UNIDAD III BALANCEO DE LINEAS 3.1. Conceptos generales de balanceo de líneas. 3.2. 3.2. Descri Descripci pción ón y aplica aplicació ción n de método métodoss para para el balanc balanceo eo de líneas líneas de producc producción ión:: peso peso posicional, Kildbrige & ester y de acuerdo a un !olumen de producción. 3.3. "alanceo de líneas de ensamble para la producción simultanea de m#s de un modelo. 3.$. "alanceo de líneas asistido por computadora
%'()D*CC%) +l balance o balanceo de línea es una de las erramientas m#s importantes para el control de la producción, dado -ue de una línea de abricación e-uilibrada depende la optimi/ación de ciertas !ariables -ue aectan la producti!idad de un proceso, !ariables tales como los son los in!entarios de producto en proceso, los tiempos de abricación y las entregas parciales de producción. +l ob0eti!o undamental de un balanceo de línea corresponde a igualar los tiempos de traba0o en todas las estaciones del proceso. +stablecer +stablecer una línea de producción producción balanceada re-uiere de una 0uiciosa 0uiciosa consecución de datos, aplicación aplicación teórica, teórica, mo!imiento de recursos e incluso incluso in!ersiones in!ersiones económicas. económicas. or ende, !ale la pena considerar una serie de condiciones -ue limitan el alcance de un balanceo de línea, dado -ue no todo proceso 0ustiica la aplicación de un estudio del e-uilibrio de los tiempos entre e ntre estaciones. 'ales 'ales condiciones son: •
•
•
Cantidad: +l !olumen o cantidad de la producción debe ser suiciente para cubrir la preparación de una línea. +s decir, -ue debe considerarse el costo de preparación de la línea y el aorro -ue ella tendría aplicado al !olumen proyectado de la producción teniendo en cuenta la duración -ue tendr# el proceso. Equilibrio: 4os tiempos para cada operación en la línea deben ser apro5imadamente iguales. Deben n toma tomarse rse medi medida dass de gest gestió ión n -ue -ue perm permititan an aseg asegur urar ar un Continuidad: Debe apro!isionamiento continuo de materiales, insumos, pie/as y sub ensambles. 6sí como coordinar la estrategia de mantenimiento -ue minimice las allas en los e-uipos in!olucrados en el proceso.
LÍNEA DE FABRICACIÓN Y LÍNEA DE ENSAMBLE Dentro de las líneas de producción susceptibles de un balanceo se encuentran las líneas de abricación y las líneas de ensamble. 4a línea de abricación se encuentra desarrollada para la constr construcci ucción ón de compon component entes, es, mientr mientras as la línea línea de ensamb ensamble le se encuen encuentra tra desarrollada para 0untar componentes y obtener una unidad mayor.
4as líneas de abricación deben ser balanceadas de tal manera -ue la recuencia de salida de una m#-uina debe ser e-ui!alente a la recuencia de alimentación de la m#-uina -ue reali/a la operación siguiente. De igual orma debe de reali/arse el balanceo sobre el traba0o reali/ado por un operario en una línea de ensamble. +n la pr#ctica es muco m#s sencillo balancear una línea de ensamble compuesta por operarios, dado -ue los cambios suelen aplicarse con tan solo reali/ar mo!imientos en las tareas reali/adas por un operario a otro. ara ello también ace alta -ue dentro de la organi/ación se e0ecute un programa de di!ersiicación de abilidades, para -ue en un momento dado un operario pueda desempe7ar cual-uier unción dentro del proceso. or otro lado, el ritmo de las líneas de abricación suele ser determinado por los tiempos de la m#-uina, y se re-uiere de desarrollo ingenieril o cambios mec#nicos para acilitar un balanceo.
3! Con"#$to% n#ral#% d# balan"#o d# l'n#a% +s una distribución de #reas de traba0o donde las operaciones consecuti!as est#n colocadas en una producción continua, el material se mue!e a un ritmo uniorme a tra!és de una serie de operaciones +-uilibradas, -ue permite la acti!idad de todos los puntos mo!iéndose el producto acia el in de su elaboración. 8arcía Criollo
6signación de carga de traba0o entre dierentes estaciones o centros de traba0o, -ue busca una línea de producción balanceada carga de traba0o similar para cada estación de traba0o, satisaciendo re-uerimientos de producción
(EN)A*AS:
+limina tiempos de olguras +liminar cuellos de botella 6lcan/ar la producción esperada en el tiempo re-uerido
4)9 C69)9 '%C)9 D+ "646C+) D+ 4+6 D+ ()D*CC%; 9):
Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el n
D+'+(=%6C%) D+4 *=+() D+ )+(6D)(+9 +C+96(%)9 6(6 C6D6 )+(6C%; 9e aplica la sig. >ormula: )
)?n
'+ min 1.2G .G 2.1B 1.1A .B3
+@+=4) 2: +n un proceso de ensamble -ue comprende 1A operaciones, es necesario producir GAA unidades por día de traba0o de B oras. 4os tiempos de operación est#ndar son los siguientes: )peración 1 ? 1G min. )peración H ? 3.1H min )peración 2 ? B.G min )peración I ? I.2$ min )peración 3 ? 2$.2Amin )peración B ?1H.BB min )peración $ ? 1B.H min )peración ? 1G min )peración G ? $.2G min )peración 1A ? 22.1H min a ECu#ntos operadores se necesitarían si la eiciencia uera de BAF b ECu#ntos traba0adores tendrían -ue utili/arse en cada una de las 1A operacionesF
3.2 64%C6C%; D+ =J')D)9 6(6 +4 "646C+) D+ 4+69 D+ ()D*CC%;: +9) )9%C%)64, K%4D"(%8+ & +9'+( D+ 6C*+(D) 6 * L)4*=+ D+ ()D*CC%;. Método de Peso Posicional (Método de Helgenson y Birnie) 1.-Elaborar el diagrama de precedencias 2.-Calcular el peso posicional de cada tarea se obtiene sumando el tiempo de la tarea ms las de a!uellas !ue le siguen. ".-#signar los elementos de traba$o a las di%ersas estaciones& basados en los pesos de posici'n y en el tiempo de ciclo del sistema.
+@+=4) 1: Determine las estaciones de traba0o, aplicando el método posicional, considerando un tiempo de ciclo de 1H min.
+0emplo 2: ara el ensamble inal de un tele!isor se necesitan las operaciones -ue muestra la tabla, suponga -ue la producción diaria es de GA unidades, $BA min. De traba0o diario y se espera un actor de eiciencia de G. 6plicando el método posicional determine las estaciones de traba0o y el tiempo ocioso de la línea. )peración
'iempo min
recedencias
1 2 3 $ G H I B
A.G 1.A 3.G 3.A 1.G 1.A 3.G 3.A
M 1 1 1 $ 2,3,G H I
+0emplo 3: *na ensambladora de a!iones desea balancear una línea para un componente del ala electrost#tica de un "oeing I3I, el tiempo de ensamble total es de HH min. 6pli-ue el método de peso posicional considerando -ue se traba0an B rs diarias y se producen $A unidades determine las estaciones de traba0o, tiempo ocioso de la línea y la eiciencia de la línea los datos aparecen en la tabla. 'area 6 " C D + > 8 N %
'iempo min 1A 11 G $ 12 3 I 11 3
'areas recedentes M 6 " " 6 C,D > + 8,N
+0emplo $: 4a !agoneta debe ensamblarse sobre una banda transportadora, se re-uieren GAA unidades diarias, el tiempo de producción por día es de $2A min. 4os datos se encuentran en la tabla. Determine: a +l diagrama de precedencias b +l n
'iempo seg $G 11
'areas recedentes M 6 "
D + > 8 N % @ K
GA 1G 12 12 12 12 12
M D C C + + >,8,N,% @
=J')D) D+ K%4D"(%D8+ +9'+( 69)9: 1. Construya un diagrama de precedencia, acti!idades en nodos 6+, de tal manera -ue las acti!idades sin precedencia -ueden todas acomodadas en una misma columna -ue se eti-uetar# con el n
6dem#s, una condición necesaria, pero no suiciente, para alcan/ar un balance perecto es -ue:
+ntonces, para buscar las alternati!as de tama7o de ciclo -ue logren lo anterior, se tratar# de descomponer el contenido total de traba0o como un producto de n
rocedimiento de asignación: 6signar los elementos por columna. Dentro de cada columna, asignar primero el elemento de mayor duración, a menos -ue no aya tiempo de ciclo disponible, pasarse a elementos con menor duración. *na !e/ -ue se ayan asignado todos los elementos de una columna, pasarse al siguiente en el orden de numeración ascendente +@+=4) 1: Considere el problema de balancear una línea de ensamble mediante el método de Kildbridge y Qester , con el in de minimi/ar el tiempo ocioso en la línea. +l tiempo y los elementos de traba0o necesarios para completar una unidad de producto son:
+lemento
Duración
recedencia
6 " C D + > 8 N %
G 3 H B 1A I 1 G 3
M M 6 6," C,D D +,> 8 8
+0emplo 2: "alancee la siguiente línea de ensamble, con el in de minimi/ar el tiempo )cioso en la línea, mediante el método de las columnas. +lemento 6 " C D + > 8 N
'iempo G 3 $ 3 H 1 $ 2
recedencia M 6 " " C C D,+,> 8
+0emplo 3: "alancee la siguiente línea de ensamble, con el in de minimi/ar el traba0o )cioso en la línea utili/ando el métodos de Kildbridge y ester. Elemento A Precedencia Tiemo !
B A "
C A "
D B,C !
E D !
F "
G F "
H G #
I G $
J G !
K L H,I,J K % %
M K &
N O L,M N " '
3.3. "alanceo de líneas de ensamble para la producción simultanea de m#s de un modelo. 3.$. "alanceo de líneas asistido por computadora.
M+)ODO DE BALANCEO DE LÍNEA +n el método -ue aplicaremos es importante tener en cuenta las siguientes !ariables y su ormulación:
+l método consiste en alcan/ar el mayor de "alance de acuerdo a la necesidad de producción, mediante la aplicación de di!ersas iteraciones. +l tabulado inicial debe ser como el siguiente: +n este tabulado se debe consignar la inormación inicial del proceso, en cuanto a descripción de las operaciones, su tiempo de e0ecución y la cantidad de operarios -ue las reali/an. or e0emplo, asumamos -ue en un proceso cual-uiera se re-uiere de cuatro operacionesR una de corte 2 minutos por operario, una de pegado 1 minuto por operario, una de secado 3 minutos por operario, y una de empa-ue A.G minutos por operario. +l proceso inicialmente se lle!a a cabo con $ operarios, cada operario reali/a una operación dierente. 4a 0ornada laboral es de B oras por turno, y el salario diario corresponde a S2A.AAA. uestro tabulado inicial sería el siguiente:
+l anterior tabulado corresponde a nuestra primera iteración, en ella podemos apreciar -ue el ciclo de control e-ui!ale a la operación de secado 3 minutos, este ciclo de control corresponde a la operación cuyo tiempo debemos reducir, y el plan de acción corresponde a aumentar su n
+n esta segunda iteración podemos obser!ar, como nuestro tiempo de secado disminuye a la mitad, moti!ado por un aumento en el n
+n esta iteración podemos apreciar los mismos cambios -ue apreciamos en el tabulado 2. uestro balanceo e-ui!ale al I2.22, y cuando detenerse en las iteraciones depende de nuestra necesidad !ital, la cual puede ser:
•
•
*nidades por turno, dependiendo si tenemos una demanda establecida en un pla/o determinado. Costo por unidad, dependiendo si el !olumen es lo suicientemente grande en un tiempo considerable.
De esta manera tendríamos un 0uicio muco m#s amplio para determinar -ue coniguración de línea optimi/aría nuestro proceso.
4as iteraciones siguientes podr#n apreciarse en el siguiente gr#ico: ota: +l ormato de balanceo de líneas, en blanco se encuentra en la unidad de balanceo del aula digital.
+n él podremos obser!ar como la octa!a iteración presenta el mayor porcenta0e de balance y por ende el menor costo por unidad. +n el siguiente gr#ico obser!aremos el comportamiento de los costos a medida -ue aumente el n