G19 1202 2018

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Contenido

Trabajos parciales fabricación

Trabajo 1: Caso práctico sobre la fabricación de tubos



Introducción


El objetivo de este trabajo es el de realizar el modelo y la simulación con el correspondiente análisis de resultados del primer caso práctico propuesto sobre la fabricación de tubos. Para ello se parte de la información del enunciado que ha sido resumida a continuación:

Producto a fabricar.
Producto a fabricar.

Para ello, se tiene una sección de conformado de tubos metálicos formado por dos puestos de trabajo atendidos por dos operarios. En el primer puesto de trabajo se va a realizar el prensado de los extremos de los tubos para formar una superficie plana que permita su soldadura al resto de una estructura metálica. El producto procesado se descarga a un contenedor que está al lado de la prensa. Este contenedor se desplaza al puesto siguiente que se encuentra a 2m con una carretilla.

En el segundo puesto se punzonan los agujeros que servirán para la unión por atornillado con otros elementos de esa estructura. La descarga se hace sobre un contenedor. Una vez que el contenedor se ha llenado se expide a la sección siguiente.

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.


Las piezas obtenidas en cada fase se muestran a continuación:

Fases de fabricación.
Fases de fabricación.

Las distintas operaciones que se realizan en cada uno de los dos puestos junto con el tiempo asociado a dicha operación, se especifican en las tablas a continuación:


Tabla de operaciones para puesto 1
Descripción Tiempos
Tomar pieza del contenedor 4,5 s
Colocar la pieza en el utillaje 1,9 s
Fijación de la pieza cerrando el utillaje con las bridas 2 s
Prensado de los extremos 2,1 s
Desembridar 1,8 s
Dar la vuelta de la pieza para conformar el otro extremo 2,2s
Embridar 2 s
Prensar el segundo extremo 2,1 s
Desembridar 1,8 s
Descargar sobre contenedor de salida 4,1 s
Tabla de operaciones para puesto 2
Descripción Tiempos
Tomar pieza del contenedor de entrada 4,5 s
Colocar la pieza sobre un utillaje en uve y centrador deslizable con brida central manual 2,1 s
Fijación de la pieza cerrando la brida 2 s
Poner tope y desplazar hasta tope 2,1 s
Punzonado del primer punto por ambos lados 2 s
Levantar tope y desplazar la pieza hasta el segundo agujero 2,1s
Punzonado del segundo punto 2 s
Girar la pieza para punzonado desde el otro extremo 2,6 s
Punzonado del tercer punto 2 s
Desplazar la pieza hasta el segundo agujero 2,1 s
Punzonado del cuarto punto 2 s
Desembridar y extraer 1,9 s
Descargar sobre contenedor de salida 4,2 s

Esquema VSM


A continuación, se muestra el mapa VSM detallado del proceso, empleando simbología estándar.

Mapa VSM
Mapa VSM

Simulación en Flexim


En la siguiente imagen se muestra el esquema general del modelo realizado con Flexsim.


Modelo realizado con Flexsim
Modelo realizado con Flexsim
Detalle del modelo 1
Detalle del modelo 1
Detalle del modelo 2
Detalle del modelo 2


El sistema posee dos puestos de trabajo representados mediante un processor atendidos por dos operarios. En el primer puesto existe una prensa mientras que en el segundo puesto se realiza el proceso de punzonado. Se dispone de cuatro contenedores reproducidos mediante queues para depositar las piezastanto antes como después de cada proceso. Se emplea una carretilla para el traslado de las piezas de un puesto a otro. El source permite crear entidades que llegan a nuestro modelo, tubos metálicos en nuestro caso, mientras que un sink permite destruir dichas entidades del sistema así como recoger estadísticas.

A continuación, se muestran los detalles de los objetos empleados para la simulación.


Los cuatro contenedores utilizados han sido programados para trabajar por lotes, con una capacidad máxima de 20 piezas, como se muestra en la imagen.


Detalle contenedor
Detalle contenedor


Los dos procesos que se realizan son el de prensado y punzando.

Detalle proceso prensado
Detalle proceso prensado


Además se ha añadido dos operarios que se encargarán del transporte y colocación de las piezas en los contenedores y las máquinas. En la siguiente imagen se puede ver como se han configurado.


Detalle operario
Detalle operario

Resultados y conclusiones


Por otro lado, las gráficas del Dashboard representadas en la siguiente imagen van a permitir realizar el análisis de los resultados de la simulación.Estos gráficos son:

  • "Average content": Representa el contenido medio de cada contenedor, que como era de esperar decrece con el avance del proceso.
  • "State Pie": Diagrama circular que representa ( en tanto por ciento) el tiempo dedicado en cada parte de la simulación. Estos gráficos muestran como la mayor parte del tiempo es usada en acciones de carga y descarga de los contenedores.
  • "Average Staytime": Representa el tiempo medio que permanece cada pieza en cada uno de los contenedores y centros de proceso. En este gráfico se observa como el tiempo medio que permanecen las piezas en los distintos contenedores es significativamente mayor que el tiempo que pasa en los procesos de prensado y punzando.
  • "Output per hour": Salida por hora de cada operación (prensado y punzonado). En esta gráfica se observa como el prensado produce más piezas a la hora que el punzando, esto se debe a que el proceso de prensado es más corto que el de punzonado.
  • "Content vs time": Esta gráfica relaciona el número de piezas en cada contenedor con el tiempo transcurrido. Según esta gráfica, los contenedores del proceso funcionan como era de esperar, es decir, vaciándose uno primero para poder llenarse progresivamente el siguiente.


Dashboard de la simulación
Dashboard de la simulación

Archivo fsm


Aquí se añade el enlace para descargar el archivo .fsm

Archivo flexsim

Trabajo 2: Caso práctico sobre la fabricación de bastidores tubulares



Introducción


Producto a fabricar
Producto a fabricar

El objetivo de este trabajo es el de diseñar un modelo de simulación del funcionamiento de una sección de conformado de la fabricación de bastidores, analizando su funcionamiento y recogiendo datos representativos de su funcionamiento.

El proceso se inicia con el suministro de tubos que tienen una longitud de 6m. Los tubos se pasan por una tronzadora que corta cada uno de ellos a la dimensión que en cada momento se solicite (470mm y 500mm).Los tubos cortados se descargan a dos contenedores según su tamaño, a partir de aquí cada tubo cortado seguirá un camino diferente en función de su longitud:

  • 500 mm : Una vez se ha llenado el contenedor con los tubos de 500 mm, estos se pasan al puesto final de soldadura.
  • 470 mm: Los tubos de 470 mm pasan por las máquinas de prensado y punzonado antes de llegar al puesto de soldadura.

En el puesto de soldadura se montan cuatro tubos en el utillaje ( dos tubos de cada longitud) y se suelda sobre él.

Finalmente,los bastidores se descargan sobre una cinta transportadora que desemboca en un contenedor final.


Esquema VSM


Se muestra a continuación el mapa (VSM) detallado del proceso, representado con simbología standard.

VSM
VSM

Simulación en flexsim


Primero se ha simulado el modelo con una sola máquina de soldadura. Este modelo se representa en la imagen a continuación:

Visión general del modelo en flexsim
Visión general del modelo en flexsim

A continuación, se van a detallar algunas propiedades de los objetos del modelo:

  • La entrada genera dos tipos de ejes de igual apariencia. Cada tipo de los ejes se utilizará para crear un eje de medida indicada.


Source


  • Estos ejes tras pasar por un primer contenedor (con capacidad máxima de 10), pasan a la tronzadora, donde se cortarán los tubos a 500mm o 470 mm en función de su tipo (1 o 2).Una vez cortados se depositan en un contenedor u otro según su longitud.
Tronzadora


  • Los tubos de 500 mm se transportan con una carretilla a un segundo contenedor, previo al puesto final de soldadura. Los tubos de 470 mm pasan primero por los puestos de prensado y punzando y finalmente a otro contenedor, previo a la soldadura.


  • En el puesto de soldadura, un operario utiliza las piezas de los dos contenedores contiguos, además del utillaje que le llega a partir de un "source".



  • Finalmente, los bastidores son transportados por un cinta hasta el contenedor final donde se almacenan.

Tras realizar esta simulación, se observó como se produce un cuello de botella de la producción en la máquina de soldadura. Por este motivo, se decidió realizar algunas modificaciones al modelo original.Se añadió un nuevo puesto de soldadura con un nuevo operario y un nuevo "source" de pallets asociados a dicha máquina. Además,a la salida de cada puesto de soldadura se ha añadido un conveyor en el que se descargan los bastidores una vez soldados, y que desembocan finalmente en el contenedor final. También se ha añadido a un operario encargado de la carga y descarga de las piezas en cada uno de los puestos de soldadura.

A continuación, se muestra el modelo modificado:

Visión general del modelo modificado en flexsim
Visión general del modelo modificado en flexsim

Resultados y conclusiones


A continuación, se va a analizar los resultados obtenidos en las simulaciones de los dos modelos.

En las siguientes imágenes se pueden observar distintas gráficas para las dos simulaciones. Esto es:

  • Output per Hour: Estos gráficos muestran información sobre cuánto son capaces de producir cada puesto de trabajo en una hora.
  • State Gantt: Este gráfico sirve para conocer el tiempo dedicado a cada operación en cada puesto a lo largo del tiempo transcurrido en la simulación.
  • Statte Bar: Sirve para conocer el porcentaje de tiempo dedicado en cada puesto a las distintas operaciones.



Dashboard de la simulación
Dashboard de la simulación del modelo modificado


A continuación, se muestra los gráficos State Pie:

Dashboard de la simulación Dashboard de la simulación del modelo modificado


Observando lo que ocurre en las máquinas, al añadir un puesto de soldadura en paralelo, se comprueba como ambas soldadoras siguen trabajando prácticamente al 100% de su capacidad. Luego tras la modificación realizada sigue existiendo cuello de botella en la producción debido a los puestos de soldadura.

Archivo fsm


En los siguientes enlaces se puede descargar los archivos .fsm.

Modelo original: Archivo flexsim

Modelo modificado: Archivo flexsim


Trabajo 3: Caso práctico sobre la fabricación de lotes múltiples de productos diferentes



Introducción


En este apartado se va a explicar el modelo y la simulación realizada del ejercicio planteado, además del correspondiente análisis de los resultados.

El problema planteado es el de la fabricación de productos con procesos distintos, el que se va a producir productos que se procesan en tres máquinas siguiendo procesos diferentes en cuanto al número y extensión de las fases. Todos los productos se procesan en lotes que se trasladan de una máquina a otra por medio de una carretilla con un contenedor.La capacidad de cada contenedor según el producto es la siguiente:


Producto Capacidad
A 20
B 15
C 20
D 10


El plan de producción en una semana es el siguiente:

Producto Producción
A 40
B 30
C 20
D 30


Los tiempos de procesamiento y preparación de las distintas máquinas (1,2 y 3) se recogen en la siguiente tabla en minutos.


Producto Preparación 1 Procesado 1 Preparación 2 Procesado 2 Preparación 3 Procesado 3
A 17.5 11.7 11.8 7.7
B 20.1 13.5 15 10.2
C 18.8 12.3 15 10.5
D 20.1 14.1 18.1 12.7 13.3 9.5


Al final de la sección existe un puesto de inspección que detecta los productos defectuosos y los retira a un contenedor.(El tiempo de inspección es de 5,5 min). El nivel de defectos detectados para cada producto se recoge en la siguiente tabla:

Producto Defectos %
A 1
B 1,5
C 0,9
D 1,5

Esquema VSM


Se muestra a continuación el mapa VSM del modelo:

VSM del modelo
VSM del modelo

Simulación en Flexsim


Resultados y Conclusiones


Archivo fsm


Herramientas personales