SISTEMA INTEGRAL DE PRODUCCION POR CELDAS.

Después de implantar la primera celda de manufactura, se plantea ir implantando celdas posteriores en el orden que demanden las necesidades de producción en planta, así como de los marcadores económicos, hasta alcanzar un sistema integral de producción por celdas de manufactura como se ve en la figura 5.8. Es importante mencionar que no sólo se trata de un arreglo de máquinas, también es primordial e importante la forma de trabajar, es decir, la capacitación y adiestramiento que deberá recibir el operador.

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CONCLUSIONES

Basándose en la metodología para la integración de celdas de manufactura se llegó a la siguiente conclusión:

El sistema de producción por celdas de manufactura es más eficiente y productivo, en comparación con el sistema de producción lineal, debido a los resultados mostrados y analizados se pudo constatar de manera gráfica y textual los beneficios que aportará el trabajo de un nuevo sistema de producción de este tipo.

La investigación hecha para la implantación del sistema de producción por celdas de manufactura, fue realizada acorde a las necesidades principales a resolver en la empresa Metalmecánica. En específico para el área de manufactura, dicha investigación cumple con el objetivo de eficientar la producción. En este estudio también se hacen algunas recomendaciones pertinentes sobre el modo cómo deberá ser instaurado el sistema de producción por celdas de manufactura y los recursos materiales y humanos indispensables para su integración.

El sistema de producción por celdas de manufactura es de gran utilidad para la industria metalmecánica, por los beneficios que ofrece como la reducción de tiempos de producción y por consecuencia los ahorros económicos, hacen de este sistema de producción el más eficiente y rentable para su adopción. Tales beneficios hacen que las utilidades de la empresa sean mayores, convirtiéndola en una empresa innovadora y competente en el mercado actual, con posibilidades de expandir sus productos hacia la economía mundial.

tipo taller, son significativos. En donde, las estimaciones de los costos que se tienen con el sistema de producción por celda de manufactura comparados contra los del sistema de producción tipo taller y los resultados que se obtendrían son los siguientes:

Ahorro, bajo producción por celda de manufactura.

9 El Tiempo de producción por celda de manufactura (Tiempo C) es en algunos casos de 3 veces menor al tiempo bajo sistema de producción en planta (Tiempo T) y, en algunos otros casos, seria mucho menor que en el sistema de producción en planta (Tiempo T).

9 El Costo C es el producto de la rentabilidad unitaria y el tiempo de producción por celda (C), este valor comparado con el Costo T que es el producto de la rentabilidad unitaria y el tiempo de producción en planta (T), comparados, se tendría que, el Costo C sería 3 veces menor al Costo T por producción en planta y en otro caso llegaría a ser el Costo

considerablemente menor al Costo T por producción en planta.

9 Los Ahorros que se obtendrían bajo el sistema de producción por celda de manufactura se muestran en la última columna de la tabla 2 que en algunos casos es de 100.87 unidades y en otros de 247.59 unidades.

Entre las ventajas que ofrece el sistema de producción por Celdas de manufactura, se tiene: la reducción de los tiempos de manufactura de piezas, lo cual permite adoptar políticas laborales como el Justo a Tiempo y, a la vez, reducir el número de inventarios en base a la capacidad de respuesta para la producción de lotes de piezas.

En este trabajo también se concluye que, para poder trabajar bajo el sistema de producción por celdas de manufactura, es necesario adecuar la planta y las piezas a producir. También es necesario realizar una serie de adaptaciones en la cultura laboral y en la organización de la empresa.

RECOMENDACIONES

Para que el sistema de producción por celdas de manufactura tenga éxito; debe haber un cambio en la cultura laboral, donde se involucren todas las áreas y éstas participen activamente en dicho cambio. Todo cambio en cualquier organización y cultura es difícil de realizar y aun más si se quiere hacer de manera drástica, es por esto que la transición entre el sistema de producción tradicional y el sistema de producción por celdas de manufactura debe ser gradual, por etapas, con el fin de que la resistencia al cambio sea mínima.

Un aspecto muy importante a considerar es que la nueva filosofía de trabajo sea comprendida por la parte ejecutiva y se diversifique hacia los diferentes niveles de trabajo, con el fin de que no haya problemas organizacionales (2004 by Acosta, Carlos, Leon, V Jorge, Conrad, Charles).

También se propone que se realice un estudio de las piezas que se tendrían que modificar en la ruta de proceso de maquinado, con el fin de saber cuál sería el movimiento intercelular que tendrían las piezas, así como los criterios que se tomarían en cuenta para modificar las piezas involucradas y las consecuencias que traería consigo el cambio de ruta las mismas.

CONSIDERACIONES PARA LA CAPACITACIÓN Y ADIESTRAMIENTO DEL PERSONAL.

En este punto, el personal que participa en la celda de manufactura, dependiendo del área en el que participe, debe contar con los conocimientos que se describen en la tabla 6. Para tener un mejor funcionamiento tanto en la implantación como

Cabe mencionar que los puntos citados en la tabla 6 son sólo algunos entre otras observaciones que se pudieran hacer para poder llevar a cabo dentro de la empresa.

Tabla 6. Análisis de funciones de áreas de trabajo

Área de trabajo Requerimientos del personal

Área administrativa

• Conocimiento de la demanda de piezas que se producirán en la celda.

• Costo de las piezas que se producirán en la celda.

• Planeación adecuada de los lotes mínimos y máximos que se deberán producir en la celda.

Área de ingeniería

• Conocimiento a detalle de las piezas a producir dentro de la celda. (diseño y manufactura).

• Conocimiento de las máquinas que participaran en la celda.

• Conocimiento y control del mantenimiento de las máquinas que participaran en la celda.

• Ubicación de la celda dentro de la planta.

Área técnica laboral

• Introducción al esquema de trabajo (métodos y técnicas de trabajo).

• Conocimiento de la utilización y preparación de las máquinas.

• Conocimiento del herramental que se utilizará.

• Identificación de las piezas a producir dentro de la celda.

Para que el sistema de producción por celdas de manufactura funcione de una manera adecuada es muy importante la colaboración de las personas que van a trabajar dentro y fuera de las celdas, es decir, que la capacitación y adiestramiento se deberá dar en los tres niveles laborales antes mencionados y deberá estar ligada entre dichos grupos, para poder mejorar el funcionamiento y dar una rápida respuesta a los problemas que se vayan presentando.

La implantación de la capacitación de cursos que se requieran deberá proveerse por la(s) persona(s) que pretendan implantar este sistema de producción.

CONSIDERACIONES PARA EL HERRAMENTAL QUE SERÁ UTILIZADO PARA LA CELDA Y LAS PIEZAS A PRODUCIR.

Con el objeto de no perder tiempo en buscar herramientas para la sujeción y fabricación de piezas a producir (preparación de máquina), las herramientas utilizadas para la producción de las familias de piezas que se elaboran en la celda deberán ser estandarizadas para dichas familias, es decir, que los cortadores, mordazas, llaves y equipo de medición deben de ser útiles para toda la gama de piezas a producir.

También debe tomarse en cuenta que se tiene que identificar correctamente las herramientas que sean más propensas al desgaste o a la pérdida total con el fin de reparar o reponer dicha herramienta, en el menor tiempo posible.

Para poder llevar a cabo lo anterior se propone lo siguiente:

Que en una primera etapa se capacite al operador para que éste pueda organizar las herramientas, tomando como prioridad aquellas que se utilicen con mayor

CONSIDERACIONES PARA EL MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MÁQUINAS.

Para poder tener un mejor desempeño y funcionamiento de la celda, se propone familiarizar a los operarios de la celda con las máquinas en ella, es decir, junto con el personal de mantenimiento se les capacite para que puedan dar mantenimiento preventivo a las máquinas.

Se plantea adecuar el programa de mantenimiento preventivo realizado por el área de mantenimiento con ayuda del operario, de manera que, se irá formando una bitácora de la maquinaría donde se lleve el monitoreo y control de las fallas más comunes, también del ciclo de vida de los componentes de las máquinas, teniendo en cuenta que los elementos que estén directamente relacionados con la producción del lote serán reemplazados en tiempo y forma pertinentes, con el objetivo de tener un estándar de alta calidad sobre la producción de la celda.

Se propone que el mantenimiento preventivo menor se realice en los cambios de turno, los fines de semana y cuando la carga de trabajo de dicha celda sea menor, con el fin de que el tiempo de espera de los lotes a producir sea el menor posible.

CONSIDERACIONES PARA LA PLANEACIÓN Y CONTROL DE LAS FAMILIAS DE PIEZAS A PRODUCIR.

En este punto se recomienda que la planeación y control adecuado sea lo más lógico posible, es decir, que el lote de piezas que antecede al que se está produciendo tenga pocas variantes en cuanto a dimensiones y similitudes geométricas, con el fin de que los cambios que hagan en la preparación para el siguiente lote sean mínimos y se haga buen uso de la producción celular.

Se debe tomar en cuenta, que las ordenes para la producción de lotes sean en la medida de lo posible, para lotes medianos de producción, llegando aproximándose a los lotes óptimos, con el objetivo de reducir los tiempos de espera entre un lote y otro, es decir, que un lote de piezas no tenga que esperar demasiado tiempo para entrar a proceso de producción.

Los lotes óptimos de producción para la celda deberán analizarse en base a las características de las familias y a la demanda, el estudio de dicho criterio tendrá que hacerse en conjunto entre las áreas de producción y ventas.

Finalmente se recomienda que con base en la experiencia y como parte del conocimiento que se obtenga de la primera celda de manufactura o celda piloto se haga un cambio paulatino y seguro para la transición a un sistema de producción por celdas de manufactura, hasta llegar al nivel optimo de producción con el fin de tener una sistema de producción por Manufactura Esbelta o de Clase Mundial.

Se recomienda que en empresas del sector metal mecánico, se implementen tecnologías en sistemas de producción integrados por computadora, es decir, que el estudio analítico vaya acompañado de programas que permitan simular el funcionamiento, los tiempos de producción y operación de las celdas de manufactura, con el fin de tener una aproximación más cercana al funcionamiento real que tendrá la celda al operar.

ANEXO A

Cople.- Se refiere a un dispositivo que se utiliza para unir dos ejes en sus extremos con el fin de transmitir potencia. Existen dos tipos generales de coples, rígidos y flexibles.

Los coples rígidos se diseñan para unir dos ejes en forma apretada de manera que no sea posible que se genere movimiento relativo entre ellos. Este diseño es deseable para ciertos tipos de equipos en los cuales se requiere una alineación precisa de dos ejes que puede lograrse. En tales casos, el cople cople rígido debe diseñarse de manera que sea capaz de transmitir el torque en los ejes. Los coples flexibles son diseñados de tal manera que sean capaces de transmitir torque con suavidad en tanto permiten cierta desalineación axial, radial y angular. La flexibilidad es tal que, cuando ocurre una desalineación, las piezas del cople se mueven sin ninguna o una mínima resistencia. En consecuencia no se desarrollan tensiones significativas por flexión en el eje; en la tabla 1A se muestran las características de los diferentes tipos de coples.

Existe una amplia variedad de coples de tipo comercial, desde los de cuña simple, coples rígidos hasta diseños elaborados que utilizan engranes, elastómeros, o los de transmisión de fluidos para esfuerzo de torsión de una flecha a otros dispositivos en presencia de varios tipos de desalineamiento.

Tabla 1A.- Tabla de Características de coples.

Características de Varios tipos de Coples Tolerancia de Desalineamiento

Clase Axial Angular Paralelo Torsional Comentarios Rígido Grande Ninguno Ninguno Ninguno Requiere de alineamiento exacto Quijada Ligero Ligero (<2º) Ligero (3% φ) moderado absorción al choque, significativo

deslizamiento

Engrane Grande Ligero (<5º) Ligero (<1/2%φ) Ninguno Capacidad grande del esfuerzo de _{torsión, ligero contragolpe} Tira Grande Ninguno Ninguno Ninguno Capacidad grande del esfuerzo de _{torsión, ligero contragolpe} Helicoidal Ligero Grande (20º) Ligero (<1% φ) Ninguno Una sola pieza, no soporta

contragolpe Fuelle

metálico Ligero

Grande (17º)

Moderado (20% φ) Ninguno Conforme a falla de cansancio Disco flexible Ligero Ligero (3º) Ligero (2% φ) Ligero a ninguno Absorción del choque, ningún

contragolpe Arreglo de

flechas (Schmidt)

Ninguno Ligero (5º) Grande (200% φ) Ninguno No soporta contragolpe, sin cargas en flecha

Hooke Ninguno Grande Grande (un pares) Ninguno

Variación leve de la contragolpe, baja velocidad que esté utilizado en

COPLES RÍGIDOS

Los Coples rígidos unen a dos ejes entre los cuales no permite ningún movimiento relativo entre ellos, aunque algún ajuste axial es posible en el ensamble. Estos son usados cuando la presición y la exactitud en el torque de transmisión son parámetros importantes, por ejemplo, cuando la relación el sistema de transmisión y el eje a transmitir deben de ser constantes y el desalineamiento puede causar daños en el mecanismo o a los elementos movidos por el mecanismo. En equipo automatizado con sistemas de transmisión de ejes largos, se utiliza a menudo coples rígidos entre las secciones del eje. Los servomecanismos también necesitan las conexiones de cero ajustes en el tren de impulsión. La alineación de las flechas unidas en el eje se debe ajustar con precisión al cople, para evitar introducir fuerzas y los momentos laterales.

En la figura 1A muestran algunos ejemplos de coples comerciales. Hay tres tipos generales, coples del tornillo de presión, coples afinados, y coples de abrazadera.

Figura 1A.- Coples rígidos.

COPLES TORNILLO DE PRESIÓN.- utilizan un tornillo de presión duro que cave en el eje para transmitir el esfuerzo de torsión y cargas axiales. Éstos no se recomiendan para cualquier uso; se pueden aflojar con la vibración son utilizados en la unión de conexiones de cables de energía eléctrica, como se observa en la figura 2A.

Figura 2A.- Cople de tipo Tornillo de Presión.

COPLES AFINADOS. - Utilizan tornillos estándares al igual que los coples de tornillo de presión y puede transmitir un esfuerzo de torsión significativo. El tornillo de presión se utiliza a menudo conjuntamente con una llave, el tornillo esta localizado a 90° de la llave (ver figura 3A). Para una mayor seguridad, en el eje se debe hacer un agujero para el tornillo tipo hallen con el fin de proporcionar una interferencia mecánica contra deslizamiento axial o contra la fricción.

Figura 3A.- Coples rígidos afinados con tornillos de presión.

COPLES DE MORDAZAS. - se hacen en varios diseños, es uno de los coples mas comunes de tipo partidos en dos piezas que se sujetan con abrazadera alrededor de ambos ejes y transmiten el esfuerzo de torsión con la fricción según lo demostrado en la figura 4A. Un cople de ahusamiento-cerradura utiliza un perno de fijación que une a los ejes y la cubierta que aprisiona la unión con el eje y abrazadera.

Figura 4A.- Cople de tipo Mordaza. COPLES FLEXIBLES

Un eje como cuerpo rígido tiene seis grados de la libertad potenciales (DOF) con respecto a un segundo eje. Sin embargo, debido a la simetría solamente cuatro de estos el DOF son los que se presentas y son: desalineamientos axiales,

angulares, paralelos, y de torsión, según lo demostrado en la figura 5A. Éstos pueden ocurrir solo o en la combinación de algún otro y pueden estar presentes en el ensamble debido a las tolerancias de la fabricación o pueden ocurrir durante la operación debido a los movimientos relativos de los dos ejes. El extremo final de la impulsión se pone al marco y el extremo conducido está en el camino. El soporte y el eje de transmisión están separados por la suspensión del coche, así los coples del eje motor deben absorber el desalineamiento angular y axial como los contragolpes en el eje del coche.

Aun que se tenga cuidado para alinear dos ejes adyacentes puede haber desalineamiento axial, angular, y paralelo en cualquier maquinaria. El desalineamiento torsional ocurre dinámicamente cuando una carga conducida se adelanta al eje de transmisión o se retrasa. Si el cople permite alguna separación torsional habrá contragolpe cuando el esfuerzo de torsión invierte el giro, esto es indeseable si la posición de fase tiene que ser exacta, como en el caso de los servomecanismos. La alineación torsional en un cople puede ser deseable si es grande da un incremento de carga eléctrica o las vibraciones torsionales se deben aislar del conductor.

Figura 5A. Tipos de desalineamiento.

Los numerosos diseños de coples de quijada son manufacturados y cada uno ofrece una diversa combinación de características. El diseñador puede generalmente encontrar un cople conveniente a sus necesidades, comercialmente para cualquier uso. Los coples de quijada se pueden dividir en varias subcategorías, que se enumeran en la tabla 1A, junto con algunas de sus características. Los grados del esfuerzo de torsión varían extensamente dependiendo del tamaño y los materiales utilizados. Diferentes tamaños de coples pueden manejar niveles de energía de caballos de fuerza desde subfraccional a miles de caballos de fuerza.

relleno entre las quijadas de material de caucho. Las separaciones permiten un cierto desalineamiento axial, angular, y paralelo, pero pueden también permitir un cierto desalineamiento torsional.

Figura 6A. Coples de tipo Quijada con hule de amortiguamiento tipo elastómero. COPLES DE DISCO FLEXIBLE.- Son similar a los coples de quijada en que sus cuerpos cilíndricos son conectados por un miembro de la queja (disco) del material elastómero o resorte metálico, según lo mostrado en la figura 7A. Éstos permiten el desalineamiento axial, angular, y paralelo, con una cierta conformidad torsional con poco o nada de contragolpe.

Figura 7aA.- Coples tipo Disco Flexible

Figura 7bA.- Coples tipo Disco Flexible COPLES DE ENGRANE Y CADENA.

En cople de cadena, el torque es transmitido mediante una cadena de rodamiento doble. Los espaciamientos entre la cadena y los dientes de la rueda dentada en las dos mitades del cople compensan la desalineación. En el caso del cople de engrane, el torque es transmitido entre los dientes en forma de corona a partir de la mitad del cople hacia la camisa. La forma de corona en los dientes permite desalineación.

Tienen un dentado recto o con dientes externos curvados en el engranaje, el acoplamiento se realiza con los dientes internos, como se puede apreciar en la figura 8A. Éstos pueden permitir el movimiento axial substancial entre los ejes y dependiendo de la forma del dentado y las separaciones pueden absorber el desalineamiento angular y un pequeño desalineamiento paralelo. Tienen alta capacidad de torque debido al número de dientes en el acoplamiento.

Figura 8A.- Coples de tipo Engrane y Cadena.

COPLES DE FUELLE METALICO y HELICOIDALES.- Están diseños de una sola pieza que utilizan sus desviaciones elásticos para permitir el desalineamiento