G08 1202 2018

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Contenido

Entrega 1: Caso Práctico sobre fabricación de tubos

Introducción

Esta entrega tiene como finalidad elaborar el modelo de simulación del proceso de fabricación de tubos metálicos, empleando para ello, dos operarios situados en dos puestos de trabajo. Por lo tanto, la fabricación de estos tubos metálicos se lleva a cabo en dos procesos fundamentalmente. En primer lugar, se procede a realizar un proceso de prensado de los extremos, que sienta la base para facilitar la soldadura y posteriormente, tras el transporte por carretilla se procede al proceso de punzonado en los extremos necesarios para la posterior unión a otros elementos en la estructura futura por medio de atornillado.

La pieza a realizar a partir de un tubo cilíndrico es la siguiente:

Pieza final

Para ello, se realizará previamente un VSM, que sirve como apoyo para realizar la simulación del modelo total empleando el software FLexSim, utilizando la metodología de simulación discreta. La idea de este programa es observar un modelo tridimensional del mapa de procesos de manera que se pueda actuar en una serie de variables significativas para optimizar al máximo el proceso.

Por lo que será necesario elaborar un mapa de procesos, un modelo de simulación, mediante dashboards analizar los parámetros fundamentales de análisis y optimizarlos en la medida de lo posible.

Datos

Los datos se muestran en el archivo de conformado del tubo.Los tubos en la longitud especificada se suministran en un contenedor con una capacidad de 20 unidades (200 en la práctica) a la sección de conformado cada 10 minutos. Entre el primer proceso y el segundo, el proceso se descarga en un contenedor y este contenedor se desplaza al puesto siguiente que se encuentra a 2m con una carretilla. Por último, en cada proceso se debe analizar los tiempos de preparación, tiempo de ciclo, tiempo de carga y tiempo de descarga. Algunos de estos tiempos no aparecen en la documentación y se han supuesto para la elaboración del modelo.


Mapa de Flujo de Valor (VSM)

Figura 1.1 VSM
Figura 1.1 VSM


Aquí se muestra el mapa de flujo de valor. Este mapa de procesos sienta las bases para la elaboración del modelo de simulación 3D de FlexSim, ya que aporta los datos necesarios para definir cada uno de los procesos que la integran.

Los componentes mostrados en el mapa de flujo de valor son: Dos herramientas de procesado, la primera destinada a realizar un prensado, mientras que la segunda se encarga de la realización del punzonado. También se observa una fuente encargada de suministrar el material o productos necesarios para la realización de los procesos. Además, se han empleado cuatro contenedores intermedios dentro del flujo de valor, dos operarios y un sumidero que se considera la salida del sistema.

En este caso particular cabe destacar que la fuente cada 10 minutos genera un lote de 20 cilindros que van directos al primer contenedor. Entre contenedor y el prensado los cilindros son transportados por un operario de 1 en 1, de aquí son transportados al contenedor2 que cuando se encuentra lleno, es decir, hay un lote completo es trasladado por medio de una carretilla una distancia de 2m hasta el contenedor 3. Se sigue un procedimiento similar con otro obrero, la procesadora destinada al punzonado y el contenedor4. Por último, cuando el contenedor4 se encarga lleno por un lote completo, este pasa directamente al sumidero que se corresponde con la salida o fin del sistema.

Configuración de los elementos

Tipos de elementos existentes

Fixed Resources

Elementos fijos que forman para de la línea.

Task Executers

Operarios y Carretilla, capaces de desplazarse y realizar un trabajo.

Travel Networks

Permite la creación de una trayectoria para el operario.



En primer lugar, se muestra el modelo de simulación de procesos realizado por medio de Flexsim.(Figura 1.1bis)

Figura 1.1bis- Modelo de FlexSim
Figura 1.1bis- Modelo de FlexSim

Fuente

Encargada de generar los objetos necesarios para la realización de la simulación. Genera un lote de 20 barras cada 10 min. Para ello, hay que configurar la manera en que se generan estos objetos. Se ha optado por el método de arrival Schedule que permite parametrizar por completo la creación de los objetos, para que la generación sea permanente se ha creado un bucle por medio de Repeat Schedule y se ha fijado la creación de un lote en el segundo 0 y otro lote en el segundo 600 (10 min después) de tal manera que la fuente se mantiene de manera correcta siempre operativa. (Figura 1.3)

Figura 1.2 Source
Figura 1.2 Source
Figura 1.3 Configuration Source
Figura 1.3 Configuration Source
Figura 1.4 Trigger Source
Figura 1.4 Trigger Source

Por medio de trigger se pueden fijar las características del producto de manera que físicamente el producto sea igual al de la simulación. Modificando parámetros tales como la forma, la rotación, el color etc. (Figura 1.4)








Contenedor

Figura 1.5 Queue
Figura 1.5 Queue
Figura 1.6 Configuration Queue
Figura 1.6 Configuration Queue
Figura 1.7  Flow Queue
Figura 1.7 Flow Queue


Los contenedores son elementos muy usados en todo VSM, ya que representan almacenes intermedios necesarios para permitir respirar a la línea de producción, permitiendo almacenar lotes antes y después de un proceso y pudiendo dar salida y entrada de los mismos en la línea. En primer lugar, como con todo componente de FlexSim hay que tener en cuenta las conexiones que presenta. Estos deben estar conectados con el objeto posterior y anterior para la creación de la línea. Es necesario, en este caso configurar que hasta que los elementos del lote actual no hayan el contenedor no se podrán comenzar a recibir elementos del siguiente lote, esta acción se realiza mediante la orden “flush contents between batches”. (Figura 1.6)

Por último es necesario indicar que se va a emplear transporte en el caso de que así sea.(Figura 1.7)










Procesadores

Figura 1.8 Processor
Figura 1.8 Processor
Figura 1.9 Configuration Processor
Figura 1.9 Configuration Processor

En cada uno de ellos se define uno de los procesos a realizar en la línea. Será necesario diferenciar entre el tiempo de preparación y el tiempo de proceso en sí. Se va a suponer que el tiempo de preparación es nulo y se debe unir al operario correspondiente por medio de la unión "Center Ports". (Figura 1.9)









Carretilla

Figura 1.10 Transporter
Figura 1.10 Transporter
Figura 1.11 Configuration Transporter
Figura 1.11 Configuration Transporter

Es el utensilio de necesario para transportar el lote entre los dos procesadores. Se necesita realizar una serie de ajustes y unirlo a la maquinaria de tal manera que realice su función.Es muy importante aumentar la capacidad de la carretilla a 20 para que sea capaz de transportar cada lote de una vez. (Figura 1.11)










Operario

Figura 1.12 Operator
Figura 1.12 Operator
Figura 1.13 Configuration Operator
Figura 1.13 Configuration Operator

Se definen los tiempos de carga y descarga establecidos en el modelo de flujo de valor y de igual forma se liga a la maquinaria necesaria.(Figura 1.13)

Finalmente, se establece unas trayectorias que deben seguir los operarios, y se observará en que medida puede afectar a los parámetros a estudiar. (Figura 1.14)

Figura 1.14- Trayectorias
Figura 1.14- Trayectorias

Análisis de los Resultados

Tras haber simulado la operación normal del proceso, vamos a realizar un análisis de los distintos elementos utilizados para la obtención de nuestro producto final. El programa FlexSim permite la realización de distintos gráficos que nos van a permitir observar el funcionamiento de nuestra “fábrica” y analizar el comportamiento de los almacenes, procesadores y métodos de transporte. Tras haber lanzado la simulación, observamos que a partir de un momento se alcanza un régimen estacionario a partir del cual distintos parámetros no varían. En primer lugar, vamos a estudiar la salida de piezas de los dos procesadores y además del contenedor 4 que es el que corresponde al final de nuestra línea de fabricación.

Imagen:OPH-Grupo8.png

Primero, cabe destacar lo que a nosotros nos interesa de la planta: el número total de piezas fabricadas por hora que en este caso es equivalente a las piezas que salen del contenedor 4 l “Sink”. Como vemos en el gráfico de arriba, cada hora se fabrican entre 69 y 70 piezas. Por otro lado, salta a la vista el hecho de que del prensado sale de media 1 pieza más por hora que del punzonado. Esto se debe a que el proceso de Prensado es ligeramente más rápido que el de punzonado y también a que el proceso de prensado va antes en la línea que el de punzonado. Por otro lado, vamos a analizar el tiempo medio de estancia de las piezas en cada contenedor en segundos. Cabe recordar que es donde más tiempo pasan las piezas si lo comparamos con el tiempo que pasan en el transporte o en los procesadores.

Imagen:AS-Grupo8.png

Como podemos ver en el gráfico de arriba, donde más tiempo pasan las piezas es en los dos primeros contenedores. Esto pasa porque se va descargando por lotes de 20 unidades desde la “Source” cada 10 minutos. En el contenedor 3 y en el 4 no pasan tanto tiempo ya que el traslado de las piezas del contenedor 2 al contenedor 3 sólo se realiza por la máquina en cuanto se tiene un lote de 20 unidades en el contenedor 2. De esta forma, esto también provoca el aumento del tiempo medio de estancia en el contenedor 1. Vamos a ver ahora cual es el estado de cada uno de los contenedores en el siguiente gráfico circular.

Imagen:SttPie-grupo_8.png

Observamos que mientras que los dos primeros contenedores prácticamente nunca están vacíos, los dos últimos si que pasan una cantidad considerable vacíos. De todas formas, el tiempo que pasan vacíos es bastante pequeño. Por otro lado, vamos a analizar ahora el funcionamiento de los procesadores con el fin de saber si estamos utilizando bien nuestras máquinas.

Imagen:StateA-Grupo8.png

Como podemos ver únicamente los procesadores trabajan el 32,2% y el 45,9% del tiempo para el prensado y el punzonado respectivamente. Más o menos las dos máquinas esperan al transportista un 9% del tiempo. Además, ya hemos explicado la particularidad del transporte entre los contenedores 2 y 3 lo que repercute en que la Prensadora esté bloqueada un 10,3% del tiempo. Por otro lado, “idle” representa el tiempo en el que la máquina no hace nada de nada. En este caso, representa casi un 50% del tiempo lo que es una cantidad enorme de tiempo. Por otro lado, vamos a estudiar los transportes de piezas entre las distintas máquinas y ver cual es su estado durante el proceso.

Imagen:StateBar-grupo8.png

Lo primero que nos salta a la vista en este gráfico es el poco tiempo que se utiliza la carretilla, sólo funciona un 0,7% del tiempo. Esto significa que estamos pagando un operario cualificado para conducir la carretilla que trabaja un tiempo muy pequeño. Por otra parte, los otros dos operarios trabajan entre un 50% y un 60% del tiempo. Se podría mejorar, pero es mucho mejor que los tiempos encontrados para el transporte de la carretilla. El trabajo de transporte les engloba un 20% del tiempo total y la carga y descarga de las piezas ocupa un 35% del tiempo más o menos. Por último, vamos a analizar el diagrama de Gantt de las piezas fabricadas.

Imagen:StateGantt-grupo8.png

Los lotes como ya hemos precisado son de 20 en 20 y se aprecia en el diagrama. En primer lugar, vemos en rojo, verde, azul y verde caqui los contenedores 1,2,3 y 4 respectivamente. El primer producto pasa muy poco tiempo en el contenedor 1 pero mucho en el 2, la pieza 2 pasa un poco más tiempo en el contenedor 1 y un poco menos en el contenedor2 y así sucesivamente. Como podemos ver, donde más tiempo pasan las piezas es sin duda en los contenedores y el tiempo que dedican a ser procesadas es una parte insignificante del tiempo lo que muestra lo poco optimizado que está el proceso.

Mejoras posibles

- Uno de los hechos que más nos ha sorprendido al analizar los resultados es todo el tiempo que pasan las piezas en los contenedores. Pensamos que quizás en vez de hacer lotes de 20, se podrían hacer lotes de 5 piezas para así agilizar el proceso y que las piezas puedan avanzar más rápidamente a procesos posteriores como puedan ser embalaje o simplemente acoplamiento a otras estructuras.

- De esta forma evitaríamos otro problema tal como que la máquina de prensado esté un 10% del tiempo bloqueada ya que no puede pasar las piezas al contenedor 2. También se podría considerar el hecho de aumentar la capacidad de los contenedores.

- Por otro lado, es un grave error de planificación que el traslado del contenedor 2 al contenedor 3 se tenga que hacer por medio de una carretilla ya que esta es una máquina que se podría utilizar en otra parte ya que el recorrido son sólo 2 metros. Además, el operario que tiene que conducir la carretilla está la mayor parte del tiempo parado lo que baja considerablemente la productividad de la planta.

Fichero

El archivo de Flexsim se encuentra en el siguiente enlace: Imagen:Entrega1-Grupo8.rar

Entrega 2: Caso Práctico de Fabricación de Bastidores

Introducción

La segunda entrega consiste en una línea de procesos que tiene como finalidad la obtención final de bastidores formados por 4 tubos. Estos bastidores se generan a partir de un tubo metálico de diámetro 20 mm, que tras una serie de procesos empleando una tronzadora, dos prensas y dos puestos de soldadura se llega al resultado final.

Pieza final

Datos

En primer lugar, como en la primera entrega se deben tener en cuenta los valores de los tiempos de procesos de cada una de las operaciones que integran el resultado final. Estos procesos serán: Soldadura, punzonado, prensado y tronzado.

Por otra parte, será necesario incluir en el modelo de simulación los tiempos de carga y descarga de tal manera que se aproxime lo máximo posible a la situación real.

En cuanto a las especificaciones, se define que los tubos de entrada deben presenta un diámetro de 20mm como ya sea ha indicado previamente y 6 metros de longitud, siendo cortados en tubos de dos longitudes distintas; 400mm y 500mm. Ambos tubos siguen dos tramos de línea distinguidos que se observan en el mapa de proceso.

Tanto el contenedor de alimentación como el de fin de la línea de producción presentan una capacidad de 10 tubos.

Mapa de proceso

Se puede observar el mapa de flujo de valor de la segunda entrega. Este con se caracteriza por la introducción de conveyor con respecto a la primera. Por lo tanto, dicho VSM está formado por: diez contenedores, cinco operarios, dos conveyors (cintas transportadoras), dos procesadores (prensado y punzonado) y por último, don combinadores (dos puestos de soldadura). En esta entrega se introduce la clasificación de los tubos en función de las longitudes.

La primera fuente genera los cilindros, diferenciando entre los que irán por la parte superior o inferior del modelo de simulación de FlexSim. Tras almacenarse en los primeros contenedores, el mismo operario es el encargado de transportar dichos cilindros a los dos contenedores iniciadores de la línea, con las dos ramas bien diferenciadas. La rama inferior pasa del contenedor a otros dos contenedores por medio de una carretilla. Mientras que en la rama superior, un operario transporta los tubos a la máquina de prensado, para su posterior almacén temporal en una cola. Más tarde, se trasladan empleando una cinta transportadora (conveyor). De manera similar por medio de un operario se llevan las piezas a una máquina de punzonado y como en la rama inferior de separan en dos contenedores similares.

En este momento, comienza la etapa de soldadura duplicada para hacer más eficiente la operación. Se crea una nueva fuente que suministra los palets para el transporte de los objetos finales, todo supervisado por operarios. Por último, una cinta transportadora, se encarga de llevar los productos finales hasta un último contenedor de salida que se dirige al sumidero de la línea de producción.


Imagen:VSM-Entrega2-NEW-Grupo8-SIF.png

Configuración de los elementos

En primer lugar vamos a ver el mapa del proceso, es el mismo que el del enunciado aunque añadiendo otra procesadora de soldadura.

Imagen:grupo8-Modelo.jpg

Vamos a empezar la descripción de los elementos con el suministro que basicamente es de dos objetos distintos.

Imagen:grupo8-suministro.jpg


Cortadora Vamos a estudiar ahora la cortadora:

Imagen:grupo8-cortadora.jpg

Como podemos observar, hemos fijado el tiempo de procesado siguiendo una ley normal de media 6 y de desviación típica 1,5 segundos, como estaba indicado en el enunciado. De esta forma, en vez de fijar un tiempo “aleatorio” pero siempre en torno a los 6 segundos.

Imagen:grupo8-cortadora2.jpg

Por otro lado, vemos ahora la cantidad fijada que está en 15 piezas del tipo 1 y 12 del tipo 2. Esto se debe a que una barra de 6 metros dividida en barras de 50 y 40 cm da 12 y 15 barras respectivamente. De esta manera nos aseguramos de que obtenemos la cantidad deseada. Por otra parte, en la pestaña “Flow” hemos decidido asignar a cada puerto uno de los objetos ya que deben ser tratados diferentemente.

Prensado

Imagen:grupo8-prensado.png

En la operación de prensado, hemos fijado un tiempo de procesado de 19 segundos y al operario le hemos asignado 3.5 segundos de tiempo de carga y no de descarga ya que lo hemos incluido en el de procesado además, porque se descarga directamente a la cinta transportadora.

Punzonado

Estudiamos ahora el punzonado:

Imagen:grupo8-punzonado.jpg

En este caso, para el punzonado, hemos preferido asignar el tiempo completo al proceso y no asignar nada de tiempo de carga ni de descarga al operario. Esto se debe a que en el enunciado hay diferencias entre el tiempo de carga desde la cinta transportadora a luego al de carga desde el punzonado.

Operario soldadura

Imagen:grupo8-operariosoldadura.jpg

Estos tiempos han sido escogidos ya que los tiempos de descarga y descarga son 8.2 y 7.3 segundos respectivamente, pero para dos piezas. Metiendo estos valores nos aseguramos de que los tiempos cumplen con lo requerido en el enunciado. Es por este motivo que hemos ajustado las dos máquinas de soldadura a 88.2 segundos como vemos en la siguiente imagen.

Soldadura

Imagen:grupo8-soldadura.jpg

Como podemos ver hemos ajustado el tiempo de procesado a 88.2 segundos. Ya que hemos incluido el tiempo de descarga en la cinta transportadora.

Último almacén

Imagen:grupo8-ultimoalmacen.jpg

Como vemos en la imagen hemos marcado la opción de Batching con un objetivo de 10 piezas por lote.

Análisis de los resultados

De manera similar al anterior ejercicio, se va a recurrir a diferentes gráficas que ofrece Flexsim para, de esta manera, cuantificar y analizar diferentes parámetros de interés del proceso productivo simulado. En un primer lugar, vamos a analizar la salida de piezas de las diferentes estaciones, de donde se podrán sacar varias conclusiones.

Como se puede apreciar muy bien en la gráfica, el procesamiento de piezas por hora de la soldadora es muy inferior al de los procesadores y al de la máquina cortadora. Al ser una línea de fabricación en serie, este hecho conlleva la formación de un culo de botella al final de la línea que termina por colapsarla transcurrido cierto tiempo.

Imagen:Outputperhour.png

Si por otro lado nos fijamos en los contenedores existentes a lo largo de la línea productiva nos damos cuenta de varias cosas. Por un lado, la formación del culo de botella anteriormente explicada provoca que la recepción de lotes completos en la cola de salida sea prácticamente inexistente. Este hecho deriva de la circunstancia de que, como se puede apreciar en el gráfico, las piezas procesadas de 500 mm que se encuentran en la cola previa a la etapa final de soldadura superan en un factor de casi x4 veces las existentes en la cola de piezas de 470 mm.

Imagen:Averagetime2.png

Esta situación también se ve reflejada en el gráfico de permanencia media, donde se aprecia que los tubos de 500 mm permanecen en la cola un tiempo 4 veces superior a los tubos de 470 mm. Por otra parte, también debido a los diferentes tiempos de procesamiento de las distintas operaciones del proceso se observa como la cola de entrada Tubos 1 no es capaz de soportar la cantidad de piezas que le llegan de la tapa anterior. Es por este motivo por el que la cantidad de tubos en este contenedor aumenta a medida que va pasando el tiempo.

El objetivo de cualquier sistema productivo es alcanzar la mayor eficiencia en los procesos que lo componen. Por este motivo, vamos a analizar a partir de la siguiente tabla el funcionamiento y eficiencia de los diferentes puestos.

 Imagen:StateAnalysis1.png

Lo que primero nos llama la atención es el bajo porcentaje (3%) de tiempo que está funcionando la cortadora. Como ya se ha explicado anteriormente, esto se debe al culo de botella que se forma al final del proceso y que bloquea la línea. Así, aunque la cortadora esté preparada para utilizarse, no se puede ya que el contenedor posterior no admite más cantidad y queda bloqueada un 90,5% del tiempo. Por otra parte, aunque los puestos de soldadura estén trabajando prácticamente el 100 % del tiempo, su largo tiempo de procesado relativo respecto a las otras estaciones del proceso frena y bloquea la línea, empezando este bloqueo en un primer momento en los procesadores y avanzando hasta la cortadora inicial.

 Imagen:StateBar.png

Otro aspecto importante es la eficiencia en la ocupación del tiempo de los trabajadores. En ningún caso interesa estar pagando a un operario cualificado cuya productividad es baja. En este caso destacan los casos de la carretilla (8,9%) y el operario del contenedor de entrada (7,8%), los cuales ni si quiera trabajan el 10 % del tiempo. Únicamente el operario del procesador (99%) y el operario del prensado (91,3%) trabajan un porcentaje del tiempo elevado. En cuanto al resto de operarios su ocupación del tiempo oscila entre el 15% y el 35%, valores no muy altos y que sin duda se pueden mejorar para perfeccionar la línea productiva.

Posibles mejoras

Entre las posibles mejoras a implementar en el modelo se encuentran las siguientes:

- Adición de un puesto de soldadura adicional. Como se ha analizado anteriormente el cuello de botella se forma en esta etapa del proceso. Por ello, añadir un puesto adicional con sus correspondientes operarios asociados contribuirá a conseguir una mayor eficiencia del proceso y, con ello, aumentar la productividad. Esta adición trae consigo un aumento de los costes de operación, con lo que habría que estudiar la rentabilidad económica de esta posible mejora.

- Por otro lado, en el final del proceso, hemos utilizado un operario que recoge las piezas de la cinta y las pone en un almacén que está muy cerca. Como mejora, proponemos que se elimine este operario y que las piezas se vayan depositando en el almacén para posteriormente llevarlas al embalaje.

- También hemos pensado que para que los operarios de la soldadura ahorren tiempo, podríamos dejar los palets al lado de los puestos de soldadura y añadir un robot que los ponga directamente en el puesto.

Fichero

A continuación adjuntamos un enlace al archivo: Imagen:Grupo8-entrega2.rar

Entrega 3: Caso Práctico de Fabricación de Productos con Procesos Distintos

Esta entrega se centra en la fabricación de productos con procesos distintos, empleando para ello tres máquinas. Debido a la incorporación de scripts de programación, que añaden bastante complejidad al ejercicio, se ha realizado un ejercicio previo con menos elementos y que sienta la base para la realización de esta entrega que cuenta además con el empleo de separadores y combinadores.

Se va a trabajar con cuatro productos distintos, siguiendo unos itinerarios que tienen como máximo tres procesos. Estos itinerarios se van a cumplir gracias al código introducido para ajustar los diferentes tiempos y tamaño de lotes en función del producto a procesar.

Será necesario la creación de una tabla general de datos que contenga las variables que definen el modelo de simulación de la línea de producción. Estas variables serán:

-La cantidad de cada uno de los productos

-La capacidad máxima de los contenedores

-Códigos de cada uno de los productos

-Los tiempos de preparación y procesado de cada una de las máquinas.


A continuación, se adjunta dicha tabla de nombre "Prod" y cuya información será empleada en un gran número de scripts.

Figura 3.1 - Tabla de datos empleados mayoritariamente en los scripts
Figura 3.1 - Tabla de datos empleados mayoritariamente en los scripts

Mapa de Flujo de Valor

Como en cada una de las entregas, antes de comenzar a crear el modelo de simulación en FlexSim, es necesario, implementar un mapa de flujo de valor (VSM). El correspondiente a este proceso se muestra a continuación:


Figura 3.2 - Mapa de Flujo de Valor de la Entrega 3
Figura 3.2 - Mapa de Flujo de Valor de la Entrega 3

Por lo tanto, como se puede observar el modelo presenta los siguientes elementos:

  • Tres fuentes --> Dos de pallets y una de productos
  • Tres sumideros
  • Cuatro procesadores --> Cada una de las tres máquinas y el centro de inspección
  • Cuatro operarios
  • Una carretilla
  • Tres contenedores
  • Cuatro combinadoras
  • Cuatro separadoras


En este modelo, las combinadoras y separadoras funcionan como contenedores, pero como es necesario controlar el flujo de productos a cada uno de los recorridos, no se pueden emplear almacenes temporales comunes.


Imagen Elemento
Contenedor común
Combinadora que actúa

como contenedor

Separadora que actúa

como contenedor




Al comienzo de la línea, existes dos fuentes; una de suministro productos y otra de suministro de pallets para el manejo por lotes. Tras las fuentes iniciales aparece el Comb entrada encargado de enviar cada uno de los productos, empleando los pallets de la (Fuentepallets) a la máquina que le corresponde de tal manera que pueda realizar la trayectoria que a cada uno de ellos le corresponde.Posteriormente la carretilla se encarga de transportar cada uno de los lotes a cada una de las distintas máquinas de procesado y posteriormente tras el procesado se encarga de transportarlos al almacén de salida.

En el centro del proceso, se encuentran los tres contenedores de entrada (cem1,cem2,cem3), las tres máquinas (Maq1,Maq2,Maq3) y los tres contenedores de salida (CSM1,CSM2,CSM3).

Como se muestra en el enunciado del ejercicio, en función de cada uno de los lotes, estos pasarán por dos o tres máquinas. La distribución de las máquinas en función del producto se muestra a continuación:

Figura 3.3 - Distribución de las máquinas por producto (tiempos)
Figura 3.3 - Distribución de las máquinas por producto (tiempos)

Como se puede observar en el modelo de simulación, los contenedores de entrada cuentan con una serie de sumideros necesarios para desechar los pallets una vez se han enviado los productos separados a cada una de las máquinas de procesado. En la parte final del modelo, hay una segunda fuente de pallets, ya que estos son necesarios siempre que haya que controlar los distintos flujos de productos. Los operarios realizan labores de preparación de procesos y transporte como en los anteriores modelos.

Hay una serie de contenedores que no están conectados a las máquinas de proceso por indicaciones técnicas y comentar que a la salida hay un puesto de inspección, con dos almacenes que permite distinguir entre productos correctos e incorrectos.

Por último, para extraer la mayor cantidad de información del modelo y poder optimizarlo se va a proceder a tomar tiempos de entrada y salida de los contenedores de entrada (cem1,cem2,cem3) y salida (CSM1,CSM2,CSM3).

Modelo y simulación en FlexSim

A continuación se muestra el modelo completo correspondiente a la Entrega 3.

Figura 3.3 - Modelo de simulación de FlexSim completo de la Entrega 3
Figura 3.3 - Modelo de simulación de FlexSim completo de la Entrega 3

Configuración de los elementos del modelo

Se muestra la configuración de los elementos presentes que supongan una novedad frente a los modelos ya realizados.

  • Fuente de pallets. Necesaria para el manejo de los lotes antes de los combinadores-separadores.
  • Fuente. Se van a establecer, la cantidad de cada uno de los item, códigos, porcentajes de error y tablas para capturar los datos a la entrada y salida de distintos procesadores y separadores.
  • Procesador de inspección. Determina en función del porcentaje de fallo, si la pieza es apta o no enviándolas a distintos contenedores.
  • Procesadores. Deben identificar el tiempo de preparación y proceso en función del tipo de producto, para ello es necesario programar en el script el código de programación.
  • Separadores. Mediante scripts fijar el itinerario a seguir por cada producto, adaptando el tamaño de lote.
Figura 3.5 - Configuración de la fuente de pallets
Figura 3.5 - Configuración de la fuente de pallets

Fuente de pallets

Simplemente es necesario la generación de pallets para trabajar en lotes cada uno de los productos enviándolos a donde corresponde cada uno. Posteriormente, se desecharán en un sumidero.

Figura 3.6 - Configuración de la fuente (Properties)
Figura 3.6 - Configuración de la fuente (Properties)

Fuente

La fuente incluye el conjunto de datos especificados en el enunciado de la entrega por tipo de producto:

  • Cantidad
  • Tamaño del lote
  • Código
  • Tiempos de preparación y procesado de cada una de las tres máquinas.
  • Porcentaje de piezas defectuosas
  • Tabla de tiempos.Va a permitir capturar tiempos a la entrada y salida de separadoras y procesadoras.

De esta forma vamos a poner a actuar por medio de los scripts, accediendo a estos datos cuando sea necesario para controlar el flujo de las piezas y obtener dichos tiempos desconocidos para monitorizar el proceso. Se le ha asignado un color diferente a cada uno de los tipos de productos.

Figura 3.7 - Configuración de ´Send to Port´
Figura 3.7 - Configuración de ´Send to Port´
Figura 3.8 - Configuración de `OnEntry´dentro de `Triggers´
Figura 3.8 - Configuración de `OnEntry´dentro de `Triggers´



Combiners & Separators

Para la asignación correcta de los productos por medio de la carretilla es necesario la configuración del (Comb entrada). En el script de "Send To Port" por medio de una serie de sentencias condicionales empleando los códigos de los productos establecidos en la tabla de la fuente inicial. Esta asignación debe ser revisada para los demás combiners de tal manera que se asegure la trayectoria correcta de cada uno los tipos de producto.

Por otra parte será necesario modificar en la sección ¨OnEntry¨ dentro del apartado de ¨Triggers¨ el scripts de tal manera que sea capaz de asignar la cantidad total de cada uno de los tipos de producto así como su tamaño de lote. Para esta configuración será necesario emplear los datos de la tabla definida al comienzo de la presentación de esta entrega llamada ¨Prod¨.

En este punto es esencial la configuración del combiner (Comb entrada) para fijar su tamaño máximo. Para configurar esta varible será necesario descender unos escalones en el árbol de variables mediante la sentencia ¨treenode¨.

Este combiner de entrada debe estar conectado a la fuente de pallets y al sumidero de pallets, de tal manera que una vez empleados estos se desechen. Para que este funcionamiento no de problemas es necesario ajustar los separators con la opción de ¨unpack¨.

Figura 3.9 - Configuración de Tiempos de Preparación y Procesado
Figura 3.9 - Configuración de Tiempos de Preparación y Procesado


Figura 3.10 - Configuración de Batch Processing
Figura 3.10 - Configuración de Batch Processing




Procesadores

Maq1, Maq2, Maq3

Lo más importante en las máquinas procesadoras es introducir de manera correcta el tiempo de preparación y procesado en función del tipo de producto. Para ello, empleando de nuevo la tabla de datos generales 'Prod' se accede a dichos tiempos. Se va a mostrar únicamente las modificaciones establecidas en la Máquina 1 que serían similares para las otras dos.

Figura 3.11 - Configuración del Puesto de Inspección
Figura 3.11 - Configuración del Puesto de Inspección




Centro de inspección

Accediendo al porcentaje de piezas de cada uno de los tipos de productos por medio de la sentencia 'getlabelnum', ya que se encuentran definidos en la tabla creada en la fuente inicial y modificando dentro de la pestaña `Flow´ el apartado `Send To Port´ por porcentaje de tal manera que las defectuosas van a parar a un contenedor y las piezas correctas van a parar a otro de aceptadas.

En la imagen también se muestra el proceso de captura de los tiempos a la entrada y salida de ciertos elementos y son enviados a una tabla general para su posterior análisis.

Análisis del modelo

Tras haber simulado el proceso en el programa Flexsim, vamos a evaluar las diferentes características del modelo con el fin de ver los aspectos en los que se podría mejorar la fábrica. Tras haber lanzado la simulación, observamos que se alcanza un régimen estacionario a partir del cual los valores no varían mucho. En primer lugar, vamos a estudiar las piezas producidas por máquina.

Figura 3.12- Outputhorario

Primero, vamos a evaluar el parámetro que más nos interesa: el número de piezas producidas por hora. El total de la planta asciende a 163 piezas por hora, pero realmente son 160 las piezas producidas correctamente. Esto significa que de media a la hora producimos 3 piezas defectuosas que deben ser reprocesadas. Por otro lado, observamos que hay diferencias entre las diferentes máquinas en lo que respecta a su output horario. Esto se debe únicamente a los tiempos de procesado impuestos por el enunciado que son inferiores en la máquina 3 al resto de las máquinas. Vamos a analizar ahora el tiempo de espera medio en los contenedores de entrada y de salida.

Imagen:grupo8-Avge-staytime.PNG

Lo primero que salta a la vista es la gran cantidad de espera que esperan los productos en el contenedor de entrada a la máquina 1. Se podría decir que hay un cuello de botella ya que tres de los cuatro tipos de productos deben pasar por la primera máquina en primer lugar. Además, los tiempos de preparación y procesado en la máquina 1 son parecidos a los de la máquina 2 y bastante superiores a los de la máquina 3. También se explica porque a la máquina 1 llegan “más” productos, por ejemplo, del producto A llegan 40 cada vez. Por otro lado, vamos a estudiar ahora los tiempos de estancia medios en los contenedores de salida de las máquinas.

Imagen:Avge-staytime2.PNG

Observamos que en el depósito que más tiempo pasan las piezas es el de salida de la máquina 2. Esto se puede explicar porque de la máquina 2 según el tipo de objeto que sea los productos van directamente a la inspección o a la máquina 3. Entonces, si la máquina 2 ha “despachado” un lote hacia la máquina 3 y ahora recibe un lote que tiene que ir a la inspección. Como los tiempos de procesado en la máquina 3 son inferiores a los de la máquina 2, el lote saliente de la máquina 3 entrará antes a la inspección y el lote saliente de la máquina 2 tendrá que esperar a que se acabe toda la inspección del otro lote. Ahora vamos a estudiar los diagramas de estado de las máquinas.

Imagen:grupo8-SttPie.PNG

Como podemos ver, conforme avanzamos en el proceso, el porcentaje de utilización de cada máquina va en disminución. En la máquina 1 alcanzamos un 50% de factor de utilización y en la inspección estamos únicamente en un 25%. Sin embargo, nos damos cuenta que la máquina 1 es la única que se bloquea en todo el proceso. Por otro lado, el tiempo de procesado es prácticamente despreciable en todas las máquinas frente al tiempo de procesado. Un factor común a todas las máquinas es que más o menos dedican un 5% del tiempo del tiempo a esperar a los operarios lo que significa que en ninguno de los casos añadir operarios mejoraría los tiempos de producción. Por último, vamos a estudiar a los transportistas:

Imagen:grupo8-sttbar.PNG

Como en la entrega 1 y en la 2, vemos que la carretilla opera una parte muy pequeña del tiempo, en este caso estamos en torno a un 4.6% del tiempo. Por otra parte, el operario que más activo está es el operario de calidad con casi un 60%. Por norma general, del tiempo que están activos los operarios un 75% lo usan viajando cargados o vacíos, y el 25% restante están recogiendo o dejando cosas de las máquinas.

Estimación de los costes de fabricación

A la hora de realizar esta estimación se van a tener en cuenta tanto los costes fijos como variables. Aunque se trata de una producción fija semanal y se podría imputar a toda la producción un coste fijo, tomaremos los costes de producción como variables. De esta manera, podremos calcular los costes asociados a posibles cambios de producción que pueden producirse en escenarios donde se modifique la cantidad de los pedidos. En la siguiente tabla se muestran los costes horarios que se han tenido en cuenta:


Figura 3.17- Costes horarios
Figura 3.17- Costes horarios

Costes fijos

Son aquellos que no dependen del volumen de la actividad. Dado que la producción de los lotes es semanal, tomamos como unidad de referencia temporal la semana.

  • Materias primas. Dado que no se dispone de datos sobre la cantidad de materia prima requerida, se ha supuesto que el coste unitario asociado a este factor asciende a 0,50 €. De esta manera, como la producción semanal es de 120 piezas, el coste total asciende a 60€/semana.
  • Amortización. Se dispone de tres máquinas. Se toma como hipótesis que el coste de cada una de ellas es de 100.000€. Empleando un modelo de amortización lineal se ha estimado, de acuerdo a la legislación presente, un período de amortización de 12 años y un coeficiente de amortización del 10%. De acuerdo a estas hipótesis se elabora la siguiente tabla:
Figura 3.18- Amortización de la maquinaria
Figura 3.18- Amortización de la maquinaria

Como se puede apreciar, la amortización anual total es de 24.000€. Suponiendo que se trabaja ininterrumpidamente las 1800 horas anuales fijadas para los operarios y que estos trabajan 47 semanas al año se obtiene que los costes por amortización representan 510,64€/semana.

  • Mantenimiento y reparaciones. En este apartado se recogen los costes asociados al mantenimiento de las tres máquinas y posibles recambios de piezas. Como no se dispone de datos, se consideran en torno al 18 % del valor inicial de la maquinaria. Tomando como tiempo de operación las 1800 horas anuales y un período de amortización de 10 años se obtienen unos costes de reparación y mantenimiento de 120 €/semana.
  • Operarios. Para los operarios se ha supuesto que trabajan 47 de las 52 semanas del año. De esta manera, si repartimos las 1800 horas que trabaja anualmente cada uno de ellos resulta que trabajan 38,3 horas a la semana.Tomando los datos de la tabla de costes horarios que se muestra al principio resulta:
Figura 3.19- Costes operarios
Figura 3.19- Costes operarios

Sumando los sueldos de todos los operarios, los salarios suponen unos costes de 4787,5€/semana.

  • Carretilla. Según el enunciado, su coste anual es de 5000€ y esta se comparte con otras dos secciones de la fábrica semejantes. Por tanto, se asume que se empleará un tercio del tiempo y, en consecuencia, su coste será la tercera parte. De este modo, su coste semanal asciende a 35,47€/semana.


Costes variables

Estos varían con el coste de la actividad.

  • Costes de producción.En la tabla se muestran los tiempos totales que cada tipo de producto ha pasado en las diferentes máquinas. Así, multiplicando cada uno de ellos por el coste horario de las correspondientes máquinas por las que han sido procesados se puede obtener el coste de cada tipo de pieza.
Figura 3.20- Costes de producción
Figura 3.20- Costes de producción


Costes totales

Los costes totales vienen de la suma de los fijos y los variables. En este apartado se va a dar el coste que supone producir cada uno de los productos. Como los lotes se producen semanalmente y están compuestos por un total de 120 unidades, se ha asignado a cada una de ellas un mismo coste fijo.

Figura 3.21- Costes totales
Figura 3.21- Costes totales

Fichero

A continuación adjuntamos un enlace al archivo: Imagen:Grupo8-entrega3.rar

Entrega 4: Fabricación de sillas Metálicas

Introducción

La cuarta entrega tiene como objetivo diseñar una planta de fabricación de sillas metálicas. En esta planta hay 6 secciones:

  • Sección de corte con 2 cortadoras y 2 repasadoras
  • Sección de conformado con 1 dobladora y 1 punzonadora
  • Sección de soldadura con 3 soldaduras
  • Sección de Pintura con 1 línea de pintura
  • Sección de ensamblado con 2 puestos de montaje
  • Almacén de productos terminados y expedición

El esquema de la planta que hay que modelizar es el siguiente:

Imagen:Esquema-planta-grupo8.jpg

Mapa del proceso

En la siguiente imagen se ve el modelo VSM de la simulación que hemos realizado:

Imagen:ModeloVSM-entrega4-grupo8.png

Configuración de los elementos

Suministro y almacén de los perfiles, corte y reposo

Se inicia el modelo con una fuente para suministrar los diferentes perfiles con su posterior almacenamiento previo a las etapas de procesado correspondientes con el corte y repaso de los perfiles que podrán ser empleados para la elaboración de cada uno de los 4 productos necesarios para construir la estructura de las sillas.

Denominación de piezas
Denominación de piezas

Lo primero es ajustar el suministro necesario para fabricar finalmente 6 sillas. Para ello, será necesario:

- 3 barras de 18 x 18, utilizadas para la obtención de 12 patas (C) y 12 patas-respaldo (D)

- 2 barras de sección 20 x 10 que se cortaran en 6 asiento en U (A) y 6 travesaños (B)

Como se puede observar la suma total de los elementos se corresponde con el total de las 6 sillas. La longitud de las barras excede el material necesario para la elaboración de las sillas por lo que, la parte sobrante se separará para su reciclado.

  • Suministro.

Se crea un suministro de perfiles diferenciados en los 4 tipos y se realiza el ajuste en ‘Flow’ fijando la distribución de los perfiles en values by case, permitiendo el flujo de perfiles al puerto 1 o 2 de la máquina, es decir, dirigiéndose o al almacén A,B (barras 20 x 10) o al C,D (18 x 18). Además, es necesario fijar la apariencia de los perfiles para facilitar su identificación y personalizar al máximo la simulación. Esto se puede llevar a cabo en la sección “Triggers”, ajustando color y tamaño.


Suministro
Suministro
  • Almacenamiento.

Es necesario fijar el máximo de capacidad en cada uno de los almacenes. El transporte desde estos almacenes hasta las maquinas de procesado es llevado a cabo por medio de operarios. Los perfiles se transportan de manera unitaria y son procesados en las máquinas de corte por los operarios y posteriormente repasados.

Almacén
Almacén

Posteriormente, para permitir la salida de los perfiles en lotes, se ha añadido una fuente de pallets que permite agrupar los productos antes de la salida. Los pallets son extraidos una vez se encuentran completos. El tamaño de estos pallets se representa a continuación en una pequeña tabla.

Cantidad de los lotes
Cantidad de los lotes

En cuanto a los ajustes que hay que llevar a cabo en los operarios son los siguientes:

-Fijar tiempos de carga y descarga.

-La velocidad y la capacidad unitaria, ya que mueven los perfiles de uno en uno.

Se muestran a continuación en las siguiente imágenes:

Operarios suministro y almacén
Operarios suministro y almacén

ETAPA 1.Máquinas de corte y repaso

En las máquinas de corte y repaso se debe tomar el tiempo de procesado y el tiempo de preparación de la tabla general de datos por medio de gettablenum y la cantidad de ellas que se quieren obtener tras el proceso de corte por medio de fijar en “Separator” y values by case la cantidad para cada uno de los productos.

Máquina de corte
Máquina de corte

La apariencia de la salida de la máquina de corte se tiene en cuenta retocando en “Triggers” el tamaño de la pieza:

Máquina de corte
Máquina de corte

Por otra parte, en las repasadoras hay que fijar el tiempo de procesado y en cambio en tiempo de preparación será nulo.

Máquina de repaso
Máquina de repaso

Finalmente, los productos son depositados en cada uno de los correspondientes contenedores de salida. Las capacidades de estos contenedores han sido fijadas previamente de tal manera que el flujo de productos sea el correcto.

En los contenedores de salida se debe programar en “OnEntry” para crear una serie de variables que nos interesan y manejar los productos por código y cantidad, ya que a partir del siguiente paso todo depende del tipo de producto. Cada contenedor pose productos distintos, por lo que hay que enlazarlo con la siguiente de manera correcta.

ETAPA 2.Doblado y punzonado

Estos procesos solo se realizan en aquellos productos para los cuáles se requiera. Como en la fase anterior, el transporte entre los contenedores de corte de los 4 productos distintos y las procesadoras de doblado y punzonado se realiza por medio de carretilla controlada o dirigida por un operario. Estos operarios también realizan el procesado y se encargan de depositar los productos en los contenedores de salida del proceso. Como siempre a continuación se muestran los ajustes llevados a cabo en los operarios y carretillas.

Doblado

  • Contenedores de entrada. Los contenedores de entrada son separator que no consumen tiempo de procesado ya que su única función es la de separar los lotes en cada producto individual que lo compone:
Contenedores de entrada
Contenedores de entrada
  • Máquina de doblado. Como en todas las máquinas de procesado de la entrega, los tiempos de procesado y preparación son obtenidos de tabla global de datos (gettablenum) definida inicialmente:
Máquia de doblado
Máquia de doblado
  • Contenedores de salida. Tras salir de la máquina de procesado, la función principal de este contenedor de salida es juntar de nuevo los productos en lotes por medio de otra fuente de suministro de pallets, para pasar a la siguiente etapa:
Contenedor de salida
Contenedor de salida

Punzonado

  • Contenedor de entrada. Funcionalidad similar de separador al contenedor de entrada del doblado.
  • Máquina de punzonado.Se obtienen los tiempos de procesado y preparación de la tabla general de datos y en función del tipo de producto este se envía a distintos contenedores hasta completar el lote para que pueda ser retirado.
Máquina de punzonado
Máquina de punzonado
  • Contenedor de salida. Mediante pallets reagrupa los productos en lotes y en función de su tipo estos son enviados a uno u otro contenedor de soldadura.

En el punzonado, es necesario, emplear dos contenedores de salida diferentes pues el producto 1 y el 2 se agrupan en lotes de diferentes tamaños.

Contenedor de salida
Contenedor de salida

ETAPA 3. Soldadura

En esta maquinaria el operario debe recabar las piezas y las cantidades necesarias de producto para la elaboración de una estructura de silla completa y dejarla en la salida para continuar con la línea de producción.


Representación en planta
Representación en planta

Los contenedores de cada tipo de pieza solo se diferencian en la cantidad máxima que admiten. Con el objetivo de que los operarios estén vinculados a una sola máquina y no interactúen entre sí, el contenedor correspondiente a cada una de las piezas que han de ser soldadas se ha representado como la unión de 3 contenedores separados.Así, cada uno de los operarios recogerá las piezas que necesite de unos de los contenedores que le ha sido asociado. El contenedor que hay delante del combiner se ha colocado para evitar que el combiner demande más sillas a uno de los operarios de soldadura que al resto, consiguiendo de esta forma que trabajen todos los operarios de soldadura por igual.

Como se ha explicado, este hecho simplifica y ordena este proceso. Una vez que los operarios han cargado las cuatro piezas que deben ser soldadas en la máquina, las procesan y las descargan en el contenedor de salida.

Máquina soldadura
Máquina soldadura

Como se aprecia en la imagen, en la máquina de soldadura se crea una etiqueta de color que permitirá diferenciar las sillas más adelante y se le cambia la forma y dimensiones al producto ya terminado. Además, se especifica las cantidades que se requieren de cada pieza en la máquina de soldadura.

Las alas se añaden en este punto del proceso productivo mediante una fuente. Estas también se distribuyen en tres contenedores (uno para cada operario).

Fuente de alas
Fuente de alas

Por último, las estructuras ya soldadas son recogidas en un contenedor de cantidad fijada en 10 unidades y se posicionan sobre un pallet para su posterior transporte a las etapas posteriores.

Contenedor salida soldadura
Contenedor salida soldadura

ETAPA 4. Pintura

Esta etapa está compuesta por una única línea productiva. Las sillas ya soldadas, son transportadas por una carretilla desde el almacén temporal y se depositan en un contenedor en forma de separator para separar los pallets de las sillas.

Máquina de pintura
Máquina de pintura

Dado que las sillas se deben colgar a una distancia de 0.8 m y esta línea mide 42 m, se ha dispuesto que el máximo contenido de esta máquina es 52,5 unidades. Por otra parte, como se requiere de tres tipos diferentes de pintura dependiendo del modelo de silla que estemos produciendo, se requerirá de un tiempo de preparación de la máquina cada cierto número de sillas producidas. Para especificar en qué momento ha de cambiarse la pintura se han establecido dos etiquetas: “cantidad” y otra “color” que permitirán identificar a las sillas en los procesos posteriores. De esta manera, al llegar a un cierto número de sillas procesadas se cambiará al color correspondiente y se implementará el tiempo de preparación adecuado. Los códigos a través de los cuales se han establecido estas condiciones se exponen a continuación:

Máquina de pintura
Máquina de pintura

Esta etapa está gestionada por un operario que se encarga de montar las sillas en la máquina y de cambiar el utillaje de pintura cuando corresponda. Al final de la línea se recogen en el contenedor de salida, donde tras crear lotes de 10 sillas, se trasladan a la etapa final.

Máquina de pintura
Máquina de pintura

ETAPA 5 y 6. Montaje y embalaje

Al llegar a esta etapa, la estructura de la silla ya ha sido pintada en el color correspondiente y solo queda ensamblar el asiento y el respaldo, los cuales se suministran mediante una carretilla desde un almacén independiente. La etapa comienza con un contenedor en el que se separan las estructuras del pallet, siendo estos últimos desechados por un operario.

A continuación, se ensamblan en la máquina de montaje los diferentes elementos (estructura, respaldos, asientos, tornillos) que conforman la silla. Esta máquina también está programada para colocar las etiquetas de color y cantidad. Aunque este proceso pueda parecer redundante, no lo es, ya que al unir los diferentes elementos se pierde la calificación hecha en el proceso de pintura.

Máquina de montaje
Máquina de montaje

Como se puede apreciar en las imágenes, se ha establecido un código que contabiliza las sillas y les asigna un color en función de su posición en la serie. Por simplicidad se ha respetado el mismo orden de producción de las etapas anteriores.

Máquina de montaje
Máquina de montaje

Por último, en la etapa de embalaje un operario es el encargado de recoger las sillas ya montadas y empaquetarlas. Este proceso se hace a través de un combiner en el que se meten las sillas en cajas.

Máquina de embalaje
Máquina de embalaje

Análisis de los resultados

Sección de corte

Evaluamos en primer lugar cuantas piezas es capaz de cortar cada máquina.

Imagen:Corte-OPH-grupo8.jpg

Lo primero que salta a la vista es que la salida por hora es muy distinta entre la operación de corte y de repasado de las barras de 20x18, aproximadamente 53 piezas por hora si lo comparamos con las mismas operaciones para los perfiles de 18x18. Por lo que puede parecer esto resulta ilógico ya que las dos líneas reciben la misma cantidad de material. Por lo que hemos observado, al principio de la simulación los outputs son los mismos pero en torno al segundo 2500s la salida de la línea 1 empieza a bajar de golpe. Vamos a estudiar el posible cuello de botella en los siguientes gráficos.

Imagen:OutputPH-cont-corte-grupo8.jpg

En la salida de los 4 contenedores observamos la misma tendencia que en los cortes ya que los asientos en U y los travesaños tienen una salida horaria muy inferior a las de las patas y las patas con respaldo.

Imagen:Barra_estado_contenedores_vorte-grupo8.jpg

En este gráfico nos damos cuenta del problema de la línea 1 y es que el contenedor de Travesaños pasa un 40% del tiempo bloqueado. Es obvio que esto es lo que afecta a la producción de los asientos en U es este problema. Para solucionar el cuello de botella sería necesario ver a donde se dirigen los travesaños analizar los posibles cambios.

Imagen:State_pie_operadores-grupo8.jpg

Vamos a ver ahora cómo ocupan su tiempo los trabajadores. El operador de Corte de la línea 1 está activo dos tercios del tiempo. Comparándolo con el operador de corte de la línea 2, que está activo un 96,2% del tiempo nos damos cuenta de que el cuello de botella en los travesaños nos afecta también a la productividad de nuestros operarios lo que nos genera una pérdida importante de dinero.

Sección de conformado

Imagen:OPH_maquinas_conformado-grupo8.jpg

En este gráfico vemos la salida de piezas de la etapa de doblado de donde salen asientos en U y patas respaldo y de la etapa de punzonado de donde salen los asientos en U y los travesaños. Los contenedores de entrada recibirían en condiciones normales la misma cantidad de material lo que sugiere que las salidas deberían ser las mismas. Sin embargo, vemos que las salidas son muy distintas en las dos etapas. Esto está relacionado con lo que vimos en la sección de conformado.

Imagen:State_bar_conformado-grupo8.jpg

En este gráfico vemos el estado de las dos máquinas. Observamos que el factor de utilización del doblado es más o menos un 50% superior que en el punzonado. Por otro lado, vemos que esto puede ser porque la máquina de punzonado está bloqueada un 30% del tiempo.

Imagen:Average_staytime_conformado-grupo8.jpg

Lo que hemos resaltado en el “State Bar” de las máquinas se ve reflejado en el tiempo que pasan los productos en los contenedores de entrada a las dos máquinas. ¡El triple en el punzonado que en el doblado!

Imagen:State_Pie_conformado-grupo8.jpg

Analizando los “State Pie” de los trabajadores, ambos trabajan prácticamente el mismo porcentaje de tiempo, que es un 50% de éste. Un poco decepcionante si lo comparamos con el 96% del operador de Corte de la línea 2. En lo que se refiere estrictamente a tiempo de procesado, los trabajadores están entre un 10 y un 20% del tiempo en los procesadores.

Sección de soldadura

Imagen:OPH_Soldadura-grupo8.jpg

Como podemos ver cada soldador produce entre 6 y 7 unidades por hora. La diferencia entre las producciones se debe posiblemente a la diferencia de distancias entre las máquinas de soldadura y los almacenes de las distintas piezas. Además, los lotes recibidos son de 20 o de 30 piezas, lo que explica que en ocasiones el operario 1 se vaya a quedar “sin una pieza” comparándolo con sus compañeros.

Imagen:AVG_content-sold-grupo8.jpg

Por otro lado, vamos a mirar el contenido medio de los almacenes previos a la entrada a la soldadura. Como podemos ver, el de travesaños es el que más “saturado” está con un contenido medio de 26 piezas. Esto también afecta a las patas respaldo que parece que es el elemento que más se necesita ya que su contenedor es el que menor contenido medio tiene.

Imagen:AVG_Staytime-sold-grupo8.jpg

Siguiendo esta línea estudiamos ahora un parámetro relacionado con el anterior que es el tiempo medio de espera en los contenedores de entrada. Salta a la vista la diferencia entre los asientos en U, los travesaños y las patas respaldo junto con las patas. Esto nos muestra que para aumentar la producción se podría reducir la producción de asientos en U y de travesaños en favor de las patas respaldo y las patas.

Imagen:State_bar_soldadura-grupo8.jpg

Las máquinas de soldadura tienen prácticamente un comportamiento similar entre ellas como es lógico pensar. Salta a la vista que la mayor parte del tiempo (casi un 80%) la máquina está recibiendo material. Esto, ligado a que las alas siempre están disponibles se puede asimilar a que ese 80% del tiempo, la máquina prácticamente no está haciendo nada. Esto nos deja una productividad de la máquina de aproximadamente un 20%.

Imagen:StatePie-soldadura-grupo8.jpg

En este gráfico observamos la productividad de los soldadores. Vemos que como en la etapa de conformado, la productividad es del 50%. Esto se debe según como hemos visto el modelo en que a veces los operarios esperan a que llegue un nuevo lote de travesaños o de patas para ponerse a producir.

Sección de pintura

Imagen:SttBar-pintura-grupo8.jpg

Como podemos observar, la máquina de pintura está bastante infrautilizada: sólo se utiliza un 8% del tiempo esto se debe a que el flujo de piezas soldadas no es continuo. Por otro lado, el contenedor de salida de la operación de pintura está colectando la mayor parte del tiempo debido a la presencia constante de los palets pero de todas formas, analizando el proceso vemos que “libera” sillas cada mucho tiempo.

Imagen:StatePie_pinturamejorado-grupo8.jpg

En este gráfico quizás se vea que la parte de pintura es muy ineficiente en lo que se refiere a la productividad de los operarios. Apenas se supera el 5% de productividad en el tiempo, destacando sobre todo la ineficiencia de la carretilla que lleva las piezas de la soldadura a la pintura.

Sección de montaje

Imagen:OPH_montaje-grupo8.jpg

En este diagrama vemos que la salida horaria en “régimen estacionario” es de 20 sillas por hora. Esto significa que hacen falta 30 horas para poder realizar las 600 sillas del pedido que es justo lo que hemos encontrado con la simulación de flexsim.

Imagen:StateBar_montaje-grupo8.jpg

Aquí vemos cómo se utilizan las máquinas de esta sección. Como podemos ver la máquina de montaje está utilizada alrededor de un 30% del tiempo y funciona sin bloqueos. Por otro lado la máquina de empaquetado está operando un 10% del tiempo.

Imagen:StatePie_montaje-grupo8.jpg

En este gráfico vemos que el porcentaje de uso de los operarios en este sector está alrededor de un 25-30% que comparado con otras secciones es bastante bajo pero está bien. En este caso es difícil aumentar la productividad si no se aumenta la cantidad producida aguas arriba.

Mejoras

Como ya hemos visto, en el proceso había varios problemas que básicamente generaban una falta de eficiencia global de la planta por el hecho de que en la etapa de soldadura siempre había superávit de Asientos en U y travesaños, pero déficit de patas y patas respaldo. Esto se debía en parte a que cada vez que soldábamos las sillas utilizábamos 2 patas y 2 patas respaldo por cada unidad de asiento en U y travesaño. Dicho esto proponemos la siguientes mejoras: en la sección de corte, en vez de una máquina de corte y repasado para los perfiles de patas utilizar dos máquinas de corte y repasado exclusivamente para este tipo de perfiles. Por otro lado, para mejorar aún más el flujo de productos es necesario también modificar la sección de conformado porque se va a incrementar el doblado el flujo de piezas por 1,5. Es por esto por lo que, hemos añadido una máquina de doblado que en este caso se usa tanto para perfiles de 18x20 como para perfiles de 18x18.

La sección de corte queda así: (en líneas discontinuas están los elementos que hemos añadido)

Imagen:Esquema_mejora_corte-grupo8.jpg

La sección de conformado queda así: (en líneas discontinuas están los elementos que hemos añadido)

Imagen:Esquema_mejora_conformado-grupo8.jpg

Por otro lado, hemos decidido quitar una de las secciones de montaje ya que no se usaba practicamente ya que la línea de montaje no llegaba a saturar una sola máquina. De est forma, la sección de montaje cuenta ahora con una sola máquina en vez de dos.

Análisis de las mejoras

Sección de corte

Vamos a pasar ahora a analizar las mejoras en cada fase a ver qué aspectos productivos han cambiado respecto al modelo inicial. En primer lugar, cabe destacar que en el modelo inicial se conseguían las 600 sillas en aproximadamente 29,44 horas. En el caso mejorado se consigue la misma producción en 17,37 horas que es un recorte del tiempo de un 40%. Analizamos ahora la sección de Corte mejorada:

Imagen:OPH_corte-grupo8.jpg

La primera diferencia que vemos respecto del primer modelo es que ha aumentado notablemente la producción en la línea de corte 1. Se ha pasado de 50 a 80 unidades producidas por hora. Por otro lado, antes en la línea de producción 2 (dedicada al corte de perfiles de 18x18) la producción era de en torno a 80 piezas por hora. Doblando la cantidad de máquinas dedicadas a este corte sólo se ha aumentado la producción en un 50%. A priori se podría pensar que esto es algo negativo, pero al contrario ya que lo que realmente afecta a la producción de la planta es la cantidad de barras cortadas de la línea 1. Además, cabe añadir que lo lógico sería pensar que la producción en las líneas 2 y 3 debería ser el doble de las de la línea de corte 1 ya que para cada silla se usan 4 elementos de la línea 2 y 3 y sólo 2 de la línea 1. De todas formas, los asientos en U y los travesaños deben de pasar por más procesos intermedios antes de llegar a la soldadura lo que hace que ésta configuración esté equilibrada.

Imagen:OPH_cont_corte-grupo8.jpg

Nos fijamos ahora en la salida horaria de los contenedores. Casi se duplica en todos los casos menos en el caso de las patas. Esto se debe a que como las patas no deben ser “tratadas” antes de la soldadura, hemos reequilibrado la llegada de piezas para solucionar la falta de patas respaldo en la etapa de soldadura y que los operarios estén trabajando el máximo tiempo posible.

Imagen:StateAnalysis_corte-grupo8.jpg

Prácticamente los 3 contenedores de asiento en U, travesaño y pata normal no están bloqueados. Sin embargo el contenedor de las patas-respaldo está bloqueado un 50% del tiempo de todas formas, esto no afecta a la producción de la planta.

Imagen:StatePie_corte-grupo8.jpg

Como se puede observar, el Operario de corte de los perfiles de 20x18 tiene una ocupación de casi el 98% lo que es muy alto. De todas formas, añadir una línea más de corte dedicada a estos perfiles no mejoraría la producción global a no ser que añadiésemos más soldadores y punzonados. Vemos que los operarios de las líneas de corte 2 y 3 pasan un 57% del tiempo más o menos del tiempo ocupados y el resto sin hacer nada, aunque esto sea muy grande, hay que tener en cuenta que ésta línea no es un problema.

Sección de conformado

Imagen:OPH_conformado-grupo8.jpg

Comparando la salida horaria con el modelo normal. En lo que se refiere a la operación de doblado, hemos pasado de una producción horaria de 68 a una de 126 que es casi duplicarla. Por otro lado, con la salida de los contenedores del punzonado pasa prácticamente igual, hemos casi doblado la producción.

Imagen:StateBar_conformado-grupo8.jpg

En este caso, la principal diferencia entre las máquinas de la sección de conformado en los dos casos reside en que se ha añadido una máquina más en el doblado. Podríamos haber planteado el modelo mejorado de dos formas: haciendo que los asientos en U y las patas respaldo (elementos que necesitan doblado) pasen por las dos máquinas según disponibilidad de éstas o como hemos hecho, que los asientos en U pasen por la máquina de doblado 1 y las patas respaldo pasen por la máquina 2. Esto lo hemos hecho ya que como se puede observar, la dobladora 2 pasa un 40% del tiempo bloqueada y podría bloquear la producción de asientos en U bloqueando las dos máquinas disponibles para doblado. Por otro lado, cabe comentar que hemos aumentado de 9,8% a 16,3% el tiempo útil de la máquina de punzonado.

Imagen:StatePie_conformado-grupo8.jpg

Como acabamos de comentar, el tiempo de uso útil de la punzonadora ha aumentado y eso se ve reflejado en la actividad del operario de punzonado que aumenta su productividad. Sin embargo, vemos un “problema” y es que el operario de doblado sólo trabaja un 36,21% del tiempo. Como ya hemos comentado esto se podría solucionar añadiendo una línea extra de corte que se dedicase únicamente, a los perfiles de 20x18. Si nos centramos estrictamente en el doblado, hemos aumentado la productividad de un 51,56% a un 88,08%.

Sección de soldadura

Imagen:OPH_soldadura-grupo8.jpg

Se puede notar un incremento considerable en la producción de la planta ya que la salida de las soldaduras se ha multiplicado por 2 con la mejora que hemos introducido. Cada soldadora ha pasado de producir 6.8 por hora piezas a más de 12. Aquí es donde realmente vemos el efecto de la mejora.

Imagen:StateBar_soldadura-grupo8.jpg

En este diagrama de barras vemos qué utilización tienen las máquinas de la etapa de soldadura. En la configuración de antes de la mejora, el tiempo de producción era el 16% del total. En este caso tenemos un tiempo de aproximado de 27%. Además, por otro lado, vemos que el tiempo que pasan bloqueadas las máquinas es muy bajo lo que demuestra la eficiencia de la nueva configuración de la planta después de la etapa de soldadura.

Imagen:StatePie_soldadura-grupo8.jpg

En este diagrama también se aprecia este incremento de la productividad ya que los operarios pasan más del 70% del tiempo haciendo tareas productivas. En la configuración previa estábamos en torno al 50%. El 25% del tiempo en el que los operarios no hacen nada se debe a que por norma general no hay en los contenedores de entrada o asientos en U o Travesaños.

Sección de pintura

Imagen:StateBar_pintura-grupo8M.jpg

Con la mejora hemos conseguido aumentar la productividad de la máquina en un 5%. Sin embargo, aparece un suceso poco deseable y es que la máquina está bloqueada un 40% del tiempo. De todas formas, esto no tiene ningún impacto aguas arriba en la cadena de producción. El bloqueo también se ve en el contenedor de salida de pintura que éste pasa un 70% del tiempo bloqueado. Esto se podría solucionar añadiendo una máquina de ensamblado más.

Imagen:StatePie_pintura-grupo8M.jpg

Por otro lado y como es lógico pensar, se ha multiplicado por 2 prácticamente la actividad de los operarios dedicados a la sección de pintura aunque de todas formas, sigue siendo bastante ineficiente.

Sección de montaje

Imagen:OPH_montaje-grupo8Mejorado.jpg

Como observamos, el output per hour de las máquinas se ha multiplicado por 1,75 lo que demuestra la calidad de la mejora. Ahora la salida de sillas se sitúa en 35 sillas por hora.

Imagen:StateBar_montaje-grupo8Mejorado.jpg

Por otro lado, el tiempo que pasan las máquinas procesando se ha multiplicado por dos prácticamente. De hecho, con la mejora se ha llegado a conseguir que el proceso sea tal que en esta fase no haya bloqueos.

Imagen:StatePie_montaje-grupo8Mejorado.jpg

Finalmente la productividad de los operarios se ha multiplicado por 1,75 también lo que hace que ahora sí que tengamos unos valores de trabajo de los operarios aceptables.

Conclusiones

Finalmente tras haber realizado el modelo normal y las mejoras pertinentes, llegamos a las siguientes conclusiones.

En el modelo normal: Tiempo para hacer 600 sillas es 29,44 horas o lo equivalente a 3,68 turnos de 8 horas

En el modelo mejorado: Tiempo para hacer 600 sillas es 17,37 horas o lo equivalente a 2,17 turnos de 8 horas

En conclusión, esto representa un cambio muy favorable que ha sido apoyado sobre el análisis que hemos hecho del modelo en el primer lugar. En lo que se refiere a costes, el impacto económico que tiene nuestra mejora es simplemente añadir una cortadora y dos procesadoras al modelo con sus correspondientes operarios y quitar un banco de montaje que estaba siendo infrautilizado.

Ficheros

Tanto el archivo normal como el archivo de mejora se pueden encontrar en el siguiente enlace: Imagen:Entrega4-grupo8.rar

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