G19 1202 2018 - Trabajo 3: Caso práctico sobre la fabricación de lotes múltiples de productos diferentes

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Contenido

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


Vista general del modelo se muestra en la imagen siguiente:

Vista general del modelo
Vista general del modelo


Para la realización de este ejercicio se ha creado una tabla global con los datos del enunciado. En ella se identifican cada uno de los productos a fabricar con una letra (A,B,C,D) y con un código (101,11,110,111 respectivamente). También se indica en número de piezas de cada tipo a producir y el tamaño de los lotes, así como los tiempos de preparación y procesado necesarios en cada máquina. Una última columna determina el porcentaje de error resultante en cada tipo de pieza.Esta tabla se muestra en la imagen siguiente:


Tabla de datos
Tabla de datos


En el source principal del modelo, se han definido también cada uno de los cuatro productos que este se encargara de suministrar. Para ello, se ha añadido en la "Arrivals Table"de la siguiente manera:


Source
Source


También se han añadido columnas vacías que corresponden con los tiempos de llegada y salida de los distintos contenedores ( separadores y combiners) del modelo. Estas etiquetas son importantes pues se utilizarán más adelante para medir los tiempos de los distintos ítems del modelo.

Una vez el source suministra las distintas piezas, cada una de ellas seguirá una ruta diferente dependiendo de su tipo. Así por ejemplo, el producto C sólo va a pasar por las máquinas 1 y 2, mientras que el producto A pasará por las máquinas 1 y 3. Por este motivo previamente se han definido los códigos que identifican los productos en formato binario : A(101), B(11), C(110) y D(111).

Al conjunto de cada máquina con su separator y su combinar correspondiente lo hemos llamado Fase, de forma que tenemos tres fases por las que pasarán o no cada producto en función de esta ruta. Los encargados enviar cada lote a la fase correspondiente serán los combiner del modelo. Para ello, se han definido en el combiner los labels de Código y Tipo, y se ha creado el código siguiente en el SendToPort de cada combiner:


Labels en el contenedor de entrada Send to Port


En cuanto a la medición de tiempos, esta se realiza por medio de código propio que hemos creado en la entrada (OnEntry) y la salida (OnExit) de cada separator y combiner en todas las fases. Algunos ejemplos de estos códigos se van a mostrar y a explicar ahora.

A continuación se muestra el código de OnEntry y OnExit del Separator de la fase 1. En estas imágenes se puede ver la manera en que se mide el tiempo al llegar el lote y el tiempo al salir las piezas. Esto se realiza con una variable auxiliar que hemos llamado T1, que se mide al llegar el lote al separador y se graba en la variable final (TEcontEntMaq1) a la salida junto con el tiempo de salida (TScontEntMaq1).

OnEntry OnExit


Al llegar las piezas al Combiner se guarda el tiempo de entrada de cada pieza en la variable TEcontSalMaq1. Y a la salida el tiempo se guarda en una variable auxiliar que hemos llamado TS que más adelante en el siguiente Separator) será volcada en una variable final, igual que hemos hecho antes. A la salida del Combiner también se guarda un valor de una variable llamada Fase, está es utilizada más adelante( en un separator) para saber de que fase proviene el lote (1,2 o 3). Las imágenes siguientes corresponden al combiner de la Fase 1.

OnEntry OnExit

Una vez llega un lote nuevo al Separator de la siguiente fase, se recupera el tiempo medido en el combiner anterior (TS), grabándolo en otra variable auxiliar (T1) asociada a el Separator. En la entrada también, se guarda en otra variable auxiliar (T2), el tiempo de entrada del lote. A la salida del Separator se guardan los valores de las variables auxiliares (T1 y T2) en TScontSalMaq1 y TEcontEntMaq2, es decir, los tiempos de salida del combiner del que proceden y los tiempos de entrada del separator en el que están. También aquí se guardan los tiempos de salida de los productos del separator.( TScontEntMaq2). A continuación, se muestra el código del separator de la fase 2:

OnEntry OnExit


Esta forma de operar es analoga para el resto de fases del ejercicio, es decir, para el resto de Separators y Combiners. Así por ejemplo se muestra el código de OnEntry y OnExit del ultimo separator del modelo, que guarda los tiempos del mismo modo que hemos explicado antes.

OnEntry OnExit


Por otro lado,en la maquina de inspección se clasifican las piezas en defectuosas y no defectuosas por porcentajes, mandándolas a contenedores diferentes. Y en la salida de esta máquina se vuelcan todos los tiempos medidos durante toda la simulación en una tabla de tiempos (Global Tables). Esto se consigue gracias al código que se muestra a continuación.

flow maquina inspección OnExit


La tabla de tiempos con todos estos tiempos de los procesos se acumulan a los largo de la ejecución del programa en la tabla de tiempos que se muestra a continuación:

Tabla de tiempos

Resultados y Conclusiones


Panel de resultados del modelo

En este apartado se analizan los resultados obtenidos con el modelo de simulación. Se acompaña el análisis con los gráficos del dashboard de la herramienta Flexsim.

En esta primera imagen se muestra el contenido medio de los contenedores de Correctos y Defectuosos tras la Inspección, se observa concordancia con los datos del problema, donde la proporción de objetos defectuosos varía entre 0,9% y 1,5% dependiendo del producto.

contenido medio del contenedor tras la máquina de inspección

A continuación, se muestra la barra de estados de los operarios y de las máquinas. La máquina 1 posee los mayores tiempos de preparación y procesado, por lo que es coherente que sea la que mayor tiempo está operando.

Diagrama State Bar

En el diagrama de Gantt se puede ver la distribución y reparto de todos los procesos presentes en la fábrica, se pueden observar los tiempos de producción, bloqueo y espera.

Diagrama State Gantt


Análisis de tiempos y Costes

Para el análisis de costes suponemos que tenemos tres máquinas cortadora- fresadora de la marca TCI Waterjet modelo BP 2-1530-2, con un consumo eléctrico de 12 KW hora. También se ha estimado el precio de KWh a 0,135 € .A partir de este consumo estimado se procede a calcular el coste total por producto:

precio horario y consumo
Tabla estimación costes

Archivo fsm


Archivo Flexsim

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