pensar que cuando un trabajo es terminado este es retirado de la estiba y esta se devuelve al inicio de la línea para transportar un nuevo trabajo. El resultado es que el nivel de WIP en la línea es equivalente al numero fijo de estibas en el sistema. Imagínese el mundo perfecto (PF1-BCP), esto sería lo equivalente a si usted estuviera montando en la estiba y el WIP de la línea fuera igual al WIP critico. Cada vez que usted arribe a una de las estaciones de trabajo esta puede empezar a procesar inmediatamente. Esto es posible porque no hay tiempos de espera (colas), lo cual da como resultado que la línea logre un tiempo de ciclo mínimo, ósea T0.
  • 73.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Worst Case Performance Para obtener el tiempo de ciclo mas largo posible para este sistema es necesario de alguna manera aumentar el tiempo de espera sin cambiar el tiempo promedio de procesamiento, de lo contrario cambiaríamos rb y T0. Por qué? Consideremos lo siguiente, supongamos que usted esta montado en la estiba numero 4 en la nueva configuración de PF1 (con 4 estibas). Sin embargo, ahora todos los trabajos no se demoran 2 horas en procesarse en cada estación de trabajo, supongamos que los trabajo sobre la estiba 1 requieren 8 horas de procesamiento, mientras que los trabajos sobre las estibas 2, 3, y 4 requieren cero (0) horas. Dando como resultado un tiempo de procesamiento en cada estación de: Horas2 4 0008   Todo OK?
  • 74.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Worst Case Performance Este resultado del tiempo promedio de procesamiento es igual que en PF1-BC, así manteniendo rb = 0.5 y T0 = 8 horas. Las condiciones anteriores nos dan el tiempo de espera máximo, así creando el peor de los casos. El tiempo de ciclo para este sistema sería: Horas32.4 . .8 aigual Horas328888   est est hr Aplicando la Ley de Little obtenemos el throughput (TH) del sistema, así: horaportrabajos 1 o 8 1 32 4 0TCT WIP TH 
  • 75.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – WCP (WIP=4) Tiempo = 0 horas
  • 76.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – WCP (WIP=4) Tiempo = 8 horas
  • 77.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – WCP (WIP=4) Tiempo = 16 horas
  • 78.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – WCP (WIP=4) Tiempo = 24 horas
  • 79.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – WCP (WIP=4) Tiempo = 32 horas “OJO” CT = 32 hours = 8+8+8+8 = 4 8 = wT0 TH = 4/32 = 1/8 = 1/T0
  • 80.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – WCP: TH vs. WIP 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WIP TH Best Case Worst Case
  • 81.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – WCP: CT vs. WIP 0 4 8 12 16 20 24 28 32 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WIP CT Best Case Worst Case
  • 82.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Worst Case Performance Resumiendo los resultados anteriores obtenemos la siguiente ley de Factory Physics: Law (Worst Case Performance): El peor tiempo de ciclo para un nivel de WIP w esta dado por 0wTCTworst  Law (Worst Case Performance): El peor throughput para un nivel de WIP w esta dado por 0 1 T THworst 
  • 83.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Practical Worst Case Performance Si nos fijamos en el mundo real no existen muchas plantas que se comporten como el mejor o el peor caso. Por lo tanto para entender mejor el comportamiento de estos dos extremos es una buena idea considerar el caso intermedio. Este caso se conocerá como el Peor Caso Practico y a diferencia con los dos casos anteriores involucra cierto grado de aleatoriedad. Pero antes de entrar a describir las condiciones de operación de este nuevo caso es necesario definir el concepto de “system state”. El estado de un sistema es una descripción completa de los trabajos en todas las estaciones; cuantos trabajos hay y que tanto tiempo llevan en el proceso. Para esta descripción se usara un vector con el numero de elementos igual al numero de estaciones de trabajo sobre la línea. La siguiente tabla sería una descripción de una línea con cuatro estaciones de trabajo.
  • 84.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Practical Worst Case Performance State Vector State Vector 1 (3,0,0,0) 11 (1,0,2,0) 2 (0,3,0,0) 12 (0,1,2,0) 3 (0,0,3,0) 13 (0,0,2,1) 4 (0,0,0,3) 14 (1,0,0,2) 5 (2,1,0,0) 15 (0,1,0,2) 6 (2,0,1,0) 16 (0,0,1,2) 7 (2,0,0,1) 17 (1,1,1,0) 8 (1,2,0,0) 18 (1,1,0,1) 9 (0,2,1,0) 19 (1,0,1,1) 10 (0,2,0,1) 20 (0,1,1,1) Peor Caso Mejor Caso
  • 85.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Practical Worst Case Performance Para el caso nuevo que vamos a considerar necesitamos asegurarnos que cada uno de los posibles estados del sistema tengan igual probabilidad de suceder, así logrando el escenario con mayor aleatoriedad. Lo anterior se logra al cumplir las siguientes tres condiciones: • La línea debe estar balanceada (todas las estaciones de trabajo deben tener los mismos tiempos promedio de proceso). • Todas las estaciones de trabajo deben estar conformadas por una sola maquina. • Los tiempos de procesamiento deben ser aleatorios y representados según una distribución de probabilidad especifica, la distribución exponencial. En que consiste la propiedad de perdida de memoria de esta distribución?
  • 86.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Practical Worst Case Performance Ahora si para entender como funcionaría este sistema situémonos de igual manera como en el peor case sobre una estiba a medida que esta va transitando de estación en estación en la línea. En este caso supongamos que la línea esta compuesta de N estaciones (maquinas únicas) de trabajo, cada una con un tiempo promedio de procesamiento de t, y con un nivel w fijo de trabajos sobre la línea. Dando como resultado un raw process time T0 igual a Nt, y un bottleneck rate rb de la línea igual a 1 sobre t. Como las tres condiciones ya mencionadas garantizan la probabilidad de cualquier de los estados tienen la misma probabilidad de ocurrir, usted desde su estiba esperaría ver en promedio (w-1) trabajos distribuidos equitativamente entre las N estaciones que componen la línea. El numero esperado de trabajos adelante de usted en el momento de su arribo seria:   N w 1
  • 87.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Practical Worst Case Performance De lo anterior obtenemos la siguiente relación: t N w tt N w             1 1 1 su trabajodeTiempotrabajootroslosdeTiempoestaciónunaenpromedioTiempo Teniendo el tiempo promedio en una estación y como se asume que todas las estaciones son idénticas podemos determinar el tiempo promedio de ciclo de la siguiente manera:   br w T twNt t N w NCT 1 1 1 1 0           
  • 88.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Practical Worst Case Performance Ahora solo se trata de aplicar la Ley de Little para determinar el throughput, entonces:     b bb b r wW w rwrW w rwT w CT WIP TH 1 1 1 0 0 0       
  • 89.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Del desarrollo anterior obtenemos la definición del desempeño del peor case practico. Definition (Practical Worst Case Performance): Para el peor caso practico (PWC) el tiempo de ciclo para un nivel de WIP w esta dado por b PWC r w TCT 1 0    El throughput para el peor caso practico para un nivel de WIP w esta dado por bPWC r wW w TH 10   Penny Fab One – Practical Worst Case Performance
  • 90.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – Practical Worst Case Performance Intuitivamente que nos permite concluir la definición anterior? Lograr throughput cerca de la capacidad de sistemas con alta variabilidad requiere de altos niveles de WIP, asegurando así una alta utilización de los recursos. La desventaja es que tambien implica gran cantidad de tiempo de espera, lo que equivale a altos tiempos de ciclo. Por qué el PWC nos brinda un benchmark interno? Si logramos obtener información de dos de los tres parámetros que componen la Ley de Little podemos situar a una organización entre el peor caso y el peor caso practico o entre el mejor caso y el peor caso practico. Dependiendo de donde se sitúe, existirá mas o menos oportunidades de mejoramiento.
  • 91.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – PWCP: TH vs. WIP 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WIP TH Best Case Worst Case PWCGood (lean) Bad (fat)
  • 92.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab One – PWCP: CT vs. WIP 0 4 8 12 16 20 24 28 32 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WIP CT Best Case Worst Case PWC Bad (fat) Good (lean)
  • 93.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two Ahora se va a considera un sistema mas complejo, el cual representa una línea desbalanceada y con estación compuestas por múltiples maquinas. El sistema sigue fabricando pennies gigantes a través de los mismos cuatro procesos. La diferencia radica en que cada estación de trabajo puede tener un numero diferente de maquinas y de tiempos de procesamiento. Esto se puede ver en la siguiente tabla: Número de la Estación Número de Maquinas/Estación Tiempo de Proceso(hora) Capacidad x Estación(Trab./hr.) 1 1 2 0.50=(1/2) x 1 2 2 5 0.40=(1/5) x 2 3 6 10 0.60=(1/10) x 6 4 2 3 0.67=(1/3) x 2
  • 94.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two Bajo estas nuevas condiciones la estación de trabajo cuello de botella es la No. 2 y su rb correspondiente es 0.4 pennies por hora. El raw process time T0 sigue siendo la suma de los tiempos de procesamiento, dando como resultado 20 horas. Finalmente, el calculo del “critical WIP” W0 sigue siendo determinando como el producto de rb por T0, ósea 8 pennies. A continuación hemos gráficamente como seria el funcionamiento de Penny Fab 2.
  • 95.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr Estación No.1 Estación No.2 Estación No.3 Estación No.4
  • 96.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 2 Tiempo=0
  • 97.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=2 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 4 7
  • 98.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=4 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 6 7 9
  • 99.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=6 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 8 7 9
  • 100.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=7 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 8 12 9
  • 101.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=8 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 10 12 9
  • 102.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=9 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 10 12 14 17 19
  • 103.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=10 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 12 12 14 17 19
  • 104.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=12 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 14 17 14 17 19 22
  • 105.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=14 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 16 17 19 17 19 22 24
  • 106.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=16 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 17 19 17 19 22 24
  • 107.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=17 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 22 19 27 19 22 24 20
  • 108.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=19 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 22 24 27 29 22 24 20 22
  • 109.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=20 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 22 24 27 29 22 24 22 22 Observe: un trabajo nuevo arriba a la estación cuello de botella justo antes de que se quede sin trabajo.
  • 110.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=22 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 27 24 27 29 32 24 25 24 Observe: un trabajo nuevo arriba a la estación cuello de botella justo antes de que se quede sin trabajo.
  • 111.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Penny Fab Two (WIP=8) Tiempo=24 10 hr 2 hr 5 hr 3 hr 27 29 27 29 32 34 25 27
  • 112.
    Fundamentos de Dinámica dePlanta Tarea No.2 (Calificable): Simular la operación de Penny Fab One para ambos casos, Peor Caso y Peor Caso Practico mediante un modelo en ProModel. Dichos modelos deben ser parametrizado, permitiendo así simular la línea con diferentes valores de WIP. Simular la operación de Penny Fab Two mediante un modelo en ProModel. Dicho modelo debe ser parametrizado, permitiendo así simular la línea con diferentes valores de WIP. Una vez tengan los modelos funcionando correctamente validen que la Ley de Little se cumpla en cada uno de los tres casos.