G28 1202 2018

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Contenido

Ejercicio 1 - CASO PRÁCTICO SOBRE FABRICACIÓN DE TUBOS

El objetivo de la primera entrega parcial es el análisis y simulación de un proceso de conformado de tubos. Para ello se va a realizar primero un Mapa del Flujo de Valor (VSM) del proceso y posteriormente se simulará el modelo en Flexsim, realizando una evaluación de los resultados obtenidos.


Mapa del Flujo de Valor

A continuación, se muestra el mapa VSM, en notación estándar, obtenido a partir de los datos del enunciado:


Mapa VSM del proceso de fabricación de tubos
Mapa VSM del proceso de fabricación de tubos

Modelo en Flexsim

Una vez generado este mapa, puede procederse a elaborar un modelo en Flexsim, que permitirá analizar en detalle los atributos de este proceso de fabricación. La siguiente imagen da una visión en 3D del modelo diseñado:

Perspectiva 3D del proceso de fabricación de tubos
Perspectiva 3D del proceso de fabricación de tubos

Objetos empleados

A continuación se enuncian los objetos utilizados en este modelo:

  • Source (1x)
    • Suministro
  • Queue (4x)
    • Cont1
    • Cont2
    • Cont3
    • Cont4
  • Processor (2x)
    • Prensado
    • Punzonado
  • Transporter (1x)
    • Carretilla
  • Operator (2x)
    • Juan
    • Pepe
  • Sink (1x)
    • Sumidero

Detalles de los objetos

Suministro

A través del suministro llega un lote de 20 tubos cada 10 minutos. En el caso de este modelo, los tubos se representan mediante cilindros amarillos de 20 cm. de diámetro y 1 m. de longitud.

Características del suministro
Características del suministro

Contenedores

Todos los contenedores del sistema tienen una capacidad máxima de 20 unidades y agrupan los productos que reciben en lotes de este tamaño.

Detalles de los contenedores
Detalles de los contenedores

Procesadores

Se tienen dos etapas de procesado diferentes, una primera de prensado de los tubos y una segunda etapa en la que se realizan las operaciones de taladrado. Pueden observarse los tiempos tecnológicos de los dos procesos en las tablas asociadas a cada uno de ellos en el mapa VSM del proceso Véase Apartado 1.1. El tiempo asociado al prensado es de 15.9 s. y el del punzonado de 22.9 s.

Operarios

Por último se ha asociado un operario a cada uno de los dos procesadores. Además, el segundo operario se encarga de trasladar los tubos prensados hasta el proceso de punzonado mediante una carretilla. En estos operarios es necesario repercutir los tiempos de carga y descarga de cada uno de los procesos. Véase Apartado 1.1

Análisis de resultados

En la imagen que se muestra a continuación puede observarse un breve resumen de los indicadores más significativos del modelo en forma de gráfico de barras.

Perspectiva superior
Perspectiva superior

A partir de los resultados obtenidos puede observarse que mediante el proceso diseñado NO es posible procesar todos los tubos suministrados. Esto se debe a que el tiempo de ciclo del producto en esta línea es mayor que el periodo de suministro de los tubos. Si se tiene en cuenta que el tiempo de ciclo base más los tiempos adicionales en la fase de punzonado es de 31.6 segundos, para procesar un lote de 20 unidades serán necesarios más de los 10 minutos que tarda en llegar un nuevo lote al sistema. Es decir, será necesario incluir nuevos procesadores o rediseñar la línea con el fin de eliminar el cuello de botella existente.

Archivo descargable

En el siguiente enlace puede descargarse el modelo realizado en Flexsim: Archivo descargable (Flexsim)

EJERCICIO 2

Modelo VSM

A continuación se muestra el mapa de flujo de valor que se ajusta con el proceso básico de frabicación mencionado en el enunciado, en él se pueden observar 4 operaciones, tronzado prensado, punzonado y soldadura, conectadas entre sí y ajustadas. Hay una segunda fuente que aporta los utillajes a la soldadura. Imagen:VSM44.jpg

Modelo en Flexim

Para evaluar el sistema de fabricación de la soldadura de los dos tipos de tubos, se realiza una simulación mediante el programa flexim. A continuación se muestra una captura de la simulación. Como se puede observar se han utilizado 4 operarios, uno de ellos lleva una carretilla para transportar los tubos. Imagen:flexim111.jpg

Los elementos principales (aquellos que se diferencian de la primera entrega) serían la tronzadora y la soldadura que consisten en un separador y un combinador respectivamente, vienen configurados de la siguiente manera. Además se les han añadido "Triggers" para que el proceso quede visualmente más comprensible al aparecer cortados los tubos tras la tronzadora y vueltos a unir en la soldadura.

La tronzadora

Imagen:tronzadora111.jpg

La soldadura

Imagen:combinador111.jpg

Análisis de resultados

A continuación se muestran las estadísticas principales de salidas por hora, el diagrama gantt de estado y la barra de estado. Se puede ver que la tronzadora obtiene más del doble de resultados que la soldadura al cabo de una hora, ello se debe al elevado tiempo de operación de esta última. Simplemente simulando el proceso en el archivo flexim que se encuentra enlazado en el siguiente apartado se puede observar que los tubos de 470mm y 500 mm se encuentran en sus contenedores esperando a que la soldadura lentamente vaya soldando 2 piezas con 2 piezas.


Imagen:stats111.jpg

En el diagrama Gantt podemos ver que el tiempo que la soldadora se encuentra procesando en comparación con otras máquinas como la presadora o punzonadora es muy elevado. Se concluye por tanto que el cuello de botella en este proceso se encuentra en la existencia de una única soldadora y se propone la adición de una segunda con otro operario y un conveyor posterior que una los productos de las dos soldadoras en el sink.

De esta manera, la nueva distribución en el final del proceso sería la siguiente:

Imagen:flexim112.jpg

Y esta adición proporcionaría los siguientes resultados, notablemente mejores que los anteriores ya que la soldadura avanza el doble de rápido, sin embargo, conllevan el coste adicional de adquisición de la máquina así como de los nuevos 2 operarios, inversión que habría que evaluar.

Imagen:fls.jpg

En el siguiente enlace puede descargarse el modelo realizado en Flexsim: Archivo Descargable Flexsim


EJERCICIO 3

Diagrama VSM

Imagen:image001.jpeg

IMPLEMENTACIÓN EN FLEXSIM

Imagen:flesim0.jpg

Tras la elaboración del diagrama VSM y teniendo claro qué es lo que tenemos que realizar y donde situar los objects en el simulador flexsim, se procede a la implementación de la simulación. En primer lugar, se configura la source para que se ajuste a la producción del enunciado, para ello se emplean 2 sources previas a un combiner que las une en un pack, una source de pallets y la otra que contiene los productos que se van a procesar (A, B, C, D). Se muesta a modo de ejemplo la configuración de la source que contiene los items a tratar. La otra se encuentra en modo por defecto por lo que se omite.

Imagen:source0.jpg


Destacar que el combiner realiza la función pack, que consiste en mover lo que contenga los puertos de entrada 2 en adelante al puerto 1, creando así un pack de items que viajará por la cadena hasta que un separator los separe con la función unpack. Una vez se tienen agrupados los productos para procesarlos, se debe dar la instrucción en función del tipo de producto que se tiene (A, B, C o D) a qué máquina se destina, y la manera más eficiente de hacerlo es programando el output como se adjunta en la siguiente manera, la cual recoge de la tabla principal de valores el código del producto y con la función "fmod" calcula el resto de la división entre 100, de esta manera sabe si tiene que pasar por la máquina 1 primero o si tiene que pasar por la 2. El código y la configuración se muestran en la imagen siguiente.

Imagen:repartidor0.jpg


Una vez entrado en el proceso 1 2 o 3, la pieza pasa por un separator, donde se realiza la función unpack como se observa en la imagen siguiente.

Imagen:separador0.jpg


A continuación se procesa con los tiempos del enunciado y pasa a un combiner donde vuelve a hacer el pack (destacar que todos los combiners tienen una source asociada para tener pallets y todos los separators un sink para quitar los pallets), y se manda al proceso 2 o 3 según corresponda con el código que viene en la imagen (se adjunta a modo de ejemplo la del combiner del proceso 1).


Imagen:maquinam10.jpg


Por último las piezas pasan una revisión donde se separan primero en un separator para evaluarlas individualmente y con un proceso que manda a distintos contenedores según el porcentaje de defectuosas que hay, se realiza esa separación, como viene reflejado en la imagen.


Imagen:inspeccio0.jpg


ANÁLISIS DE COSTES

Para elaborar unos costes estimados del proceso de producción, se utilizó un método que mediante triggers a la entrada y salida de ciertos procesos, se obtenía un tiempo en la tabla de tiempos del programa. Para ello había que actuar en el código, para que guardase el tiempo mediante la función time en la variable específica, como por ejemplo SM1 (salida de la máquina 1), de esta forma, con ECM1, EM1, SM1, SCM1, se tenían en una tabla los tiempos exactos cuando el item entraba en el contenedor de la máquina 1 ya que hay un tiempo de preparación, cuando entraba en la máquina 1 y su salida de la máquina y del contenedor pertinente. La programación de este trigger se adjunta en la siguiente imagen (que es el tiempo almacenado en el separador de la máquina 1 a la entrada. También tendría otro a la salida del mismo, y a la salida de la máquina y a la entrada al separador de calidad final.

Imagen:guardadodetimepo0.jpg

En la máquina que simboliza la inspección se ha realizado un trigger que manda a la tabla los resultados de tiempo ya descritos y que calcula el tiempo SCM 1 2 o 3 en función de la etiqueta Fase y T1 que se introdujeron en función del camino que recorría el item. Se adjunta la programación en la siguiente imagen:

Imagen:registrotabla0.jpg

Los resultados se recogen en la tabla y se exporta a un excel donde se harán los cálculos del tiempo y costes, se adjunta a modo de ejemplo la tabla de tiempos del item tipo A o 1. Se puede observar que no hay tiempos por la máquina 2 ya que el item 1 recordemos que sigue el camino 101.


Imagen:tablaitem10.jpg

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Se incorporan las siguientes Dashboards

Imagen:statebar0.jpg


Imagen:output0.jpg


Imagen:averagecontent0.jpg


Observando las estadísticas podemos afirmar que se encuentra un reparto más o menos equilibrado del sistema de producción. Hay ciertos desequilibrios como por ejemplo el hecho de que la máquina 1 trabaje más tiempo y tenga un mayor output pero su causa se encuentra en el camino que los flow items siguen según el enunciado, y no se debe a un error en la configuración y simulación del proceso. Desatacar también que los operarios se encuentran trabajando gran parte del tiempo y el trabajo está repartido, exceptuando el inspector de la separación de las piezas defectuosas, pero ese es un trabajo con mayor responsabilidad y más complejo por lo que el reparto tiene cierto sentido.


ENTREGA 4

Interpretación del enunciado

El enunciado propone una planta donde se procesan 16 tipos diferentes de piezas prismáticas destinadas al sector de vehículos industriales y bienes de equipo. Hemos interpretado a partir del enunciado que esta planta dispone de varias partes:

  • Almacén de Piezas: Aqui estaran las piezas que van a ser utilizadas en la planta.
  • Almacén de Salida de Piezas: Una vez terminado el proceso, aquí se colocaran las piezas ya fabricadas para ser exportadas al cliente correspondiente.
  • Almacén de Utillajes. (Nosotros hemos creado 2 almacenes, uno de Utillajes por Usar y otro de Utillajes ya utilizados)
  • Área de Utillajes: Compuesta de 2 contenedores de entrada y 2 de salida. En las colas de entrada colocaremos los utillajes a puntos de ser utilizados en el Combinador para la creación de la pieza y en las colas de salida los utillajes ya utilizados esperan a ser llevados por la carretilla al Almacén correspondiente. TIenen una capacidad máxima de un utillaje por contenedor
  • Área de Entrada y Salida de Piezas: Compuesta por 3 contenedores de entrada, donde esperan las piezas a ser utilizadas, y 3 contenedores de salida, donde colocaremos los contenedores con las piezas ya fabricadas para que la carretilla se los lleve al almacén de salida de piezas.
  • Tres sectores de procesado: Formados cada uno de ellos por un centro de mecanizado horizontal que incluye un carrusel que le suministra las piezas automáticamente (capacidad máxima de 20 piezas), seis contenedores de piezas cuatro contenedores de utillajes, un banco para inspección y tareas auxiliares y, por último, un robot encargado del transporte de piezas y utillajes desde los contenedores. Además, cada centro de mecanizado cuenta con un operario.

Para el transporte de utillajes y piezas desde el área de entrada y salida de material de la fábrica, hasta cada uno de los tres sectores de procesado se utiliza una carretilla elevadora.


En el enunciado también se aportan datos sobre tiempos y capacidades de los contenedoes en función del tipo de producto que se esté mecanizando:

Imagen:Tablatiemposenunciados.jpg

En el enunciado nos indican que dado la evolución del mercado, ahora se exige una frecuencia de entrega de periodicidad quincenal con un tamaño de lote no superior a las 10 piezas.

Con los tiempos proporcionados en la tabla del enunciado, obtenemos un tiempo de producción de 24 días. Sin embargo, gracias a las mejoras implementadas, las cuales explicaremos a continuación, conseguimos reducir el tiempo de producción a 14,23 días, cumpliendo así el objetivo.

A continuación, explicamos en detalle nuestro modo de hacer en el modelo de FLEXSIM.

Modelo Flexsim

Con los datos del enunciado se ha creado una tabla global donde se recogen los datos acerca de la producción planificada para nuestra planta y los tiempos de cada fase del proceso para cada uno de los productos. Se establecerá que la simulación habrá finalizado cuando la producción de todas las piezas haya concluido, en cuyo momento se detendrá la recogida de datos de la explotación del modelo que se verá en el apartado siguiente.

Imagen:modelocompleto00.jpg

A la hora de recrear el modelo en FLEXSIM, nos encontramos con varias dificultades, como por ejemplo el hecho de que tenemos que adaptar el tamaño del lote en función del tipo de pieza. Además, llevó un proceso de reflexión largo el descubrir cómo satisfacer el hecho de que las unidades a producir solicitadas por el enunciado no fueran múltiplos exactos del tamaño de lote en la mayoría de los productos.

En los siguientes apartados ofrecemos una explicación más detallada de cada componente del modelo:

Suministro y almacén de piezas

El procesamiento de las piezas se ha dividido de forma que cada sector de mecanizado se encarga de procesar 5, 5 y 6 tipos de pieza distintos; esto se ha hecho así para poder simplificar las conexiones entre elementos dado que es una tarea mucho más compleja manejar 10 contenedores conectados a su vez a otros tantos y también simplificar la formación de lotes tras el mecanizado, pues si un mismo producto va a diferentes máquinas, se complica excesivamente el seguimiento los packs de una misma pieza con distinta cantidad. Se ha hecho de manera que el tiempo de mecanizado total entre los tres sectores sea prácticamente el mismo valor, que se encuentra en torno a 8489.81 minutos (se ha obtenido simplemente dividiendo entre 3 el tiempo total de mecanizado, de esta manera constituirá el caso ideal) y de los grupos de piezas se tendría, del grupo 1 8564.82 min (piezas 2,7,8,10,14,15), del grupo 2 se tarda 8425.51 min (piezas 3,4,5, 12 y 1) y el grupo 3 8476 min (piezas 6, 9, 11, 13, 16).

Imagen:sourcepiezas00.jpg


De esta manera, en el suministro y entrada de piezas en el modelo, se han utilizado 3 sources de piezas conectadas a 3 combiners y una cuarta source de contenedores como especifica el enunciado que deben transportarse las piezas (totes).


Imagen:combinerssourcesentrada00.jpg

Imagen:Codigocombiners00.jpg


Estas fuentes se encargará de suministrar todos los tipos de piezas correspondientes. Dado que la capacidad del contenedor cambia en función del tipo de piezas, se han tenido que utilizar combiners en lugar de queues. Llegamos a la conclusión de que con 3 combiners para toda la fábrica era suficiente, ya que cada combiner era capaz de proveer los 5 (o 6) tipos de pieza que le correspondía y se realizó un script en el que se programaba tanto la cantidad de piezas (input 2) que el combiner introducía en un contenedor(tote input 1) en función de la capacidad del contenedor respectivo al tipo de pieza, como en el caso de que no fueran divisores exactos, ajustaba la cantidad de piezas al resto de la división con la función fmod(). Con el script lo que se pretende es navegar en el árbol del objeto para que, en el momento en que le entre un ítem, se cambie el valor del nodo correspondiente a Target Quantity al valor que se indica en la tabla global para dicha pieza (capacidad de contenedor máxima). Además, también es necesario cambiar el valor del nodo target components, pues debe coincidir con la suma de ítem que se van a unir en el combiner (en este caso, dado que sólo llegan elementos desde el puerto correspondiente a la source, los dos valores coinciden). Para los casos en que el que la capacidad del contenedor no es divisor exacto del número de piezas por lote, habrá una última remesa cuya cantidad de piezas será inferior a la que hay normalmente. Este problema se solventa de manera que el script comprueba cuál es próximo elemento que le va a enviar la fuente; en caso de ser diferente a los que tiene almacenados, cambia en ese momento su capacidad al resto de dividir las piezas totales y la capacidad teórica (si el resto es 0 no hace nada), dando de ese modo por terminado el paquete. Al final de proceso, todas las piezas fabricadas se colocaran en un mismo almacén de salida común.

Imagen:cajascolocaditas.jpg

Para una mayor facilidad a la hora de hacer el seguimiento de cada pieza hemos establecido un color diferente para cada tipo de pieza. Para ello se ha utilizado la configuración básica de Flexsim en el trigger de “'Set Color by Case”. También se incluye un trigger del tamaño de pieza acorde a las especificaciones del enunciado.

Utillajes

Utillaje es un conjunto de instrumentos y herramientas que optimizan la realización de las operaciones de proceso de fabricación, mediante el posicionamiento y sujeción de una pieza o conjunto de piezas a un sistema de referencia, para poder ejecutar operaciones de diversa índole. En nuestro caso necesitábamos 2 tipos de utillaje para cada pieza, uno correspondiente a la Fase 1 y otro correspondiente a la Fase 2.

Imagen:sourceutillajes.jpg


A cada utillaje se le ha dado una forma esférica para simular con más fidelidad la apariencia característica de los utillajes. Además, hemos establecido el color de cada utillaje del mismo color que su tipo de pieza correspondiente, lo cual ayuda a comprender mejor el funcionamiento del modelo durante la simulación y permite el seguimiento de cada utillaje junto con su pieza correspondiente dentro de los sectores de mecanizado donde son procesados. Al igual que con las piezas se disponen de tres almacenes de entrada que mandarán a cada centro de mecanizado los utillajes correspondientes a las piezas que se procesen. También se dispondrá de un único almacén de salida de utillajes.

Transporte

En un primer lugar la carretilla se encarga de trasladar las piezas desde el almacén hasta los contenedores de entrada correspondiente (en el caso del primer centro mecanizado, Entrada 11, Entrada 12 y Entrada 13)

A continuación, una vez que los contenedores de entrada están completos, la carretilla se dirige hacia el almacén de utillajes para coger el utillaje correspondiente y colocarlo en los contenedores de entrada 1 y 2 del Área de Utillaje.

El robot coge los utillajes y los coloca en un contenedor, listos para ser utilizados. Después, coloca las piezas en la cinta, donde será transportada al combinador para su preparación.

Una vez que la pieza se ha terminado de fabricar, el robot coge el cubo con las piezas y lo coloca en los contenedores de salida, donde la carretilla vendrá a recogerlos para llevarlos al ALmacén de Salida. Además, el robot coge el utillaje que se acaba de utilizar para hacer dicha pieza y lo coloca en los contenedores de salida del área de utillajes.

En este caso, la carretilla lo cogerá y lo llevará al ALmacén de Utillajes Usados.


Sector de mecanizado

La parte más compleja del proceso tiene lugar en cada uno de los tres sectores de mecanizado existentes. Cada centro de mecanizado está compuesto por cuatro elementos:

Imagen:cm00.jpg

  • Una zona de entrada y salida de material: representada en el modelo en Flexsim por 10 contenedores, 6 para piezas y 4 para utillaje.
  • Un carrusel de paletas que suministra piezas al centro de mecanizado: representado por varios cintas conectadas a la máquina.
  • Un centro de mecanizado horizontal: encargado de procesar las piezas y representado en Flexsim por un procesador donde se ha establecido los tiempos necesarios por tipo de pieza medios.
  • Un combiner donde se vuelve a introducir las piezas en el contenedor con un script similar a los de la entrada. Aunque en este caso, se automatizan sus input ports 2 y 3 que siempre harán lotes de 6 y 8 en sus contenedores respectivos dado que son las excepciones de lotes de piezas menores que 10.

Imagen:Scriptcombinercm00.jpg

Imagen:Combinercm00.jpg


  • Un brazo grúa que lleva tanto las piezas como utillajes a la salida.
  • Un operario, que se encarga de llevar las piezas de los contenedores de entrada a la cinta, en este caso las lleva hasta un separator pegado a la cinta ya que excedían el número de elementos permitidos por la licencia y hubo que recortar en sinks, de esta manera el operario no tenía que trasladarse tras el separator hasta la ubicación del sink único a tirar el tote, y queda bien representado.
  • Un procesador paralelo al de mecanizado que simboliza la utilización de los utillajes y el brazo grúa se encarga como ya se ha comentado de desplazarse.

Área de almacenaje de utillajes y piezas

La imagen del centro de mecanizado representa el área de almacenaje de piezas y de utillajes presente en cada uno de los tres sectores de mecanizado. Como mencionado al principio de esta descripción, está formada por seis contenedores de piezas y cuatro de utillajes. Para simplificar el proceso hemos establecido que, en el caso de piezas, tres contenedores correspondan a la entrada y tres a la salida. De la misma manera, en el caso de utillajes dos contenedores corresponden a la entrada y dos a la salida

Esta simplificación ayuda de forma sustancial a gestionar la entrada y salida de materiales en los sectores de mecanizado y no tiene un impacto importante en los resultados obtenidos al final, pues siempre hay alimentación de piezas.

Carrusel

Las piezas, son recogidas por el operario de cada sector de mecanizado de los contenedores de entrada de piezas y son transportadas hasta el carrusel de paletas. En el modelo entre ambos elementos se ha situado un separator que, podría decirse, que desembala el paquete, permitiendo que las piezas lleguen individualmente al carrusel pudiendo así establecer la restricción referente a su capacidad máxima (20 unidades).

Esto también permite que las piezas sean procesadas por el centro de mecanizado horizontal de una en una, reflejando así mejor la realidad. En la imagen situado debajo se puede apreciar uno de los tres carruseles de paletas de la planta en fase de transporte de piezas.

Los carruseles cargan de manera automática las piezas en los centros de mecanizado. Dado que el carrusel está compuesto por tramos, a cada uno de ellos se le ha dado una capacidad máxima de tal modo que la total sea de 20 piezas. Además, para cumplir con la condición que da el enunciado de que el tiempo de cambio de pieza en la parte que alimenta a la máquina sea de 25 segundos, se ha dado una velocidad tal que para la longitud de dicho tramo, la nueva pieza tarda en recorrerlo ese tiempo.

Sistema Mejorado 1

Se ha buscado un nuevo sistema de fabricación como propone el enunciado cuyos lotes no supere las 10 piezas (como se especifica en el enunciado) y la frecuencia de entrega sea quincenal. En la imagen se puede observar la implementación del modelo y tras la ejecución el tiempo total en producir estos lotes es de 143 horas.

En primer lugar hemos utilizado la tabla de tiempos del enunciado para calcular el tiempo que tarda el antiguo centro de mecanizado en crear todas las piezas. Para ello, hemos calculado de la siguiente manera cada tiempo:

  • Tiempo Ciclo Total: tciclo(2+3) + tciclo(8+9)
  • Tiempo Preparación Total: tpreparacion(fase 1) + tpreparacion (fase 2)
  • Tiempo Carga: tcarga(fase 1) + tcarga(fase2)
  • Tiempo Descarga: tdescarga(fase1) + tdescarga(fase2)

Así, obtenemos TIEMPO TOTAL = Tiempo Ciclo Total*Número de Piezas + Tiempo Preparación Total + (Tiempo Carga + TIempo Descarga) * Número de Piezas.

Obtenemos entonces un tiempo de 792 horas, lo que equivale a 24,3 días

Imagen:TiempoAntiguo.jpg


Todos los calculos se pueden encontrar en esta hoja Excel:

[1]

Sin embargo, en el enunciado nos pedían reducir el tiempo de entrega de lotes a una periodicidad quincenal. Para ello, hemos implementado dos mejoras:

  • Nuevas máquinas con un tiempo de carga y descarga más rápido (en el enunciado nos dan el siguiente dato: Tiempo de Cambio de Palet Por Pieza: 25s). Ello conlleva a que nuestro nuevo tiempo de carga y descarga total se reduce a 1 minuto 40 segundos para cada pieza.
  • Una reducción en el número de unidades, ya que nos especifican que “el tamaño del lote no puede superar las 10 unidades”

De esta manera, conseguimos reducir el Tiempo Total a 424 horas, lo cual equivale a 13 días, consiguiendo así la periodicidad quincenal después de realizar una división exacta del tiempo que trabajaría cada máquina que son dos turnos semanales de 38 horas por 3

Imagen: TiempoNuevoTeorico.jpg

Todos los calculos pueden encontrarse en esta Hoja de Calculo:

[2]

Simulando nuestro modelo en FLEXSIM, obtenemos los siguientes valores:

Imagen: TIempoCalculadoFLexsim.jpg

Vemos cómo conseguimos cumplir con los requerimientos del enunciado.

Costes

Se ha realizado un análisis de costes con un modelo sencillo en función de los tiempos analizados anteriormente y el resto de costes intrínsecos al proceso. Para ello, se ha hecho uso del modelo de la separación de costes directos e indirectos.

COSTES DIRECTOS:

Mano de obra:

Para este centro de mecanizado contamos con 3 técnicos. Nos dicen que el coste laboral de los técnicos es de 39.700€/año, por lo que trabajando 8 horas al día, 22 días al mes, 11 meses al año resulta un coste horario individual de 6.84€/hora. Con los 3 trabajadores esto supone un coste de 20.51 €/h.

Sueldo de programador & equipos+programas

Nos dicen en el enunciado que esto conlleva un coste 41.000€ / año en total, lo cual implica 3727€ / mes. Suponiendo que el sueldo de dicho programador son 2.300€ / mes, y que cada mes trabaja una media de 176 horas, ello implica 13,06€/h.

Coste de máquinas:

El plan de producción de una semana es como se muestra en la imagen siguiente:

Imagen:PlanProduccion.jpg

Las máquinas trabajan 2 turnos de 38 h semanales, es decir 72 horas por semana.Suponiendo que el coste de la energía es de 0.12721€/kWh, eso supone 9.67€/semana/máquina. Dado que hay 3 máquinas esto supone un coste de 29 € / semana para las 3 maquinas.

Además, en el enunciado nos dan datos respecto al mantenimiento de las máquinas:

  • Limpieza: 2h/ semana, suponiendo un salario similar al de los técnicos, esto implica 6.80€/hora *2 horas = 13.6€/ semana/máquina
  • Mantenimiento correctivo: 8h/maquina/año, suponiendo un salario similar al de los técnicos, esto implica 6.80€/hora * 8 horas = 54.4€/ año/maquina → 1.23€/semana
  • Mantenimiento preventivo: 10h/maquina/año, suponiendo un salario similar al de los técnicos, esto implica 6.80€/hora * 10 horas = 68€/ año/maquina → 1.54€/semana


Así , el coste total por semana para las 3 máquinas es de : 45.37€

Procesamiento:

Dado que tenemos el coste de la electricidad (0,12721€/kwh) y el tiempo de producción de cada pieza, podemos calcular el coste de producción de cada pieza: Imagen:CostePieza.jpg

Obtenemos un coste total de 54 € para la producción de todas las piezas

Utillajes:

Utilizando los precios dados en la Tabla 3 del enunciado, y suponiendo que solo hace falta comprar estos utillajes una vez, obtenemos un coste total de : 122800 €

Imagen:Utillajes.jpg

Amortización del edificio

Para el caso de la amortización del edificio vamos a utilizar un modelo lineal y un interés del 10%, a lo largo de 40 años.

Si el edificio cuesta 110,000€, la amortización es 3,025€/año. Con el mismo cálculo horario que se realizó anteriormente, con 1,936 horas trabajadas al año (8h/d · 22 d/m · 11 m/a = 8·22·11h/a), resultan 1.95€/hora de amortización.

COSTES INDIRECTOS:

Nos dicen que el interés de los costes indirectos es del 18%

COSTES TOTALES:

Para producir todas las piezas , necesitamos 2,03 semanas (Valores FLEXSIM). Eso implica:

  • Limpieza: 13.6€/ semana/máquina * 2,03 semanas * 3 máquinas = 82,824 €
  • Mantenimiento correctivo: 1.23€/semana * 2,03 semanas = 2,4969€
  • Mantenimiento preventivo: 1.54€/semana * 2,03 semanas = 3,1262€
  • Mano de Obra: 20.51 €/h * 8 horas semanales * 2,03 semanas = 333,0824€
  • Sueldo de programador & equipos+programas: 13,06€/h * 8 horas semanales * 2,03 semanas = 212,0944
  • 54 € producción piezas (con el valor de 0,12721 €/Kwh)
  • Utillajes: 122800 €
  • Amortización edificio: 1.95€/hora de amortización. * 2,03 semanas * 168 horas por semana = 665,028€

Todo ello da un coste total directo de 124152,6519 €

Si multiplicamos por 1,18 para tener en cuenta de los costes indirectos, obtenemos:

PRECIO TOTAL PARA LA PRODUCCIÓN DE TODAS LAS PIEZAS: 146500,1292 €

Lo que nos interesa es saber el precio unitario por pieza. Para ello nos servimos de nuestra tabla en Excel:

Imagen: CosteUnitarioPieza.jpg

Todos los calculos los podemos encontrar aqui:

[3]

Conclusiones

Dashboards

Tras utilizar los Dashboards las conclusiones del modelo son bastante sencillas. El tiempo que las máquinas se encuentran procesando es muy superior al resto de actividades, como se puede ver en el state bar y en el state gant. Además destacar que la carretilla al ser única recorre casi 2 km diarios y es un factor a tener en cuenta de cara al desgaste de la misma. Por último señalar que la máquina de procesado 1 que trata 6 piezas tarda ligeramente más tiempo que las otras como se indica en la selección de grupos de piezas a tratar. Estas estadísticas nos permiten establecer unas conclusiones que se exponen en el siguiente apartado.


Imagen:dashboards00.jpg

Modelo Mejorado 2

Aparte de todas las mejoras que se podrían obtener de estrategias de organización, si nos limitamos al modelo flexsim, el tiempo en función de cómo distribuyamos las piezas o de cómo realicemos el reparto varía muy poco, es por ello que la variable que influye en mayor medida es el número de centros de mecanizado o al menos, el número de máquinas que realizan el proceso de mecanizado, de esta manera, el porcentaje de máquinas que incorporamos de más influirá con ese mismo porcentaje en el tiempo. Por ejemplo si se duplicarán las máquinas se obtendría el producto en la mitad de tiempo. Dado que este dato se desconoce porque no nos dicen ni el tipo de operación que se realiza, se deja a criterio del inversor, pero parece que aumentar la producción por 2 comprando 3 máquinas es una solución muy rentable, en el modelo mejorado se ha implementado esto de una manera muy sencilla y es reduciendo los tiempos a la mitad, de esta manera, se podrían crear de manera quincenal no 1 pack de piezas sino 2. El tiempo resultante es de 257.500 segundos que son un total de 71.52 horas que trabajando cada máquina 38 horas semanales 2 turnos salen un total de 0.9 semanas aunque es verdad que habría que pagar un sobrecoste tanto al programador y quizás un operario más por centro de mecanizado que vigilase este comportamiento en paralelo de los procesadores.

Imagen:Dashboardemjorado00.jpg

Se observa en la Dashboard del modelo mejorado que se va haciendo cada vez más significante la estructura del modelo y del reparto, por tanto se podrían adquirir las suficientes máquinas de mecanizado (20 o 30) para reducir los tiempos y que fuese significativo el modelo en flexsim. Aun así a medida que se fuesen adquiriendo máquinas el modelo sería correcto ya que la diferencia de minutos entre los grupos de máquinas es de 40 en la máxima diferencia y es menor a lo que se tarda en procesar una pieza. Por tanto la posibilidad de agrupar las piezas en grupos y que salgan exactos asegura que el modelo funcionará correctamente se haga significativo o no el mismo respecto al tiempo de procesado.

Modelos Flexsim

En el siguiente enlace puede descargarse el modelo en una primera instancia, que corresponde a la mejora propuesta en el enunciado (esto es, lotes de capacidad no superior a 10 unidades, mejora de la eficiencia de la producción y periodicidad quincenal de entrega):Modelo 1

En el siguiente enlace puede descargarse el modelo en un segundo lugar, que corresponde a la incorporación de otras tres maquinas de procesado que trabajan en paralelo con las anteriores:Modelo 2

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