Alberto Sánchez Martínez
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Método heurístico heurístico para el balanceo de líneas El balanceo de líneas casi siempre se realiza para minimizar el desequilibrio entre máquinas y personal mientras se cumple con la producción requerida. Con la finalidad de producir a una tasa especificada, la administración debe conocer las herramientas, el equipo y los métodos de trabajos empleados. Después, se deben determinar los requerimientos de tiempo para cada tarea de ensamble (como taladrar un agujero, apretar una tuerca o pintar con aerosol una parte). La administración también necesita conocer la relación de precedencia entre las actividades, es decir, la secuencia en que deben desempeñarse las tareas. En el ejemplo siguiente se muestra como convertir estos datos de las tareas en diagramas de procedencias. EJEMPLO: Queremos desarrollar un diagrama de procedencias para una copiadora que requiere un tiempo de ensamble total de 66 minutos. La tabla 9.3 y la figura 9.12 proporcionan las tareas, los tiempos de ensamble y los requerimientos de secuencia para la copiadora.
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Una vez construida la grafica de precedencias que resuma las secuencias y los tiempos de ejecución, pasamos al trabajo de agrupar las tareas en estaciones de trabajo para lograr la tasa de producción especificada .este proceso incluye tres pasos: 1.
tomar las unidades requeridas (demanda o tasa de producción) por día y dividir entre el tiempo productivo disponible por día (en minutos o segundos). Esta operación da el tiempo del ciclo, o sea, el tiempo máximo que el producto está disponible en cada estación de trabajo si debe lograrse la tasa de producción:
Tiempo del ciclo=Tiempo de producción disponible por día/Unidades requeridas por día 2.
calcular el número mínimo teórico de trabajo. Este es el tiempo total de duración de las tareas (el tiempo que lleva hacer el producto) dividido entre el tiempo del ciclo. Las fracciones se redondean hacia arriba al siguiente numero entero: n
Número mínimo de estación de trabajo =
§
tiempo para tarea i/tiempo del ciclo
i !1
3. balancear la línea asignando tareas de ensamble específicas a cada estación de trabajo. Un balanceo eficiente permite completar el ensamble requerido, seguir la secuencia especificada y mantener el tiempo muerto en cada estación de trabajo en un mínimo. Un procedimiento formar para lograrlo es: a) identificar una lista maestra de tareas b) eliminar las tareas que están asignadas c) eliminar las tareas cuya relación de precedencia no se satisface d) eliminar las tareas para las que el tiempo disponible en la estación de trabajo es inadecuada. e) Usar una técnica heurística de balanceo de líneas descrita en la tabla 9.4
Tabla 9.4 Distribución heurística que se utiliza en la asignación de tareas a las estaciones de trabajo en el balanceo de líneas 1.tiempo mas largo para una tarea (operación) 2.-mayor numero de tareas sucesoras 3.-Ponderación de la posición
4.-tiempo mas corto para una tarea (operaciones) 5.-Menor numero de tareas sucesoras
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De las tareas disponibles, elegir la tarea con el tiempo más largo (mas tardado) De las tareas disponibles, elegir la que tenga el mayor número de tareas que le siguen. De las tareas disponibles elegir la tarea cuya suma de tiempos para las tareas que le sigue es mayor (mayor tiempo restante). En el ejemplo veremos que la ponderación de la posición de la tarea C= 5(c) + 3(f) + 7(g)+3(i)=18, mientras que la ponderación de la posición de la tarea D=4(d)+3(f)+7(g)+3(i)=17; por por lo tanto, debe elegi rse primero C. De las tareas disponibles elegir la tarea con el tiempo más corto De las tareas disponibles, elegir la tarea con el menor número de tareas que le siguen.
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Use la técnica heurística del mayor número de sucesores para asignar las tareas a las estaciones de trabajo. La figura 9.13 muestra una solución que no viola los requerimientos de secuencia y que agrupa las tareas en 6 estaciones. Para obtener esta solución, las actividades con el mayor número de tareas se trasladaron a estaciones de trabajo de manera que usara lo más posible del tiempo disponible en el ciclo de 12 minutos. La primera estación de trabajo consume 10 minutos y tiene un tiempo muerto de 2 minutos.
Estación 6
Estación 2
Estación 4
ESTACION 1 Estación 3
Estación 5
La segunda estación de trabajo usa 11 minutos y la tercera por 12 minutos completos. La cuarta estación de trabajo agrupa tres pequeñas tareas y se balancea de manera perfecta en 12 minutos. La quinta tiene 1 minuto de tiempo muerto y la sexta (con las tareas G e i) tiene 2 minutos de tiempo muerto por ciclo. El tiempo muerto total en esta solución es 6 minutos por ciclo. Los dos aspectos importantes en el balanceo de líneas de ensamble son la taza de producción y la eficiencia. Es posible calcular la eficiencia de balanceo de una línea si se divide el tiempo total de las tareas entre el producto del número de estaciones de trabajo. De esta manera la empresa determina la sensibilidad de la línea a los cambios en la tasa de producción y en las asignaciones a las estaciones de trabajo: Eficiencia =
Tiempos de tareas (Número real de estaciones de trabajo) * (Tiempo de ciclo asignado)
Los administradores de operaciones comparan los diferentes niveles de eficiencia para diferente número de estaciones de trabajo. De esta forma, la empresa determina la sensibilidad de la línea a los cambios de la tasa de producción y en las asignaciones asig naciones a las estaciones de trabajo
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Los problemas del balanceo de línea de gran escala, como los problemas grandes de distribución orientada al proceso, suelen resolverse con computadoras. Existen varios programas de cómputo para manejar las asignaciones de trabajo en las líneas de ensamble con 100 o más actividades de trabajo individuales. Dos rutinas de computo COMSOAL (computer method for sequencing operations for assembly lines) y ASYBL (programa de configuración de una línea de ensamble de general electric), se usa con frecuencia en los problemas grandes, con la finalidad de evaluar los miles, o incluso millones de combinaciones de estaciones de trabajo posibles con mucha mayor eficiencia de lo que jamás se lograría en forma manual. Balanceo
de líneas (análisis de la producción)
El problema de diseño para encontrar formas para igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones se denomina problema de balanceo de línea. Deben existir ciertas condiciones para que la producción en l ínea sea práctica: 1.
2. 3.
Cantidad. El volumen o cantidad cantidad de producción debe debe ser suficiente para cubrir el costo de la preparación de la línea. Esto depende del del ritmo de producción y de la duración que tendrá la tarea. Equilibrio. Los tiempos tiempos necesarios para cada operación en línea deben ser aproximadamente iguales. Continuidad. Deben tomarse precauciones para asegurar un aprovisionamiento continuo del material, piezas, sub-ensambles, etc., y la prevención de fallas de equipo.
Los casos típicos de balanceo de línea de producción son: 1) 2) 3)
Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el número de operarios necesarios para cada operación. Conocido el tiempo de ciclo, minimi zar el número de estaciones de trabajo. Conocido el número de estaciones de trabajo, asignar elementos de trabajo a la misma.
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