G13 1202 2018
De Wikifab
Contenido |
Caso práctico sobre fabricación de tubos
Visión de conjunto
El objetivo de esta primera entrega es el estudio y la simulación de un modelo de fabricación de tubos mediante Flexsim.
El producto a fabricar es el siguiente:
y las fases de fabricación son las mostradas en la siguiente figura:
El mapa (VSM) detallado del proceso, empleando simbología standard, es el siguiente:
Una vez obtenido este mapa, realizaremos un modelo detallado en Flexsim. Se muestra a continuación una perspectiva general del conjunto 3D y una perspectiva superior para ubicar con mayor precisión los elementos.
Elementos empleados
Los elementos empleados en el sistema son los siguientes:
- 1x Fuente
- Source
- 4x Contenedores
- Con1
- Con2
- Con3
- Con4
- 2x Procesadores
- Prensado
- Punzonado
- 2x Operarios
- Juan
- Rodrigo
- 1x Transportador
- Carretilla
- 1x Sumidero
- Sink
Fuente o Source
 Detalle de la fuente |
 Detalle de las piezas en la entrada |
Desde la fuente, el lote de productos entra a la línea de producción. En nuestro caso, los elementos que entran al sistema de fabricación son cilindros de 20 cm. de diámetro y 100 cm. de largo.
Siguiendo las indicaciones del enunciado, la salida de la fuente debe ser 20 piezas cada 10 minutos, así que la fuente se programa de forma que se produzcan elementos en dos tiempos, y repitiendo el proceso indefinidamente.
- 20 elementos en el segundo 0.
- 0 elementos en el segundo 600.
Otras características que se han tenido que modificar son los Triggers en la creación de los elementos de forma que consigamos el tamaño deseado, la orientación horizontal de las piezas y modificar el color de las mismas.
Contenedores
Los tiempos relacionados con cada uno de los contenedores son los tiempos de carga y descarga, que están asociados a los operarios que interactúan con cada contenedor.
- Contenedor 1 - Carga Juan - 4.5 segundos
- Contenedor 2 - Descarga Juan - 4.1 segundos
- Contenedor 3 - Carga Rodrigo - 4.5 segundos
- Contenedor 4 - Descarga Rodrigo - 4.2 segundos
Procesador Prensado
En el puesto de Prensado se realiza el prensado de los extremos de los tubos para formar una superficie plana que permita su soldadura al resto de la estructura metálica. La carga a este proceso se realiza desde el contenedor Con1 y se descarga al contenedor Con2.
 Detalle del prensado |
 Tiempos de prensado |
Procesador Punzonado
En el puesto de Punzonado se punzonan los agujeros que servirán para la unión por atornillado con otros elementos de la estructura. La carga se realiza desde el contenedor Con3 y la descarga se realiza al contenedor Con4.
 Detalle del punzonado |
 Tiempos de punzonado |
Operarios
Se dispone de dos empleados y cada uno de ellos se encarga de un puesto de trabajo. Juan se encarga del Prensado y Rodrigo se encarga del Punzonado. Los tiempos de carga y descarga relativos a cada uno de los puestos son incluidos en el empleado correspondiente.
 Detalle Operario Juan |
 Tiempos Operario Rodrigo |
En la siguiente imagen se muestra en detalle el recorrido seguido por el operario. Se observa que no sigue una trayectoria recta, sino que se mueve de un contenedor a otro evitando la máquina de prensado. Además sigue una linea curvada en el punto más alejado de la maquinaria. Esto le da un aspecto más realista a la simulación, ya que se asemeja a la trayectoria que seguiría un operario de verdad.
De igual manera, se muestra la trayectoria de la carretilla manejada por un tercer operario:
Análisis de resultados
A continuación se estudiarán los resultados del modelo, mediante las gráficas obtenidas en el Dashboard.
El contenido medio de cada contenedor, como cabe esperar, es decreciente según el flujo de productos, pues cuando entran nuevos productos, el orden de comienzo e almacenamiento es progresivo.
De los dos operarios, el primero (Juan) es el que tiene una mayor tasa de ocupación. El segundo (Rodrigo) está sin ocuparse de ninguna tarea aproximadamente un cuarto de su tiempo, lo cual indica un gran desaprovechamiento de recursos.
Especificando más los datos de la figura anterior, se puede observar que la tarea que más tiempo lleva a Juan es la de carga y descarga de la máquina del proceso de prensado, que suma aproximadamente lo mismo que el tiempo de utilización de la máquina.
Por otra parte, Rodrigo utiliza un 10% más de su tiempo en utilizar la máquina que cargando y descargando.
El gráfico de la salida por hora de cada operación de procesamiento indica que debe haber un cuello de botella en la fábrica, pues eliminando los efectos de la primera entrada, los valores se deberían estabilizar en torno a 140 productos por hora, si se tiene en cuenta la frecuencia de suministro al sistema.
No ocurre que haya acumulación de productos por la suposición de que los contenedores únicamente admiten 20 unidades.
Lo comentado anteriormente se visualiza de una manera más clara en las gráficas siguientes, de donde se concluye que la frecuencia de suministro al contenedor 1 es mayor que lo que tarda en vaciarse.
El cuello de botella se observa en el diagrama de Gantt de estados a continuación, pues cada 20 productos no son producidos en los 10 minutos (600 segundos) de intervalo entre cada llegada de tubos.
Como lleva más tiempo, habría que buscar soluciones alternativas a esta fabricación, como diversificar la fábrica paralelizando tareas, aunque eso conllevaría un coste superior.
El conjunto del Dashboard se vería así:
Fichero de simulación
Para visualizar mejor todo lo comentado dinámicamente, el modelo de simulación expuesto es descargable pinchando aquí.
