G27 1202 2018

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Ejericicio 1. Conformado de tubos

A partir de la explicación del proceso de prensado y punzonado de tubos metálicos, el objetivo de este trabajo es ser capaz de interpretar y plasmar la modelización del proceso mediante el simulador Flexsim. El producto que se va a conformar es el siguiente:

Imagen:enunciadotubo.png

Podemos ver también las modificaciones que sufre el tubo de partida a lo largo del proceso.

Imagen:fasesdefabricacion.png

Quedan muy claras todas las etapas del proceso gracias al mapa VSM del proceso, donde, representamos la fuente y el sumidero mediante flechas en la dirección del flujo. Los triángulos representan los contenedores donde se almacenan los tubos y los rectángulos los procesos de prensado y punzonado que dan lugar al producto conformado.

Imagen:mapaVSM.png

Además de los elementos ahora mencionados, se usa una carretilla para transportar los lotes del segundo al tercer contenedor. Por otro lado, y como vamos a ver a continuación, hay dos operarios a cargo de cada procesado. Sus tareas quedarán detalladas gracias a la implementación del nuestro modelo Flexsim.

Para empezar, plasmamos el mapa VSM en el software:

Imagen:vsmflexim.png


El siguiente paso fue programar las funciones de cada elemento del proceso. Hay algunos aspectos que nos gustaría destacar:

Como se comentó en clase, una idea para cumplir la especificación del enunciado respecto al tamaño de los lotes y al Tack time es hacer que en el segundo 1 del proceso lleguen 20 barras (un lote) y en el segundo 600, correspondiente a 10 minutos, lleguen 0 barras, consiguiendo así marcar el intervalo de tiempo entre el inicio y el fin de la producción.

Imagen:tiiempos.png

En los contenedores, es importante que para que el proceso sea eficiente se tenga preparen lotes completos para que la carretilla los transporte en un solo viaje. No tendría sentido que fuera de uno en uno ya que se perdería mucho tiempo y además se desaprovecharía el espacio disponible en la propia carretilla. Esto se define en Target batch size. Se muestra a continuación:

Imagen:carretillla.png

Una vez realizadas estas tareas nos centramos en definir el funcionamiento de las máquinas de procesado. Tanto el prensado como el punzonado llevan asociados un operario que se encarga de cargar y descargar los tubos.

Imagen:mapacompletus.png

A la hora de configurar las tareas de los operarios y el funcionamiento de las máquinas nos gustaría remarcar algunas consideraciones que, al no haberlas tenido en cuenta en un principio, nos dieron algunos problemas.

Para que los operarios asignados a cada proceso y contenedor lleven a cabo sus tareas es necesario indicarlo de forma explícita. Al simular el proceso se observa como la trayectoria seguida por éstos es recta y la más corta posible, atravesando las máquinas en algunas ocasiones, lo que resulta irreal y no es adecuado para la obtención de conclusiones en la simulación. Para arreglar esto y hacer sus movimientos más reales se ha introducido la trayectoria por la que tienen que moverse, con la opción NetworkNode.

Además, los operarios solamente han de estar conectados al contenedor donde se recogen los tubos y a la propia máquina de procesado, sin embargo, no es necesario conectarlos con el contenedor donde se almacenan antes de pasar a la siguiente etapa del proceso.

Se muestran a continuación las configuraciones de los operarios y las máquinas (se muestran el prensado y su correspondiente operario para no sobrecargar de imágenes el documento. La configuración del segundo operario y del prensado son análogas, cambiando solo los tiempos establecidos para cada operación:


Imagen:fernando.png

Imagen:fernix.png


Es importante fijar una correcta distribución de los tiempos de procesado. A los operarios se les atribuyen los tiempos de carga y descarga (Load and Unload time ). El resto del tiempo, llamado por Flexim Process time se le atribuye a la máquina. Queda más claro con la siguiente tabla:


Imagen:tablatieemps.png


En resumen, 4.5 es el tiempo de carga, se le atribuye al operario; 15.9 es el tiempo de procesado, se le atribuye a la máquina y 4.1 es el tiempo de descarga, se le atribuye al operario.


Análisis de resultados y conclusiones

Para que las Dashboards y en conecuencia las conclusiones que saquemos sean lo más fiables posibles se han simular una cantidad de lotes bastante amplia. Nos centramos en primer lugar en el rendimiento de los dos operarios.

Imagen:rendimientou.png

Los resultados son bastante satisfactorios ya que Vicente, el operario del punzonado, está ocupado casi la totalidad de su tiempo mientras que Fernando, el encargado del prensado ronda el 85% de ocupación. Nos surge la duda de si tener tasas tan cercanas al 100% de ocupación podría llegar a ser contraproducente por riesgo de saturación.

Se puede estudiar con más detalle a que dedican los operarios cada tiempo. Vemos como Fernando pasa más tiempo en carga y descarga que la utilización de la máquina, mientras que con Vicente pasa lo contrario, aunque con diferencias aú más significativas.

Imagen:operators.png

Imagen:quesitoss.png


Por otro lado, y como es lógico vemos que el porcentaje de ocupación de los contenedores va en orden decreciente conforme avanza el proceso. Los lotes entran por el contenedor uno, por lo que las posibilidades de que el último contenedor esté vacío son mayores.

Imagen:containers.png

Imagen:quesoss.png



EJERCICIO DOS

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El objetivo de este segundo ejercicio es realizar un modelado eficiente para un proceso cuyo objetivo es la fabricación de bastidores a partir de tubos metálicos de 20 mm de diámetro. Cada bastidor está formado por cuatro tubos, como se puede ver en la figura proporcionada en el enunciado.

Imagen:tomas1.png

En primer lugar vamos a mostrar el mapa VSM del modelado. Se ve muy claramente gracias a la simulación en Flexim,las etapas y el transcurso del proceso, sin embargo vamos a describir de manera muy breve lo sucedido. Se suministran tubos de 6 metros de longitud, los cuales pasan inmediatamente a una tronzadora. La novedad de este enunciado con respecto al primero es la distinción en las dimensiones de los tubos que pasan por dicha máquina. Hay que indicar que tendremos tubos de dos tipos. Para conseguir el producto final los hacemos pasar, en principio, por una soldadora (de momento no incluimos las posibles mejoras del proceso). No obstante, los tubos de 470 mm pasan por la prensadora para la conformación de los extremos y los agujeros.

Imagen:tomas3.png

Por otra parte y antes de entrar en detalle de cada etapa, mostramos dos imágenes globales de nuestra simulación en Flexim.

Imagen:tomas2.png

Imagen:tomas4.png


Elementos de la simulación en Flexim

Al igual que en nuestro primer trabajo vamos a ir comentando elemento a elemento, indicando los aspectos más importantes de la configuración, así como algunos aspectos conceptuales que nos resultan importantes para entender bien las particularidades del enunciado, haciendo especial hincapié en lo novedoso. Comenzamos por las fuentes: En Arrival style hemos seleccionado Arrival sequence ya que, como hemos adelantado en la introducción es necesario distinguir entre dos tipos de tubos para su posterior tronzado.

Imagen:tomas5.png

Tras pasar por un contenedor donde se almacenan los diferentes tubos, los hacemos pasar por la tronzadora, que en este caso es modelada mediante un separator. Aplicando triggers ayudamos a distinguir los dos casos. Además, para introducir correctamente los tiempos, se utiliza una distribución normal de media 6 segundos y desviación típica de 0.5 segundos.

Imagen:tomas6.png

Los tubos de 500 mm no sufren más modificaciones hasta que se soldan, sin embargo los de 470 mm sufren un proceso intermedio, del que hay ciertos aspectos que nos gustaría destacar. Entre las máquinas de prensado y punzonado se introduce una cinta transportadora, que ayuda en la labor de los operarios. Al principio vimos que al probar la simulación del modelo el operario se dirigía al principio de la cinta, algo muy poco realista. Para solucionar esto se decidió introducir a continuación una segunda cinta transportadora. Esta ha de tener una distancia mucho menor, haciendo de rampa de salida de los tubos que están a punto de ser introducidos en la maquina de punzonado por el operario. Vemos a continuación la configuración de estos convenyor.

Imagen:tomas7.png

Imagen:tomas8.png


Dado que ya se entró en detalle ( tema de set up time y process time) en la anterior entrega no se va a explicar con detalle la configuración del prensado y del punzonado.

Imagen:tomas9.png

Imagen:tomas10.png

Tras este proceso intermedio los tubos son almacenado en un contenedor a la espera de ser soldados. Para realizar esta tarea en Flexsim hay que seleccionar la opción combiner, sin olvidar la opción join dentro de dicha pestaña. Así se consigue que los diferentes tubos que estamos conformando prosigan el proceso con éxito y la soldadura se realice exitosamente.

Imagen:tomas11.png

Imagen:tomas12.png

Imagen:tomas13.png

Es necesario también añadir un suministro de utillajes de soldadura.

Imagen:tomas14.png

Ahora, vamos a describir brevemente las tareas desempeñadas por los operarios.

Luis se encarga de recoger los tubos suministrados por la fuente almacenados en el primer contenedor, de manejar la tronzadora, donde se cortan en función de su longitud como ya se ha visto y de recoger los tubos pequeños para introducirlos en sus respectivos contenedores.

Imagen:tomas15.png

Imagen:tomas16.png

Juan y Carlos se encargan de controlar la cinta transportadora y sus tareas asociadas. El primero se encarga de recoger los tubos depositados por Luis en el contenedor y de hacerlos paar por la prensadora, mientras que el segundo se encarga de recoger los tubos de la cinta transportadora (dónde los ha introducido Juan) y de hacerlos pasar por la punzonadora.

Para no sobrecargar esta entrega no se van a incluir las configuraciones de todos los operarios. Su posición se puede consultar en la vista general del modelada presentada en la introducción. El último operario, Lucas, se encarga de varias tareas: Estar al tanto de los tubos que llegan transportados por la carretilla, de los utillajes, de los tubos recién punzonados y de por supuesto, suministrar todo a la soldadora.

Como novedad con respecto al ejercicio uno, se introduce como se puede ver una carretilla. Vemos aquí su configuración:

Imagen:tomas17.png

Análisis de resultados y posibles mejoras

Gracias a las Dashboards podemos ver y analizar el comportamiento de los diferentes elementos anteriormente descritos, tanto los contenedores, de los que conocemos su ocupación a tiempo real, como de los operarios, sabiendo que nivel de carga de trabajo tienen y a que tareas dedican su tiempo. Vemos que Lucas está tremendamente sobrecargado, mientras que Juan no llega al 50% de su actividad. Por esto y por el tapón que, como vamos a ver a continuación, supone la soldadura hemos de buscar una mejora de nuestro modelado

Imagen:tomas18.png

Resulta más interesante estudiar los tiempos de las procesadoras, donde podemos deducir claramente que la soldadora actúa como cuello de botella del proceso, ralentizándolo y volviendolo poco eficiente.

Imagen:tomas19.png

Para mejorar el proceso se decide introducir una segunda soldadora. En primer lugar podemos ver una vista del nuevo modelado, destacando los cambios realizados en la parte final del proceso. Además de una nueva máquina, se contrata a un segundo operador para así intentar que Lucas no tenga tasas de ocupación tan elevadas.

Imagen:tomas191.png

Imagen:tomas20.png

La adición de estos dos elementos no es suficiente para que el proceso funcione de la manera más óptima, también habrá que ver como afecta esto al resto de elementos de la cadena. Un claro ejemplo es el punzonado, ya que al terminarse dicho proceso hay que especificar cual será el contenedor destino. Lo lógico sería que fuera directamente al contenedor más vacío, sin embargo esto también hay que especificarlo en su configuración, como se muestra en la siguiente imagen.

Imagen:tomas21.png

Los contenedores 7 y 8 permanecen invariantes. Ramiro, el nuevo operario, se encarga de la segunda soldadora, mientras que Lucas sigue con las tareas que tenía anteriormente, aunque esperemos que con más descanso, lo veremos ahora con los nuevos Dashboards.

Imagen:tomas22.png

Imagen:tomas23.png

Analizando los nuevos resultados vemos que Ramiro, aunque no está muy ocupado, consigue liberar algo a Lucas (unicamente un 6%). Las dos soldadoras siguen estando activas una gran parte del tiempo, pero gracias a que se reparten el trabajo se consigue que el proceso sea algo más eficiente.

Imagen:tomas24.png

Imagen:tomas25.png


Ejericicio 3. Fabricación de productos con procesos distintos

En esta entrega se estudiará y analizará mediante Flexim la fabricación de productos con diferentes procesos.

El esquema de la planta se muestra a continuación:

Imagen:Entrega3_1.jpg

Como información adicional para el enunciado del ejercicio se proporcionan las siguientes tablas:


Plan de producción de una semana típica.

Imagen:Entrega3_2.jpg

Tiempos del procesamiento en minutos para cada producto.

Imagen:Entrega3_3.jpg

Nivel de defectos detectados para cada producto.

Imagen:Entrega3_4.jpg


Mapa VSM y visión de la planta

A continuación se muestra el mapa VSM detallado del proceso:

Imagen:Captura_de_pantalla_2018-10-12_a_las_13.30.31.png

Pasando este diagrama de proceso a Flexim se obtiene el siguiente modelo:

Imagen:Entrega3_5.jpg


Descripción de los elementos empleados

FUENTE

La fuente de este modelo nos debe proporcionar cuatro tipos de productos distintos.Cada producto suministrado viene en un lote con cantidades diferentes de productos, viene con un código distinto y con un porcentaje de defectos establecido.

Imagen:Entrega3_6.jpg

Imagen:Entrega3_7.jpg


CONTENEDORES

A diferencia de en ejercicios anteriores, en este se introduce un contenedor común a las 3 salidas de las soldaduras, mostrado en la siguiente imagen. Este contenedor se encarga de recoger los productos finalizados y llevarlos al contenedor de salida.

Imagen:Entrega3_8.jpg


CARRETILLA

Al tener tres procesos en paralelo, es necesario tener una carretilla que suministre los productos por dichas máquinas.

En la imagen podemos apreciar la trayectoria de la carretilla en todo el recorrido por los procesos.

Imagen:Entrega3_9.jpg


SEPARADOR

Este separador, colocado a la entrada, será el encargado de distribuir los distintos productos por las diferentes máquinas, según le corresponda.

A diferencia de en ejercicios anteriores, es necesario programar el flujo de salida de los productos, ya que lo que se quiere hacer no correspondería a ninguna opción predeterminada.

Imagen:Entrega3_10.jpg


PROCESADORES

La zona de procesamiento de los diferentes productos consta de 3 lineas con los mismos elementos, cada una de ellas con sus particulares tiempos de procesado, carga y descarga. Cada una de las líneas consta de un separador, un procesador y un combinador. A continuación se muestra la imagen detallada de una de estas líneas.

Imagen:Entrega3_11.jpg Imagen:Entrega3_12.jpg Imagen:Entrega3_13.jpg


INSPECCIÓN

Después de procesar cada uno de los diferentes productos, pasan todos a un almacén común mostrado anteriormente. Después de esto llegan al puesto de inspección, donde según si los productos son defectuosos o válidos pasan a dos diferentes almacenes.

Imagen:Entrega3_14.jpg

Imagen:Entrega3_15.jpg


OPERARIOS

En este modelo se disponen de 4 operarios, 3 de ellos asociados a cada uno de los procesadores y otro en el puesto de inspección. A continuación se muestra uno de ellos como ejemplo, ya que son todos iguales.

Imagen:Entrega3_16.jpg



ANÁLISIS DE RESULTADOS

En esta sección se realizará el análisis de los resultados obtenidos a partir del modelo de simulación, con la inclusión de las gráficas del dashboard de FlexSim.

En la primera imagen se muestra la salida por hora de las máquinas (1, 2 y 3) y de la zona de inspección. Después se muestra el diagrama de estados de estas máquinas, para así ver su ocupación.

Imagen:Entrega3_17.jpg

Imagen:Entrega3_18.jpg


En estas dos gráficas se ve de forma muy clara que los tres procesadores y el puesto de inspección están gran parte del tiempo libres.

La siguiente gráfica permite observar el contenido medio de los sumideros de salida, donde podemos observar que el contenido de piezas defectuosas es muy inferior al de piezas correctas.

Imagen:Entrega3_19.jpg


Por último se pasa a mostrar la ocupación de los 4 operarios y de la carretilla. En ella se observa que los operarios de las procesadores tienen un tiempo de ocupación variable entre el 38% y el 87%, lo que indica que hay un operario mucho más utilizado que otro. También se observa que Juan, el operario asignado al puesto de inspección sólo está ocupado un 8.5% de su tiempo y la carretilla un 10.6%.

Imagen:Entrega3_20.jpg

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