G12 1202 2018

De Wikifab

Contenido

Ejercicio 1 (Caso práctico sobre fabricación de tubos)

Enunciado

Se va a realizar un modelo de simulación del funcionamiento de una sección de conformado de tubos. Se partirá de un material de partida de forma tubular, que será prensado por ambos lados y después punzonado en cuatro puntos. Los tubos serán suministrados cada 10 minutos en lotes de 20.


Fases de fabricación
Fases de fabricación


El producto final del proceso será el siguiente:


Producto final
Producto final

Dibujo VSM

Aquí podemos ver la realización del dibujo VSM del proceso de conformado de tubos.


Dibujo VSM del proceso
Dibujo VSM del proceso


Modelo de simulación

Disposición general del proceso

Modelo de simulación realizado con FlexSim
Modelo de simulación realizado con FlexSim


El modelo de simulación se ha realizado con el programa FlexSim 7.1.4. El modelo cuenta con una entrada, una salida, tres contenedores intermedios con una capacidad de 20, un contenedor para guardar el producto final antes de enviarlo a la salida, una estación de prensado y una estación de punzado. Además, el modelo cuenta con dos operarios, que estarán encargados cada uno de una de las estaciones de procesado. Por último, el modelo usa una carretilla elevadora para transportar el producto entre dos contenedores intermedios (Contenedor 2 y Contenedor 3).

Análisis de resultados

En esta imagen podemos observar una gráfica que muestra los contenidos medios de los contenedores. Como podemos observar, el contenido de los dos primeros contenedores es superior que el de los dos últimos. Esta tabla podemos utilizarla para dimensionar los almacenes.


Contenido medio
Contenido medio


La tabla de average staytime, refleja el tiempo medio de estancia de un objeto en las distintas partes del proceso. La mayor parte del tiempo las piezas se encuentran en los almacenes esperando a ser transportadas o procesadas.


Tiempo medio de estancia
Tiempo medio de estancia


En la tabla de output per hour, se muestra reflejado el numero de piezas que salen de cada almacén por hora. En este caso, la tabla no nos aporta mucha información, ya que todos los almacenes tienen un valor parecido.


Número de piezas que salen por hora
Número de piezas que salen por hora


En las siguientes dos imágenes, podemos observar una gran cantidad de información sobre el tiempo que emplean los trabajadores y la carretilla en las diferentes tareas de la planta. como podemos observar, Jose es el trabajador mas ocupado mientras que el operario de la carretilla tiene la mayor parte del tiempo libre.


Gráficos de tiempos de los trabajadores
Gráficos de tiempos de los trabajadores
Porcentaje de tiempos de los trabajadores
Porcentaje de tiempos de los trabajadores

Descarga del archivo

Para revisar el modelo realizado se puede consultar el archivo en el siguiente enlace.

Ejercicio 2 (Caso práctico sobre fabricación de bastidores tubulares

Enunciado

Se va a plantear la fabricación de unos bastidores a partir de tubo metálico de diámetro 20mm. Se va a realizar en una sección compuesta por una tronzadora, una estación de prensado, una de punzonado y una de soldadura. El producto final está formado por cuatro tubos y se puede ver representada en la figura.

Producto Final
Producto Final

Los tubos cortados se descargarán a dos contenedores según el tipo. Por un lado los de longitud 470mm pasarán por la estación de prensado y punzonado mientras que los de longitud 500mm pasarán directamente a a estación final de soldadura donde se unirán a los tubos ya procesados de 470mm para la obtención del producto final.

Mapa VSM detallado del proceso

Aquí podemos observar los mapas VSM realizados, el primero del modelo básico y el segundo de una mejora realizada con dos estaciones de soldadura.

VSM del proceso sin mejora
VSM del proceso sin mejora
VSM del proceso con mejora
VSM del proceso con mejora

Modelo de simulación

Modelo sin mejora

El modelo que se ha implantado comienza con una entrada, que está programada para que entren 10 tubos de manera continua. Los tubos pasan por una estación de tronzado donde son cortados en 12 trozos y divididos entre los dos siguientes contenedores. Los tubos que vayan por el camino superior pasarán por una estación de prensado, un contenedor-rampa y una estación de punzonado hasta llegar al contenedor previo a la soldadura. Los tubos que vayan por el camino inferior pasarán directamente al contenedor previo a la soldadura en lotes de 36 movidas por una carretilla elevadora. En la estación final se unirán dos tubos de cada tipo y un utillaje. Estos productos finales pasarán por una banda de rodillos hasta el contenedor final con 10 unidades de capacidad, que serán descargados a la salida para terminar el proceso.


Disposición del modelo básico
Disposición del modelo básico

En la siguiente imagen, como podemos ver, ante una llegada continua de tubos (y unos contenedores sin limitación de capacidad) observamos que los tubos cortados se acumulan en los contenedores previos a la soldadura. Esto quiere decir que el cuello de botella del proceso se encuentra en este punto, con lo que la adición de otra estación de soldadura reduciría en gran medida el tiempo total de proceso. Esta nueva situación será valorada en el siguiente apartado con la mejora realizada al modelo.

Modelo básico en funcionamiento
Modelo básico en funcionamiento

Modelo con mejora

Para realizar una mejora sobre el modelo, hemos decidido incluir una segunda estación de soldadura con el objetivo de reducir el tiempo total de producción hasta la mitad. Al incluir una segunda estación de soldadura, incluimos también a su operario correspondiente destinado al proceso. Para la carga de los tubos en las estaciones de soldadura incluimos otro operario, con el objetivo de que el proceso de las soldaduras sea aún más rápido.

Disposición del modelo con mejora
Disposición del modelo con mejora

Como podemos ver en la siguiente imagen, al incluir un segundo puesto de soldadura, el cuello de botella deja de estar en la estación de soldadura y pasa a estar en los procesos de la línea de tubos de 470 mm. Por tanto, asumimos que la siguiente mejora a implantar sería incluir una segunda linea de prensado y punzonado.

Modelo con mejora funcionando
Modelo con mejora funcionando

Análisis y comparación de resultados

Se va a proceder al análisis de los resultados, mediante una comparación entre las estadísticas del modelo con mejora y el modelo sin mejora.

Contenido medio

Vamos a comenzar con la estadística de contenido medio de los distintos contenedores. Como podemos observar, en el modelo normal el contenido medio de los contenedores previos a la soldadura es el que más destaca en los gráficos, lo cual coincide con la hipótesis de que el cuello de botella se encuentre en la estación de soldadura.

Contenido medio modelo normal
Contenido medio modelo normal

En cuanto al modelo mejorado, observamos que destaca el almacén 2, previo a la estación de prensado, con lo cual la hipótesis de que hay un cuello de botella en el camino superior también es correcta.

Contenido medio modelo mejorado
Contenido medio modelo mejorado

Tiempo medio

Para reforzar las hipótesis planteadas previamente, incluimos las estadísticas del tiempo medio que pasan los tubos en cada elemento del modelo. Observamos que en el modelo sin mejora, el tiempo medio de estancia de los tubos no se estabiliza y aumenta en gran medida en los almacenes previos a la soldadura, lugar donde como hemos comentado previamente, se acumularán los tubos debido al cuello de botella de la estación de soldadura.

Tiempo medio modelo normal
Tiempo medio modelo normal

Por otro lado, en el modelo mejorado observamos dos grandes acumulaciones. La mayor, en el contenedor de tubos de 500mm, esta acumulación sigue siendo grande, pero la inclusión de la segunda estación de soldadura si que disminuye la relación entre la acumulación de tubos de este contenedor y el resto de contenedores. La otra gran acumulación es en el Almacén 2, esta acumulación se debe al cuello de botella del camino superior del que hemos hablado previamente ya que los tubos se acumulan antes de entrar a la estación de prensado. Otras dos estadísticas que refrendan esta hipótesis son: la acumulación en el Conveyor 8 (contenedor-rampa entre prensado y punzonado) y la poca acumulación en el contenedor de tubos de 470mm, debido a que tras ser procesados, son instantáneamente cargados a la estación de soldadura.

Tiempo medio modelo mejorado
Tiempo medio modelo mejorado

Estado de las máquinas

Continuando con el estado de las máquinas, en esta primera gráfica podemos observar que la estación de soldadura está usada el 65% para procesar y el 35% esperando a recibir los materiales para procesar. El tronzado tiene solo un 2.5% del tiempo ocupado, ya que la gran mayoría de su tiempo estará esperando mientras el operario distribuye los tubos de menor tamaño obtenidos tras este tronzado. Las dos estaciones de prensado y punzonado, estarán ocupando su tiempo procesando un 39.2% y un 54.9% respectivamente.

Estado de las máquinas modelo normal
Estado de las máquinas modelo normal

En cuanto al estado de las máquinas en el modelo mejorado, salvo las estaciones de soldadura, nos encontramos con los mismos porcentajes de estado de máquinas. En cuanto al cambio de soldadura, observamos que hay una reducción de aproximadamente un 10% de tiempo de procesado que pasa a ser tiempo de espera a los materiales. Esto tiene sentido teniendo en cuenta que para la carga pasamos de tener 1 máquina a tener 2, sin cambiar el número de operarios de carga.

Estado de las máquinas modelo mejorado
Estado de las máquinas modelo mejorado

Estado de los operarios

Para el análisis del estado de los trabajadores nos encontramos que los dos modelos apenas presentan diferencias, lo cual resulta esperable ya que en ningún momento se cambian los parámetros de las máquinas (solo se incluye una más). Destacamos que los operarios del camino superior están ocupados prácticamente la totalidad del tiempo, mientras que tanto el operario final como la carretilla están sin ninguna tarea la mayoría del tiempo. El operario de soldadura también ocupa casi la totalidad de su tiempo ocupado en distintas tareas.

Estado de los operarios modelo normal
Estado de los operarios modelo normal

En el modelo mejorado solo encontramos una diferencia respecto al modelo normal. Esta diferencia la encontramos en las estaciones de soldadura. Este cambio consiste en que los operarios de las estaciones están ocupados aproximadamente un 40% menos, pero sin que se vea apenas reducido el tiempo que pasa procesando, esto se debe a la inclusión de un operario de carga o montaje, que se encarga de quitarle este tiempo a los operarios de soldadura. Este operario de carga está ocupado un 60% de su tiempo aproximadamente, por lo que podemos concluir que no es un operario desaprovechado. Aunque debido a la suma total del tiempo ocupado por operarios, se podría prescindir de este operario de carga sin verse afectada la producción.

Estado de los operarios modelo mejorado
Estado de los operarios modelo mejorado

Descarga del modelo

Para revisar los dos modelos realizados se pueden consultar el archivo en el siguiente enlace.

Herramientas personales