G06 1202 2018

De Wikifab

Contenido

ENTREGA 1 - Caso práctico fabricación de tubos

El objetivo de este trabajo es recrear mediante el programa FlexSim un proceso de conformado de tubos metálicos. Los tubos se procesarán a través de una línea de montaje simple, formada por:

- Dos puestos de trabajo: prensado y punzonado.

- Dos operarios: Pablo y Belén.

- Una carretilla.

- Cuatro contenedores.


MAPA VSM

En primer lugar, se muestra una imagen con el Mapa VSM del proceso según las especificaciones requeridas en el enunciado en referencia al proceso a seguir.


Mapa VSM
Mapa VSM


Se adjuntan también las tablas de los procesos del prensado y punzonado:


Tiempos de proceso del prensado
Tiempos de proceso del prensado
Tiempos de proceso del punzonado
Tiempos de proceso del punzonado

MODELO DEL PROCESO - FLEXSIM

A continuación, se muestra un pequeño vídeo del modelo obtenido, así como la representación gráfica en el programa FlexSim.


Funcionamiento del modelo
Funcionamiento del modelo


Vista en planta del modelo
Vista en planta del modelo


Elementos del proceso


Para configurar el modelo según las especificaciones pedidas, ha sido necesario modificar las características de cada 'fixed resouces' y 'task executers'. Es decir, ajustar la entrada, los procesadores, los contenedores, los operarios, la carretilla y la salida con los datos del enunciado.

I. Suministro

Provee a la línea de producción los tubos que seguidamente serán procesados. En la tabla de propiedades se determina su color, el tamaño, la orientación, la figura...

II. Contenedores

Nuestro modelo necesita 4 contenedores para almacenar los tubos. Estos se almacenan en lotes de 20 y el operario o carretilla se encarga de transportarlos al siguiente puesto de trabajo. Todo lo anterior se configura en la tabla de propiedades de cada contenedor.

III. Procesadores

Para determinar los tiempos de trabajo de los procesadores, se realiza la suma de todas las operaciones sin contar el tiempo de carga y descarga; estos últimos son propios de los operarios, por tanto los modificamos en la tabla correspondiente a las características de trabajo de cada empleado.


Proceso de prensado
Proceso de prensado
Proceso de punzonado
Proceso de punzonado

IV. Operarios

Como ya se ha mencionado anteriormente, los tiempos de trabajo de los operarios son los asociados a la carga 'load time' y descarga 'unload time' de cada uno de los procesos.


Características del operario encargado del prensado
Características del operario encargado del prensado
Características del operario encargado del punzonado
Características del operario encargado del punzonado


La carretilla transportará los tubos cuando alcance la capacidad de la que dispone.


Características de la carretilla
Características de la carretilla


V. Salida

Finalmente, al completar la última estación de la línea, obtenemos los tubos procesados.


Análisis de resultados



Usando como fuente de información las gráficas realizadas en el Dashboard, los resultados obtenidos se pueden representar en los siguientes gráficos y tablas. Cabe aclarar que el tiempo de simulación utilizado es el de una jornada laboral, es decir, 8 horas (28.800 segundos).


En el primero de los gráficos, se obtiene una representación del promedio de tubos presentes en cada uno de los contenedores.


Promedio de tubos en los contenedores
Promedio de tubos en los contenedores


Por otro lado, en la siguiente tabla se representa la producción por hora del prensado y del punzonado. Se observa una producción bastante similar en ambos procesos debido a que, a pesar de que el tiempo de producción del prensado sea menor que el del punzonado, este último presenta una parada en su funcionamiento que provoca que la cantidad de tubos trabajados sea tan similar en ambos procesos.


Producción horaria en el prensado y del punzonado
Producción horaria en el prensado y del punzonado


Finalmente, en referencia a las tasas de ocupación de los operarios y de la carretilla, se puede apreciar claramente que:

- Belén (dedicada al punzonado) cuenta con un nivel de ocupación mayor y casi alcanza la totalidad de su disponibilidad.

- Los operarios tienen un porcentaje de ocupación mucho mayor al de la carretilla, la cual se encuentra entorno al 0.5 % de ocupación de la totalidad de la jornada laboral.


Nivel de ocupación de los operarios y de la carretilla
Nivel de ocupación de los operarios y de la carretilla

Archivo del modelo


Se adjunta link al modelo de FlexSim : https://drive.google.com/open?id=1-M51FJgE7LHw2VqC16gb-TI4pE3AWrDb


ENTREGA 2 - Caso práctico fabricación bastidores tubulares

El proceso consiste en la fabricación de bastidores a partir de tubo metálico de 20 mm de diámetro. Se realiza en una sección compuesta por una tronzadora, dos prensas y dos puestos de soldadura.


MAPA VSM

A continuación se adjunta el mapa VSM representativo del proceso de fabricación de bastidores tubulares.


Mapa VSM
Mapa VSM


A continuación se muestran las tablas de los tiempos de procesamiento de cada actividad a realizar:


Mapa VSM
Mapa VSM
Mapa VSM
Mapa VSM
Mapa VSM
Mapa VSM

MODELO DEL PROCESO - FLEXSIM

Se adjuntan las imágenes que describen el proceso en el programa Flexsim. A continuación se representa una vista en planta del modelo:


Vista en planta del modelo
Vista en planta del modelo


Representación del modelo en funcionamiento
Representación del modelo en funcionamiento




Elementos del proceso


A continuación se describen los elementos del proceso utilizados en el orden que son usados en el modelo.

I. Suministro

Para este modelo necesitamos que la fuente suministre tubos de 6 metros de longitud. Seguidamente, se almacenan en un contenedor hasta que entran en la tronzadora para cortarlos según las dimensiones que se necesite en cada momento. También necesitaremos para la sección de ensamblado una fuente que proporcione pallets para el utillaje de la soldadura. La fuente de tubos utilizará “arrival sequence” y la fuente de utillaje “inter-arrival time”.

En nuestro caso, hemos configurado el source de manera que los tres primeros tubos pasen a la rama de prensado, el tubo tipo 1 (azul), y los tres siguientes pasen a la rama sin procesar, tubo tipo 2 (rosa).

Propiedades de la fuente de entrada
Propiedades de la fuente de entrada
Propiedades fuente de utillaje
Propiedades fuente de utillaje



II. Almacenamiento o contenedores

Para el modelo realizado se necesitan seis contenedores, los cuales almacenan el producto a fabricar a lo largo de las diferentes etapas del proceso: uno situado tras la fuente de entrada, dos tras la cortadora, dos previos a la soldadura y otro en las última etapa del proceso.


III. Separador

Una vez suministrados los tubos, se utiliza un separador para llevar a cabo el cortado o tronzado. Su misión consiste en cortar los tubos de 6 metros de longitud en partes de 500 mm y 470 mm. Para ello es necesario marcar la opción "Split", y obtenemos 12 trozos para cada tipo de tubo.

La cortadora sigue una distribución normal de 6 s más/menos 1,5. Un operario se encarga de llevar los tubos de 470 mm a un procesado más largo y los de 500 mm pasarán a un contenedor para combinarlos más adelante en la estación de soldadura.


Propiedades de la cortadora en referencia a los tiempos de procesamiento
Propiedades de la cortadora en referencia a los tiempos de procesamiento
Propiedades de la cortadora en referencia al corte
Propiedades de la cortadora en referencia al corte






IV. Procesadores: Prensado y punzonado

Los tubos de 470 mm tienen que someterse al proceso de prensado y punzonado para conseguir las especificaciones necesarias referentes al conformado de los extremos y la presencia de agujeros. El operador del prensado, se encarga de coger los tubos tipo 1 del almacén y los coloca en la máquina, seguidamente pasan por una cinta transportadora (comentada más adelante) hasta que llegan al punzonado.

Las propiedades de cada una se pueden observar en las imágenes siguientes:


Propiedades del prensado
Propiedades del prensado
Propiedades del punzonado
Propiedades del punzonado

V. Cinta transportadora

En el modelo,se hace uso de dos cintas transportadoras: una transporta los tubos tipo 1 de la prensa al punzonado y la otra, en la parte final del proceso en la salida de la soldadura. Sin embargo, se añaden otras dos de menor tamaño al final de cada una de ellas. Esto se realiza para disminuir el recorrido que los operarios tienen que realizar desde que recogen el producto hasta que lo cargan en la siguiente fase.


VI. Combinador

Terminada la fase de procesado de los tubos de 470 mm, se necesita un combinador o combiner para llevar a cabo la soldadura. Dicha máquina recibe: dos tubos de 500 mm, dos de 470 mm y un pallet que proporciona el source (anteriormente nombrado). En esta estación, se llevará acabo la unión de los tres componentes para formar el producto final acordado.

Es necesario especificar que la función de "join" debe estar seleccionada y que el tiempo de procesamiento de la soldadura es de 91,4 segundos.


Propiedades fuente de la soldadura
Propiedades fuente de la soldadura
Propiedades de la soldadura
Propiedades de la soldadura





VII. Operarios y carretilla

Para el proceso de producción llevado a cabo se necesitan 5 operarios distribuidos a lo largo de los diferentes procesos. En ellos, se asignan los tiempos de carga y descarga pertinentes para cada proceso.

Además se hace uso de una carretilla para transportar los tubos de 500 mm.

A continuación puede observarse las propiedades de uno de los cinco operarios que intervienen en el sistema, en concreto el dedicado al cortado.


Propiedades del operario del separador
Propiedades del operario del separador

Análisis de resultados


A continuación analizaremos los resultados obtenidos tras ejecutar el modelo realizado. Cabe aclarar que el tiempo de simulación es de 8 horas.

En primer lugar, se observa en el siguiente gráfico la representación del output por hora o producción horaria. Los resultados visibles son coherentes ya que por un lado, la tronzadora necesita un tiempo de procesamiento muy elevado produciendo por tanto mayor cantidad; por otro lado, la soldadura necesita cerca de 92 segundos para realizarse, siendo por ello su producción mucho más escasa que la del resto de maquinaria.

Output per hour
Output per hour


En las siguientes estadísticas, se puede analizar el tiempo que cada operario dedicada a la realización de las actividades y el tiempo no utilizado, siendo la soldadura y el punzonado los dos procesos que requieren más tiempo por parte del personal encargado.


State bar
State bar


Además, en el siguiente diagrama de gantt se puede apreciar el ritmo de trabajo de los elementos del proceso más relevantes.


Diagrama de gantt
Diagrama de gantt


En base a todos los resultados obtenidos, se puede concluir que claramente el cuello de botella es la soldadura.


Mejoras a implantar



Ya que el objetivo del proceso de fabricación analizado consiste en maximizar la producción, se presentan dos claras mejoras:

- En los resultados se observa que existe un claro cuello de botella: la soldadura. Su tiempo de procesamiento es muy elevado y esto influye en que el tiempo de producción aumente. Por tanto, añadiendo una segunda soldadura a través de un combinador, se consigue aumentar claramente la producción.

-Se puede observar en la simulación de Flexsim que la carretilla carga y descarga los tubos de uno en uno, esto ralentiza mucho el proceso de transporte. Por ello, es más apropiado hacer lotes a la salida del contenedor y que la carretilla cargue todos de una. Para solucionarlo, añadiríamos una empaquetadora que agrupe tos tubos y una desempaquetadora justo antes del contenedor.

Se ha realizado la mejora de añadir una soldadura más para mejorar el cuello de botella de este proceso, se adjunta continuación una breve representación del funcionamiento en el modelo. Como es evidente, hay una clara mejora en cuanto a los tiempos de espera y producción.


Representación del modelo mejorado en funcionamiento
Representación del modelo mejorado en funcionamiento

Archivo de FlexSim


A continuación se adjunta el enlace al modelo de FlexSim

https://drive.google.com/open?id=1jbEgktvNgLYsf61bxNB37r5Qb7yxVus9

Herramientas personales