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.

Archivo

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

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.

Imagen:outputhorario.PNG

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.

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