Universidad Fidélitas Ingeniería del trabajo – Lección No 5 (Balance de Líneas) Profesor: Ing. Jorge Márquez Colochio.
Ejercicios: Relación hombre maquina Ejercicio No 4.1
En una línea de ensamble, se producen piezas para un motor de avión, en el proceso se utilizan fresadoras de alta precisión que generan las ranuras de unión. Tradicionalmente la empresa, ha asignado a un operario tres máquinas, donde la máquina 1 tiene un tiempo de proceso de 1.00 min con una producción de 5 piezas. Las otras máquinas tienen un tiempo de 0,90 min y la producción es de 2 piezas por ciclo. Para mejorar la eficiencia, se hizo un estudio de tiempos en el que se establecieron los siguientes tiempos estándares en minutos decimales: Elemento Preparar Material Colocar Material Ajustar Maquina Arrancar Maquina Parar Maquina Sacar Piezas Colocar en mesa de inspección
Tiempo (min) 0.25 0.35 0.15 0.15 0.15 0.10 0.15
Se sabe que el operario para atender las maquinas debe de desplazarse, caminar a cualquier fresadora tiene un tiempo de 0.10 min.
• •
•
Se le pide: ¿Cuál es la producción máxima de un operario en un turno de 8 horas? Tanto el costo de las máquinas operando y de carga y descarga es de 9.50 dólar por hora, y el costo del tiempo muerto de máquina es de 7.00 dólares por hora, el salario del operario es de 5.50 dólares por hora. Determine el costo por pieza luego de la jornada de 8 horas de trabajo. ¿Qué recomendación daría para disminuir los costos de producción?
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Ejercicio No 4.2 Si la demanda de un producto es de 3000 unidades al día, determine. Cuantas estaciones de producción se necesitan para cumplir con dicho requerimiento. Se sabe que en la empresa no hay maquinarias disponibles por que usted deberá indicar cuantas se deben de comprar. A continuación se muestra la disponibilidad de maquinaria en el mercado. Tipo de Maquina
Tiempo de Proceso
A B C
1.20 1.00 0.95
Tiempo de Carga descarga 2 2 2
‐
Productos por ciclo 4 3 2
Los costos de operación de las maquinas son similares $12 la hora en el tiempo muerto y $10 la hora en tiempo activo. La empresa tiene como política pagarle al trabajador el mismo costo de la maquina, es decir el trabajador gana $10 la hora.
Balance de líneas Administración de cargas de trabajo. El problema referente a determinar el número ideal de trabajadores que deben asignarse a una línea de producción es análogo al determinar el número de operarios asignados a una estación de trabajo. En este caso, la tasa de producción depende del operario más lento. Objetivo:
Determinar la eficiencia actual, así como los ajustes que se deben de dar para que permita incrementos en la eficiencia y alcance de los objetivos de producción. Metodología. •
Determinar todas las actividades que se encuentran en un proceso productivo, identificando las relaciones de precedencia.
•
Definir la duración de cada actividad, documentar la demanda.
•
Construir un diagrama de precedencia y calcular los pesos posicionales1 de cada actividad.
•
Determinar el tiempo de ciclo (tiempo de la actividad d mayor duración).
•
Tomando como referencia el tiempo de ciclo, organizar la línea de producción de tal forma que le permita mejorar la eficiencia de las actividades y alcanzar los objetivos de producción.
1
Peso Posicional: Es la sumatoria de los tiempo de todas las actividades que suceden de forma directa o
indirecta a la actividad de estudio, incluyendo el tiempo de ella misma.
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Por ejemplo, suponga que se tiene una línea de cinco trabajadores que ensamblan monturas de hule fijadas con adhesivo antes del proceso de curado. Las asignaciones de trabajo específicas pueden ser las siguientes.
Operario
Min estándares para realiza la operación
1 2 3 4 5 Totales
0.52 0.48 0.65* 0.41 0.55
Tiempo de espera según el operario mas lento 0.13 0.17 ‐
0.24 0.10
2.61
Minutos estándares permitidos. 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 3.25
La eficiencia de la línea se puede calcular como la razón de los minutos estándares totales entre los minutos estándares permitidos.
100 ∑∑ 2.61 3.25 100 80% Donde: E = Eficiencia ME = Minutos estándares por operación MP = minutos estándares permitido por operación.
100 80 20% Numero de trabajadores necesarios para lograr la tasa de producción requerida es.
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∑ Donde: N = Numero de operarios necesarios en la línea R = Tasa de producción deseada.
Por ejemplo: Suponga que tiene un nuevo diseño y debe de establecer su línea de ensamble. Intervienen ocho operaciones diferentes. La línea debe de producir 700 unidades por día (700 / 480 = 1.458 unidades por minuto) y como requiere minimizar el espacio de almacén, no deben de producirse mas de 700 unidades diarias. Los minutos estándares de las operaciones son los siguientes.
Operación 1 2 3 4 5 6 7 8
Total
(1) 1.25 * 1.458
Minutos estándar 1.25 1.38 2.58 3.84 1.27 1.29 2.48 1.28 15.37
(minutos
ME / M.unid 1.83 (1) 2.02 3.77 5.62 1.86 1.88 3.62 1.87
Numero de Operarios 2 (2) 2 4 6 2 2 4 2
Tiempo por unidad 0.625 (3) 0.690* 0.645 0.640 0.635 0.645 0.620 0.640
24
estándar) X (unidades por minuto)
Numero de trabajadores necesarios para lograr la tasa de producción requerida es.
1.458 15.37 22.40 Aplicando una eficiencia del 95% (supuesto de producción) El numero de operarios seria 22.4 / 0.95 = 23.6 •
24 operarios.
El siguiente paso es determinar el número de operarios para cada una de las ocho operaciones. Las 700 unidades de trabajo requieren un día, por lo que será necesario Página 4 de 9
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producir una unidad en 0.685 minutos (480 / 700). El número de operarios requerido para cada operación se estima dividiendo los minutos estándar de cada operación entre los minutos permitidos para producir una pieza (2) 1.25 / 0.685 = 1.825 •
2 operarios
Para identificar la operación mas lenta, se divide los minutos estándares para cada una de las ocho estaciones entre el numero de operario de cada estación.
(3) 1.25 / 2 = 0.625 Tiempo por unidad •
La operación 2 determina la producción de la línea en este caso.
= 87 piezas por hora o 696 piezas por día. . Si esta tasa es inadecuada, será necesario aumentar la producción del operario 2, mediante: •
Uno o ambos operarios de la estación 2 deben de laborar tiempo extra para acumular un pequeño inventario en esta estación de trabajo.
•
La utilización de los servicios de un tercer trabajador de tiempo parcial para la estación de trabajo 2.
•
La reasignación de parte del trabajo de la operación 2 a 1 estación 1 o a la 3 (seria más conveniente asignar mas trabajo a la estación 1).
•
Mejorar el método en la operación 2 para disminuir el tiempo de ciclo en esta estación de trabajo.
Ejemplo: Dados el tiempo de ciclo y los tiempos de operación, un analista puede determinar el número de operarios necesarios para cada operación de modo que se cumpla con el programa de producción deseado. El problema de asignación de trabajo a una línea de producción también puede minimizar el número de estaciones de trabajo, dado el tiempo de ciclo deseado; o bien con el número de estaciones de trabajo, se pueden asignar los elementos de trabajo a las estaciones, dentro de las restricciones establecidas para minimizar el tiempo de ciclo. •
•
Una estrategia importante para balancear la línea de ensamble es compartir los elementos de trabajo. Dos operarios o más con algún tiempo ocioso en su ciclo de trabajo pueden compartir el trabajo de otra estación para lograr mayor eficiencia en toda la línea. Debe observarse que compartir elementos puede aumentar el manejo de materiales, pues quizá tengan que entregarse las partes en más de un lugar. Además, es posible que se incrementen los costos por la duplicidad de herramientas. Página 5 de 9
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•
Una segunda posibilidad para mejorar el balanceo de una línea de ensamble es dividir un elemento de trabajo. A menudo no es económico dividir un elemento. Un ejemplo seria atornillar ocho tornillos de maquina con un desarmador eléctrico. Una vez que el operario coloca las partes del dispositivo, obtiene el control de la herramienta y pone a funcionar, lo normal es atornillar los ocho tornillos y no solo una parte para dejar el resto a otro operario. Siempre que los elementos se puedan dividir, se obtendrán estaciones de trabajo mejor balanceadas.
Donde el tiempo de ciclo del sistema es el tiempo estándar de la zona o estación que mas tarda.
Ejemplo. Estación de Trabajo 1 1 1 1 2 3 3 4 5 5 6
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•
•
• •
Elementos de trabajo A B C D E F G I H J K Total
Tiempo estándar 0.46 0.35 0.25 0.22 1.10 0.87 0.28 1.32* 0.72 0.49 0.55 6.61
Predeces ores A,B D A C F E E,G H,I J
Peso Posicional 6.26 4.75 4.40 4.18 3.76 6.51 2.64 1.76 2.36 1.04 0.55
Tiempo Acumulado 0.46 0.81 1.06 1.28 1.10 0.87 1.15 1.32 0.72 1.21 0.55
Tiempo no Asignado 1.04 0.69 0.47 0.22 0.40 0.63 0.35 0.18 0.78 0.29 0.95
Como ejemplo, suponga que la producción requerida por turno de 450 minutos es 300 unidades. El tiempo de ciclo del sistema es 450 / 300 = 1.50 minutos. Con el arreglo de seis estaciones de trabajo, el tiempo de ciclo es 1.32 minutos. Este arreglo produce 450 / 1.32 = 341 unidades, que es mas que el requerimiento diario de 300. Sin embargo, con seis estaciones, también sobra una gran cantidad de tiempo, el tiempo muerto u ocioso por ciclo es: 0.04 + 0.22 + 0.17 + 0+ 0.11 +0.77 = 1.31 minutos. Para obtener un balanceo mas favorable, se recomiendan tiempos de ciclo menores que 1.5 minutos. El resultado puede ser más operarios y mas producción por día que tal vez tenga que almacenarse.
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Ejercicios. Ejercicio No 5.1
Hay que establecer una línea de producción que contenga las siguientes actividades. A B C D E F G H I J
ACTIVIDAD A B C D E F G H I
TIEMPO(min) 10 12 16 9 7,5 6,5 4,5 9,0 7,5 15
J
A. Si la empresa asigna un operario por cada actividad, Cuál es la eficiencia de la línea? Calcule la producción en una jornada de 8 horas. B. Cuántos trabajadores se deben de asignar a cada estación si se desea una producción total de 900 unidades de producto.
Ejercicio No 5.2
Hay que establecer una línea de producción que contenga las siguientes actividades. Actividad A B C D E F G
Tiempo (min) 5 7 6 3 2 6 5
Act predecesora ‐
A ‐
C B,D A,C E,F
•
Calcule la eficiencia de la línea
•
Reorganice en estaciones de trabajo y evalué la nueva eficiencia.
Ejercicio No 5.3
Una empresa requiere determinar una propuesta de redistribución de sus cargas de trabajo. Se sabe que la demanda es de 2000 unidades diarias y se necesita que Ud. determine cuantos trabajadores deberían de contratarse. La empresa tiene como estrategia utilizar el tiempo extra cuando se requiera,
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siempre y cuando sea rentable (comparar el costo de contratar a un trabajador adicional vs. trabajar tiempo extra). A continuación se tiene las actividades y sus tiempos. Actividad A B C D E F G H
Tiempo (min) 0.75 1.00 0.25 0.40 0.25 0.20 0.30 0.60
Act predecesora ‐
A A B C C E,F D,G
El costo del salario de un trabajador es $10 la hora, el cual se incrementa a $16 la hora cuando labora horas extras.
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Ejercicio No 5.4
Hay que establecer una línea de producción que contenga las siguientes actividades: ACTIVIDAD TIEMPO(SEG) PREDECESORES A 50 B 40 C 10 B,A D 25 B E 15 D F 20 C G 30 F H 5 E I 10 H J 5 G, I Construya un diagrama de precedencias. Calcule la producción actual de la línea, considerando que cada actividad es una estación. Equilibre la línea. Cuántas estaciones de trabajo se formarán producto del balance? ¿Cuál es la eficiencia de la línea? ¿Cuántos trabajadores se deben de asignar a cada estación para alcanzar una producción total ‐‐‐
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de 3200 unidades de producto? ¿Qué recomendaría usted para aumentar la eficiencia?
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