G11 1202 2018

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Contenido

Entrega 1: caso práctico sobre fabricación de tubos

Introducción

Esta primera entrega consiste en la creación de un modelo mediante FlexSim que simule una sección de conformado de tubos metálicos. Esta sección está compuesta por dos puestos atendidos cada uno de ellos por un operario diferente.

La línea funciona de la siguiente manera: cada 10 minutos llegan lotes de 20 tubos al contenedor 1, desde donde pasan al primer puesto, en el que se realiza un prensado de sus extremos para que los tubos puedan ser soldados. Estos tubos se descargan en el contenedor 2 y, mediante una carretilla, son transportados 2 metros hasta el contenedor 3. Posteriormente, los tubos llegan al segundo puesto, en el que se les realizan dos agujeros que servirán para atornillar dichos tubos a otros elementos de las estructuras de las que formarán parte. Finalmente, los tubos ya terminados pasarán al contenedor 4.

Todo este procedimiento se ilustra en el siguiente diagrama de procesos:

Mapa procesos entrega 1
Mapa procesos entrega 1


Simulación en Flexim

A partir del anterior mapa de procesos se ha elaborado el siguiente modelo en FlexSim

Mapa procesos entrega 1
Mapa procesos entrega 1
Funcionamiento de la simulación
Funcionamiento de la simulación
Funcionamiento de la simulación
Funcionamiento de la simulación

A continuación, se va a proceder a detallar las propiedades de los elementos que componen la línea:

Entrada (source)

Cada 10 minutos, la entrada suministra 20 nuevos tubos al contenedor 1.

Contenedores

En la línea hay cuatro contenedores en total, todos ellos con una capacidad máxima de 1000 tubos. También se ha establecido que, cada vez que haya 20 tubos en el contenedor 2, la carretilla los traspase al contenedor 3.

Máquinas

La máquina de prensado se ha configurado para que sólo pueda procesar un único tubo cada vez (máximum content = 1) y se ha indicado que el tiempo que tarda en hacerlo debe de ser 15,9 segundos (process time = 15,9). Además, como no se mencionaba en el enunciado que fuera necesario un tiempo para poner en marcha la máquina, se ha tenido en cuenta que el tiempo de preparación de la misma es nulo (setup time = 0).

Máquina del la fase 1 (prensado)
Máquina del la fase 1 (prensado)

Por otro lado, la máquina de punzonado se ha configurado para que, al igual que la máquina anterior, sólo pueda procesar un único tubo cada vez (máximum content = 1) y se ha indicado que el tiempo que tarda en hacerlo debe de ser 22,9 segundos (process time = 15,9). Además, como tampoco se mencionaba en este caso que fuera necesario un tiempo para poner en marcha la máquina,también se ha tenido en cuenta que el tiempo de preparación de la misma es nulo (setup time = 0).

Máquina de la fase 2 (punzonado)
Máquina de la fase 2 (punzonado)

Operarios

Hay que tener en cuanta que el parámetro al que FlexSim llama load time se refiere al tiempo que tarda un operario en coger una pieza mientras que con unload time se refiere al tiempo que tarda en soltarla. Por ello, al cargar la pieza en la máquina, como debe primero cogerla y luego soltarla, el operario haría uso de los dos tiempos, y al descargarla sucedería lo mismo. Por ello, para hacer que los tiempos de carga y descarga cuadren con los del enunciado, se ha tomado que para los dos operarios el unload time sea nulo y el load time sea una media entre el tiempo de carga y descarga.

Teniendo en cuenta lo explicado anteriormente, se ha configurado a David, el operario encargado de la máquina de prensado, para que el tiempo que tarda en cargar y decargar un tubo sea de 4,3 segundos ((4,5 + 4,1)/2 = 4,3), por lo que el load time es igual a 4,5 y el unlaod time nulo. Como no se habla de la velocidad a la que se mueve en el enunciado, se ha dejado la que da por defecto FlexSim. Por último, las trayectorias que debe seguir se han dispuesto de forma que siempre se mantenga a una distancia prudente de la máquina por razones de seguridad.

Operario de la máquina de prensado
Operario de la máquina de prensado

Por otro lado, Jaime, el operario encargado de la máquina de prensado, se ha configurado siguiendo el mismo procedimiento para que el tiempo que tarda en cargar y en descargar un nuevo tubo sea de 4,35 segundos ((4,5 + 4,2)/2 = 4,35), por lo que el load time es igual a 4,35 y el unlaod time nulo. Como no se habla de la velocidad a la que se mueve en el enunciado, se ha dejado la que da por defecto FlexSim. Por último, las trayectorias que debe seguir se han dispuesto de forma que siempre se mantenga a una distancia prudente de la máquina por razones de seguridad.

Operario de la máquina de punzonado
Operario de la máquina de punzonado

Carretilla

La carretilla se ha configurado para que transporte lotes de 20 tubos en cada trayecto. Como ocurría con los operarios, no se menciona en el enunciado la velocidad a la que se mueve ni a la que carga y descarga los lotes, por lo que se han dejado los valores que tiene FlexSim por defecto para estas variables. Por último, también se ha configurado las trayectorias que debe seguir la carretilla de forma que no se cruce con ningún objeto u operario en ningún momento.

Salida (sink)

Análisis de resultados y conclusiones

En este apartado se analizará la producción de la fábrica y se propondrán mejoras para ser más productivos y aumentar los beneficios. Se ha simulado un periodo de 6 horas para que la fábrica se encuentre en régimen permanente. Primero vamos a estudiar los tiempos de espera de la pieza en los diferentes contenedores y los tiempos de espera de los dos operarios.

En el siguiente gráfico observamos que en el contenedor 1 el tiempo de espera medio es bastante elevado, por lo tanto hay una gran acumulación de tubos en este contenedor. Esto se produce debido a que cada 10 minutos llegan 20 nuevos tubos a la primera estación sin que haya dado tiempo a que ésta procese los 20 anteriores, de forma más detallada, la máquina de prensado tarda 15.67 minutos en procesar 20 tubos y la máquina de punzonado tarda 17.67 tubos, cabría esperar que el cuello de botella es el punzonado, pero la llegada de 20 tubos cada 10 minutos provoca una diferencia de tiempos entre la espera de la pieza en el contenedor 1 y el tiempo de proceso del prensado mayor que la diferencia de tiempos entre ambos procesos provocando así una acumulación de tubos más rápida en el contenedor 1 en comparación con el 3. Si llegasen piezas cada mayor tiempo el cuello de botella sería el punzonado por su mayor tiempo de proceso.

tiempo de espera
tiempo de espera

La media de piezas que se encuentra en cada contenedor es mayor en el contenedor uno como vemos en la imagen. Hay una media de 57 piezas.

Productos medios en cada contenedor
Productos medios en cada contenedor

Por otro lado es conveniente estudiar los tiempos de ocupación de los elementos de la fábrica. Según la siguiente imagen los contenedores uno y dos están completos casi todo el tiempo, mientras que los contenedores 3 y 4 no. El prensado está un 34.9% del tiempo procesando y el punzonado un 32.2% del tiempo procesando. David y Jaime prácticamente están trabajando constantemente sin parar y la carretilla conducida por Nuño solo está accionada un 1% del tiempo.

tiempo de ocupación
tiempo de ocupación

Para completar el estudio se va a añadir los kilómetros recorridos por David y Jaime. David ha recorrido 56.9 km y Jaime 35.6 km al día aproximadamente. Se debería intentar que disminuyera para ser más rápidos y efectivos, además se podría contratar a un nuevo operario o tratar de reducir la trayectoria siempre respetando los límites de seguridad.

Para finalizar estudiamos los productos que salen de cada elemento por hora, la producción va a venir marcada por el punzonado. El ritmo de trabajo es 50 lotes por hora.

Mejoras

• Comprar una máquina nueva de prensado para evitar la acumulación de cilindros en el contenedor 1.

• Sustituir la carretilla por otra opción: una persona, un carro o una cinta transportadora. Debido a que la mayoría del tiempo no está trabajando.

• Contratar un nuevo operario para que ayude a Jaime y David.

• Trabajar con lotes más pequeños para que no se acumulen en los contenedores y así no tener un cuello de botella tan diferenciado.

Archivo

Media:G11_Práctica1.zip

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