G07 1202 2018

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Contenido

Caso práctico sobre la fabricación de tubos

Tabla resumen
Caso práctico sobre la fabricación de tubos

• Introducción
• Mapa VSM
• Simulación en FlexSim
• Conclusiones
• Mejoras


Introducción

En el caso que se presenta, se desea conformar el siguiente producto partiendo de un tubo metálico como material de partida.



Mapa VSM

Se muestra una imagen del mapa de flujo de valor realizado a partir de los datos del enunciado. La clasificación de los distintos tiempos no se indica explícitamente en dicho mapa, pero se realiza igualmente para la simulación.

Simulación en FlexSim

En este apartado se presenta el modelo del proceso simulado en FlexSim.




Las capturas presentan la disposición de las máquinas y los operarios requeridos para la fabricación del proceso. Además, se presentan algunas gráficas con información relevante.


Conclusiones

Para la recogida de datos se ha simulado el proceso hasta que las gráficas del proceso se han estabilizado, de esta forma se puede considerar que las medidas reflejan la realidad del proceso.

Como puede apreciarse en las gráficas, una parte importante del tiempo de los trabajadores está dedicado a la carga y descarga de elementos, el siguiente sector temporal más relevante corresponde a la utilización de las máquinas. También debe decirse que ambos trabajadores recorren más de 25 Km al día.

Se puede considerar que en el punto en el que se encuentra las gráficas, el proceso entra en un estado en el que de todas las máquinas completan unas 70 piezas por hora.

Mejoras

- Automatizar la conexión entre el contenedor 2 y 3, para reducir costes del operario en carretilla

Caso práctico sobre la fabricación de bastidores tubulares

Tabla resumen
Caso práctico sobre la fabricación de bastidores tubulares


• Mapa VSM
• Simulación en FlexSim
- Primera solución: Más soldadoras
- Segunda solución: Dos soldadoras, dos prensadoras y dos punzonadoras
- Tercera solución: Dos prensadoras y dos punzonadoras
• Conclusiones

Mapa VSM

Se muestra una imagen del mapa de flujo de valor realizado a partir de los datos del enunciado. La clasificación de los distintos tiempos no se indica explícitamente en dicho mapa, pero se realiza igualmente para la simulación.

Simulación en FlexSim

En este apartado se presenta el modelo del proceso simulado en FlexSim. La fuente ha sido configurada suministrando una barra de cada tipo de forma alterna.

Imagen:Ezgif.gif

Al observar que se forma un cuello de botella en los almacenes y que cambiando la forma de suministro no se soluciona el problema, se ha optado por proponer distintas soluciones.

En esta imagen se muestra la producción en nuestro caso cero y se tratará de aumentar su valor a lo largo de las soluciones propuestas.


Primera solución: Más soldadoras

Tras observar que el principal problema era una sobrecarga de la soldadora, en esta solución se ha añadido una segunda máquina como la primera.




Se puede ver en la gráfica de la productividad que el añadir una soldadora casi se incrementa en un 50% el valor de la misma. Habría que valorar si en función de este aumento se justifica la compra de la nueva máquina. Se adelanta que se trata de la solución óptima de las propuestas, por lo que se incide más en los resultados obtenidos.

Sin embargo, el nuevo cuello de botella se forma en los almacenes anteriores. Para reducir este problema, añadimos otra soldadora extra, de forma que podemos apreciar que no se acumulan en el almacén superior.




Como se puede apreciar en el diagrama de barras se aumenta un 30% la productividad, aproximadamente.


Segunda solución: Dos soldadoras, dos prensadoras y dos punzonadoras

Con el fin de solucionar los nuevos cuellos de botella que se han formado en el proceso se han añadido dos prensadoras y dos punzonadoras a la solución anterior.

La gráfica muestra que la productividad no aumenta, de forma que difícilmente se podría justificar la compra de una segunda prensadora y punzonadora.


Tercera solución: Dos prensadoras y dos punzonadoras

También se ha valorado como solución simplemente añadir dos prensadoras y dos punzonadoras al proceso, obteniendo la siguiente gráfica de productividad.

Esta solución no mejora demasiado la productividad y no parece demasiado óptima.

Conclusiones

La solución más apropiada parece ser la primera, ya que añadiendo únicamente otra máquina casi se consigue casi duplicar la productividad inicial del proceso. Si conociésemos los beneficios económicos que esto implica podríamos justificar la compra o no de una o dos nuevas soldadoras. La compra de una o dos nuevas máquinas dependerá del coste de dichas soldadoras y los beneficios obtenidos con el aumento de la productividad. Además, al tener más de una soldadora, si se averiase una, se podría seguir con la producción.


Media:Segundo 3 sold.rar

Caso práctico número 3

Tabla resumen
Caso práctico sobre la fabricación de tubos

• Introducción
• Mapa VSM
• Simulación en FlexSim
• Conclusiones

Introducción

En este caso se trata de un proceso donde se fabrican distintos tipos de piezas con distintos recorridos en la planta, además de incorporar características diferentes. En la siguiente imagen se presenta parte del enunciado con la distribución de máquinas.


A continuación, se muestra el código de color en función del tipo de objeto.


Además, se adjuntan las tablas con la información referente a los tipos de piezas detallando sus características que influirán en el proceso.

En el caso que se presenta, se desea conformar el siguiente producto partiendo de un tubo metálico como material de partida.

Mapa VSM

Se muestra una imagen del mapa de flujo de valor realizado a partir de los datos del enunciado. La clasificación de los distintos tiempos no se indica explícitamente en dicho mapa, pero se realiza igualmente para la simulación.



Simulación en FlexSim

En la siguiente animación podemos observar un ciclo de producción, en el que se produce una serie de cada tipo de producto.


En los distintos gráficos que se adjuntan, se pueden apreciar los distintos ciclos de producción en función del código del objeto que indica el camino a recorrer. Además se muestra un puesto de inspección donde se rechazan estadísticamente un número de piezas para simular el efecto de errores.


Las piezas sin errores se acumulan hasta un lote máximo a una frecuencia mucho más alta que las piezas defectuosas.


Conclusiones

A continuación, podemos observar una grabación de la matriz generada por la simulación, en función del tipo de producto, su código de recorrido, los tiempos de entrada y salida de cada máquina y el tiempo final de dicho proceso productivo, con el fin de poder calcular los gastos y optimizar el proceso.

Media:Tercero.rar

Caso final

Tabla resumen
Caso práctico sobre la fabricación de tubos

• Introducción
• Mapa VSM
• Construcción del modelo
• Simulación en FlexSim
• Resultados

Introducción

Se pide fabricar 600 sillas de tres modelos distintos:cocina, oficina y exterior. En función de su color, sabemos que queremos 300 grises, 200 color plata y 100 blancas. Vamos a asignar un color por modelo, de forma que sea equivalente hablar de una cosa u otra. Para ello, se busca conseguir 12 productos distintos (4 tipos de pieza con tres colores diferentes). El 5º tipo de pieza, por falta de datos en la tabla de tiempos, se supone subcontratado, de forma que se encontrará en el almacén junto con los asientos y los respaldos. Se enviará a montaje al no disponerse de tiempos de soldadura asociados en la tabla, aunque pareciese más evidente soldarla. Como no se especifican las características de cada modelo de silla, hemos decidido utilizar para todas los respaldos y asientos de plástico. En caso de tener que usar madera, el modelo cambiaría muy poco, únicamente habría que diferenciar al final en función del color de la silla (el tipo), que material debe llevar. La distribución en planta de la fábrica viene dada en el enunciado por el siguiente esquema:

A continuación se muestra un esquema de la estructura de la silla, junto con las dimensiones de cada pieza:

De la imagen se deduce que cuando en el enunciado se refiere a tubos y perfiles, el tubo tendrá sección 18x18 y el perfil 20x10 milímetros, siendo la longitud en ambos de 6 metros.

Finalmente, los tiempos de producción vienen dados en la siguiente tabla:

Mapa VSM

A continuación se muestra el Value Stream Mapping del proceso de fabricación de sillas de tres colores distintos. Las secciones que se repiten aparecen recuadradas con un número que indica cuántas veces aparecerán en la planta de la fábrica. Finalmente destacar que no aparece el tamaño de los contenedores porque al fabricarse piezas de distinto tamaño, a efectos prácticos la capacidad no es constante. Se recuerda que será de 20 unidades en las piezas 1 y 4; y de 30 en las 2 y 3. Las piezas de tipo 5 se han subcontratado, por lo que irán junto con el asiento y el respaldo directamente al montaje.

Construcción del modelo

Atención: muchos de los códigos utilizados se encuentran más adelante, en el apartado dedicado a los "Tiempos de preparación".

Sección de corte

El enunciado nos presenta con dos perfiles distintos que cortarán para realizar las distintas piezas que compondrán la silla. Estos son un perfil 20x10 y un perfil 18x18, el suministro de estos perfiles se realiza en barras de 6m de largo.

El acercamiento al problema que se nos presentaba ha sido teniendo en cuenta la longitud de las piezas que deben salir de la cortadora, lo más apropiado es cortar las barras de perfil 20x10 en 4 barras de 0.94m y 6 de 0.36m de esta forma sólo 8cm de barra no podrán ser aprovechados. Por otro lado, si el perfil 18x18 se corta en 6 barras de 0.84m y 4 de 0.84m se aprovecha la totalidad de la barra inicial.

Para poder etiquetar las barras de forma que sea sencillo identificarlas a lo largo del proceso de fabricación, se crean dos puestos de trabajo donde al primero podrán entrar al mismo tiempo 6 barras y al segundo 4. Las barras estarán en estos puestos durante 0.01min de forma que al no ser instantáneo si configuramos el Flow de la cortadora como “First Available” nos dividirá el resultado de cortar el perfil en 6 y 4 barras. Dentro de los puestos de trabajo se comprueba de que perfil proviene la barra y de esta forma se introduce una etiqueta que la identificará durante todo el proceso.

Sin embargo, debido al cambio de utillajes que se debe realizar cada vez que se cambia de longitud de pieza a cortar, no sólo esta solución no es viable sino que además deja de ser óptima. El resultado es que se deben cortar de un mismo perfil todas las piezas del mismo tipo y si es posible, cortar más perfiles con ese tipo de pieza de forma que haya que cambiar los utillajes con menor frecuencia. Los labels pasan a configurarse en el source, debido a que cada perfil sólo proporciona un tipo de pieza.

De esta forma la disposición de máquinas final es:

Y la configuración es:


Aunque de esta forma se desperdicia parte del material, proporciona un funcionamiento más fluido a todo el proceso. Finalmente toda esta sección adquiere la siguiente estructura.

Sección de conformado

La sección de conformado divide las piezas que procesa en distintas queues en función de la pieza que sea, de esta forma se pueden agrupar fácilmente las piezas en batches que se utilizarán para que puedan ser trasladadas más fácilmente.

Aquí se va a indicar el método utilizado para las partes con distintos caminos a seguir. Se ha elegido éste por su mayor complejidad, al hacer referencia a caminos y máquinas diferentes.

Sección de soldadura

En la sección de soldadura, que en nuestro modelo tiene la estructura que se presenta a continuación. Es necesario que los puestos de soldadura utilicen el número que nos indica el enunciado de cada pieza, para así poder fabricar una silla. La forma en la que se consigue esto es gracias a dividir las piezas en distintos queues.

Una vez hemos conseguido que cada tipo de pieza pertenezca a un input port disinto se puede configurar el número de piezas dedicadas a cada silla en la siguiente ventana.

Sección de pintado

La sección de pintado cuenta con un processor cuyo uso se explicará extendidamente en la sección de "Tiempos de preparación" de este mismo apartado.

Sección de ensamblado

La sección de ensamblado no sólo dedica a sus operarios a montar las sillas sino que deben buscar una serie de piezas del almacén que no han pasado por el proceso de fabricación explicado anteriormente.

Tiempos de preparación

En todas las máquinas donde ha sido necesario implementarlo, se ha añadido en el código un tiempo de preparación que sólo se aplica la primera vez que se pone la máquina a funcionar o cuando se produce un cambio en el tipo de pieza. Los labels usados se configuran del siguiente modo, que es el mismo para todos las máquinas que tienen tiempos de preparación diferentes en función del tipo:


En el caso de la soldadura, al no depender de las piezas, la solución es ligeramente distinta:

Del mismo modo, para la zona de pintura el tiempo de preparación ha tenido una solución ligeramente distinta.

Para poder detener el conveyor durante 12 minutos durante el cambio de pintura, se ha creado un processor cuyo tiempo de proceso será siempre 0 excepto cuando sea necesario cambiar la pintura que sólo para una pieza durará los 12 minutos que nos especificaban en el enunciado. Para la pieza siguiente el tiempo de proceso volverá a ser 0. Esto es posible gracias a una label que se actualiza con el número de piezas procesadas.

Aquí se presenta el código utilizado:

Y el modo de incrementar el label:

Simulación en Flexim

En la figura se observa el modelo utilizado para llevar a cabo la producción. Se ha optado por un sistema de lotes para solucionar los problemas de transporte y del tamaño de los contenedores. Todo se produce mediante operarios salvo el pintado. Las carretillas manuales se han representado con un operario en vez de una carretilla pilotada para no añadir más trabajadores. Sólo hay carretillas motorizadas para transportar pallets de sillas enteras.



En la siguiente animación podemos observar un ciclo de producción, en el que se produce una serie de cada tipo de producto.


Matriz de tiempos

Para obtener la matriz con los tiempos, se tuvo que dividir el código en dos partes, una primera actualizando el valor de las etiquetas en los flowitems y otra que actualizaba directamente la matriz. Esto es debido a que tras el proceso de soldadura, los productos pierden las etiquetas, y la función de "setlabel" no funciona en la versión de flexsim 7. En la primera parte del código se realizó como se muestra en la siguiente captura:



Así se van actualizando los valores de las etiquetas ECor (entrada corte), SCor (salida corte), ECon (entrada conformado), SCon (salida conformado) y ES (entrada soldadura). Pero como se ha comentado en el párrafo anterior, al borrarse las etiquetas, justo antes de pasar a soldar las partes, se escribe parte de la matriz con las etiquetas actualizadas con el siguiente código:


int fila=getinput(current);

int codigo=getlabelnum(item,"Codigo");

double ECor=getlabelnum(item,"ECor");

double SCor=getlabelnum(item,"SCor");

double ECon=getlabelnum(item,"ECon");

double SCon=getlabelnum(item,"SCon");

double ES=getlabelnum(item,"ES");


settablesize("TiemposMedidos",fila,14);


settablenum("TiemposMedidos",fila,1,getitemtype(item));

settablenum("TiemposMedidos",fila,2,codigo);

settablenum("TiemposMedidos",fila,3,ECor);

settablenum("TiemposMedidos",fila,4,SCor);

settablenum("TiemposMedidos",fila,5,ECon);

settablenum("TiemposMedidos",fila,6,SCon);

settablenum("TiemposMedidos",fila,7,ES);

settablenum("TiemposMedidos", fila, 14, fila);


Una vez creada la matriz, en cada entrada y salida del resto de etiquetas, SS (salida soldadura), EP (entrada pintura), SP (salida pintura), EE (entrada ensamblaje) y SE (salida ensamblaje) se escriben directamente con las siguientes instrucciones:


int fila=getinput(current);

double SS = time();

fila = fila *4;

settablenum("TiemposMedidos", fila-3, 8, SS);

settablenum("TiemposMedidos", fila-2, 8, SS);

settablenum("TiemposMedidos", fila-1, 8, SS);

settablenum("TiemposMedidos", fila, 8, SS);


Se rellenan 4 veces debido a que cada silla tiene 4 piezas y se quiere ver el tiempo total por pieza, además del de la silla terminada. Y por último, la etiqueta Tiempofinal se actualiza al entrar en el último almacén, con el mismo modelo de código que se ha comentado justo encima.


Resultados

El tiempo total de fabricación de las 600 sillan han sido de 7853,37 minutos, siendo el tiempo primer batch de 376,16, el tiempo de las 300 sillas grises 3614,43 y el de las 300 grises y 200 plata de 6154,65 minutos.


Como se puede observar en el siguiente diagrama de Gantt circular, las soldaduras están paradas la mayor parte del tiempo esperando mercancía, mientras que la segunda punzonadora y la segunda dobladora no trabajan nada. También es destacable que la mayor parte de las máquinas, excepto las soldaduras, no están trabajando un mínimo del 30% del tiempo total.



Media:Antes de optimizar.zip

Mejoras

Realizando un concienzudo análisis de la planta se ha llegado a la conclusión de que el mayor cuello de botella de la fabrica es el traslado de piezas desde la sección de conformado a la de soldadura. Ya que los dos operarios no sólo manejarían entre los dos 4 máquinas sino que deben trasladar las piezas de un lado a otro. Añadiendo un único trabajador cuyo cometido sea el traslado de estas piezas la productividad asciende considerablemente, reduciendo el tiempo a 6535.79 minutos.


A continuación, se intentó variar el input.

Expresado en términos similares a los resultados. El tiempo necesario para fabricar 600 sillas ha sido de 6454.87 minutos, respecto al tiempo anterior con tan sólo un trabajador más.

En el siguiente paso de optimización, se tuvo que eliminar dos carretillas y que la tercera haga el trabajo de las 3, debido a que se había llegado al límite del modelo. Gracias a reducir el número de objetos, se pudo añadir un operario más que trabajase en la segunda dobladora y punzadora, como se puede apreciar en el siguiente diagrama de Gantt, reduciendo el tiempo de finalización de las 600 sillas a un valor mínimo de 5935.04.



Por último, en la siguiente captura, se puede analizar el trabajo de los operarios, destacando que el operario de la repasadora y conformado están casi el 100% de su tiempo ocupados. Además, como curiosidad, el operario 3 de soldadura está 6 veces más ocupado que el resto.



Como conclusión y última propuesta de optimización:

-Eliminar 2 puestos de soldadura con sus operarios en vistas al bajo rendimiento que tienen, permitiendo bajar los costes sin bajar la producción.

-Hacer un estudio exhaustivo de las materias primas, ya que se podría optimizar aún más el input de materiales para ajustar al mínimo el cuello de botella justo antes de la soldadura.


Media:Despues de optimizar.zip

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