G10 1202 2018

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EJERCICIO 1: CONFORMADO DE TUBOS

El objetivo del trabajo es realizar una simulación del proceso de fabricación de tubos. Realizaremos un mapa del flujo de valor (VSM) del proceso y explicaremos paso a paso la configuración del modelo de simulación realizado con el software FlexSim, y los resultados obtenidos.

VSM DEL PROCESO

Hemos realizado el mapa VSM que nos permite representar de manera sencilla la secuencia de operaciones y los tiempos dedicados a cada una de ellas.

Figura 1: Mapa del Proceso de Conformado de Tubos
Figura 1: Mapa del Proceso de Conformado de Tubos

Las siguientes tablas muestran el desglose de operaciones para cada fase:


CONFIGURACIÓN DE LA SIMULACIÓN EN FLEXIM

Para la simulación hacen falta los siguientes recursos:

  • 1x Fuente (source)
  • 4x Contenedor (queue)
  • 2x Procesador (processor)
  • 1x Sumidero (sink)
  • 2x Operario (operator)
  • 1x Carretilla (transporter)


Figura 4: Planta de Conformado simulada con FlexSim
Figura 4: Planta de Conformado simulada con FlexSim

Para empezar, ponemos una fuente que nos suministra 20 tubos cada 10 minutos, que se colocan en un contenedor de entrada (CONT1). El operario, Pepe, lleva los tubos al primer procesador, en el que se va a realizar la etapa de prensado. Una vez prensados los tubos, Pepe coloca los tubos en un contenedor (CONT2) con capacidad para 20 tubos. Cuando este almacén está lleno, la carretilla transporta los tubos a otro contenedor (CONT3), previo a la fase de punzonado. Ahí son recogidos por el operario Juan, que se encarga de llevarlos al procesador de punzonado y al contenedor final (CONT4). Por último, se expiden los tubos hacia el sumidero.

Fuente

Configuramos la fuente para que lleguen 20 tubos cada 10 minutos. Seleccionamos la opción de que la secuencia se repita (Repeat Schedule/Sequence), estableciendo 2 llegadas: la primera en tiempo 0 con capacidad de 20 elementos, y la segunda a los 600 segundos con 0 elementos. Así conseguimos llegadas periódicas con el intervalo especificado. También ajustamos la forma de la materia prima como un cilindro, para que se asemeje a los tubos, y sus características de color, tamaño y rotación, en la pestaña Triggers.

Contenedores

Todos los almacenes temporales o contenedores tienen la misma configuración.

Figura 7: Configuración en FlexSim de los Contenedores
Figura 7: Configuración en FlexSim de los Contenedores

Se les asigna una capacidad máxima de 20 tubos (Maximum Content), especificando que el tamaño del lote va a ser también de 20 (Target Batch Size). Se marca la opción de vaciar los almacenes entre lotes (Flush contents between batches).

Procesadores

El proceso cuenta con dos fases que se realizan en los procesadores: prensado y punzonado.

Se introduce para ambas fases el tiempo de ciclo y se conecta cada una a sus respectivos contenedores y operarios (ver Apartado interacciones).

Operarios

En el proceso los operarios se encargan de llevar los tubos de los contenedores a los procesadores, tanto a la entrada como a la salida de la máquina, y de realizar las distintas operaciones.


Se introduce los tiempos de carga (Load Time) y descarga (Unload Time) y se selecciona la opción Do not travel offsets fot load/unload tasks para que no atraviese los elementos del modelo. Se ha configurado para que realicen una trayectoria curva que se asemeja al movimiento real.

Carretilla

La carretilla se encarga de transportar los tubos del CONT 2 al CONT3, que se encuentran separados 2 metros. Se le asigna una capacidad de 20 elementos.

Figura 12: Configuración en FlexSim de la Carretilla
Figura 12: Configuración en FlexSim de la Carretilla

CONEXIÓN ENTRE ELEMENTOS

Los objetos de la simulación por lo que pasan los tubos, se conectan siguiendo el flujo del material con la herramienta Connect Objects.
Los operarios y la carretilla se conectan únicamente a los puntos de carga del material con la herramienta Connect Center Ports, según el criterio que utiliza FlexSim de conectar solo las entradas. Su movimiento se simula como una trayectoria curva añadiendo NetworkNodes y con Connect Objects.


ANÁLISIS DE RESULTADOS

Para analizar el funcionamiento del proceso, se han extraído una serie de gráficas para una simulación de 6 horas.

Figura 15: Resultados del Proceso
Figura 15: Resultados del Proceso

En la gráfica Output per Hour, observamos que la producción por hora es mayor en el prensado (69.5) que en el punzonado (65.5). Esto responde a que el tiempo de proceso del punzonado es más alto, siendo el cuello de botella del proceso.
La gráfica Average Content muestra la ocupación media de los almacenes. Vemos que los dos primeros contenedores tienen una ocupación media mayor que los otros dos. Esto se debe a que el material tiene que esperar a que termine la fase de punzonado y se libere el contenedor 3 para poder volver a empezar el prensado. La menor ocupación aparece en el contenedor 4, ya que los tubos terminados no tienen que esperar a operaciones posteriores. En la gráfica Average Staytime, que representa el tiempo medio de estancia de los tubos en los contenedores, aparecen también estos resultados.

Figura 16: Gráfica de Ocupación de los trabajadores
Figura 16: Gráfica de Ocupación de los trabajadores

El gráfico State Bar 1 muestra el porcentaje de tiempo de trabajo útil de los operarios y de la carretilla. Juan, encargado del punzonado, está ocupado el 95.7% del tiempo, mientras que Pepe un 87.7%. Esto se debe a que Pepe tiene que esperar a que se libere el contenedor de salida del prensado para poder seguir trabajando. El tiempo útil de la carretilla es muy bajo debido a que se limita a transportar los productos de un almacén cuando ha terminado el lote completo.

Figura 17: Diagrama de Gantt de los productos
Figura 17: Diagrama de Gantt de los productos

El Diagrama de Gantt muestra el tiempo de cada operación para cada tubo. El tiempo de prensado de un lote es mayor que el tiempo de suministro de materia prima, 600 segundos. Además, el tiempo teórico de punzonado ya es de por sí superior al tiempo de suministro. Por lo tanto, el sistema no es capaz de procesar a tiempo los suministros que le llegan. También se observa en el diagrama que el tiempo de conformado va a aumentando consecutivamente entre lotes, debido a la espera por los cuellos de botella.

Por lo tanto, sería necesario rediseñar la línea añadiendo nuevos procesadores o incrementando el tiempo de llegada. Para mejorar la eficiencia del sistema, se podría liberar el contenedor 2 con más frecuencia, posible por la baja tasa de ocupación de la carretilla, en lugar de esperar a que termine el lote. Así, el prensado podría continuar su actividad y el punzonado podría comenzar a trabajar antes.

EJERCICIO 2: FABRICACIÓN DE BASTIDORES

EJERCICIO 3:

Herramientas personales