TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA

SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA

INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA PARA LA FORMACIÓN Y DESARROLLO DE COMPETENCIAS

Nombre de la asignatura: VARIACIÓN EN MANUFACTURA Carrera: INGENIERÍA INDUSTRIAL Clave de la asignatura: FG1D B

Horas teoría - Horas práctica - Créditos: 4 - 0 - 4 1. Caracterización de la asignatura

Para el perfil del Ingeniero Industrial, esta asignatura le proporciona la capacidad para tomar decisiones mediante propuestas de mejora a través del análisis de problemas que se presentan en sistemas productivos, en situaciones bajo riesgo, incertidumbre y en general a sistemas sometidos a efectos de la aleatoriedad, para estimar el tiempo de permanencia en el sistema, la cantidad de trabajo en proceso, calcular los flujos, costos y rutas, entre otros, considerando criterios cuantitativos y económicos propios de las empresas de manufactura. Ayuda a tomar decisiones racionales frente a problemas de administración complejos utilizando medios analíticos derivados de la teoría de líneas de espera, de ahí su importancia de integrarse en la formación del ingeniero industrial, ya que esto aporta una característica distintiva de este profesionista que es su habilidad y capacidad para resolver situaciones de alta complejidad en forma sistémica. Los conceptos expuestos en esta materia, no son exclusivos de los sistemas de manufactura y se pueden aplicar para explicar el comportamiento de los sistemas de servicios.

El Ingeniero Industrial necesita una base de conocimiento fundamental, formada por conceptos básicos y principios fundamentales que proporcionen leyes cuantitativas para las operaciones en sistemas de manufactura, que permitan conocer cómo abordar los problemas operativos; a partir de una base racional de entendimiento y búsqueda, aportando la capacidad de evaluar y mejorar sistemas y procesos productivos en organizaciones públicas y privadas, en base a modelos de clase mundial.

Aporta también la capacidad para fundamentar la toma de decisiones con una base científica que le permitan la mejora significativa de los procesos que apoyen a las unidades productivas de bienes, en la búsqueda de la competitividad y sustentabilidad.

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2. Objetivo(s) general(es) del curso. (Competencias específicas a desarrollar)

Explicar el efecto de la variabilidad debida a la aleatoriedad inherente de los sistemas de manufactura utilizando medios analíticos y con

base en los resultados, identificar oportunidades de mejora en los sistemas, diseñar nuevos sistemas efectivos y prever los intercambios

entre áreas separadas, justificando así la toma de decisiones desde un enfoque cuantitativo.

3. Análisis por competencia

Competencia: 1 Descripción de la_competencia:

Enfocar científica y racionalmente

la administración de la manufactura utilizando un enfoque sistémico, utilizando modelos cuantitativos para calcular el tiempo de ciclo, trabajo o inventario en proceso, facturación y capacidad, empleando los modelos analíticos para sistemas con una sola estación

Temas para desarrollar la

Competencia específica Actividades de aprendizaje

Actividades de enseñanza

Desarrollo de competencias

genéricas

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1.- Sistemas de Manufactura. 1.1 Definición de Sistema de Manufactura y Clasificación de acuerdo a su arreglo

1.1.1 Sistemas de una sola etapa con un solo servidor y varios servidores en paralelo

1.1.2 Sistemas con varias etapas con arreglo en serie y con arreglo en red.

1.2 Ecuaciones generales de las medidas de desempeño:

1.2.1 Trabajo en proceso, tiempo de ciclo, facturación(throughput), Intensidad de tráfico.

1.3 Ley de Little

1.4 Modelos para evaluar el

desempeño (tiempo de ciclo, trabajo en proceso y facturación)

1.4.1 Sistemas Markovianos sin límite en la fila (M/M/c)

1.4.2 Sistemas Markovianos con capacidad limitada del

sistema(M/M/1/K)

1.5 Aproximaciones de

Pollaczek-Khintchine y Kingman

para el tiempo de ciclo

• Utilizar el enfoque de sistemas para analizar y solucionar los problemas • Enfocar científica y racionalmente la administración de la manufactura • Construir plantillas en hojas de cálculo

• Aplicar los conceptos a la toma de decisiones con ejemplos

• Aplicar modelos cuantitativos de manera descriptiva para entender las relaciones entre los factores y como un paso previo a utilizar un modelo prescriptivo

• Resolver ejercicios en clases sobre medidas de desempeño de sistemas markovianos y no-markovianos, con y sin límite en la capacidad: Trabajo en proceso, tiempo de ciclo, facturación (throughput), Intensidad de tráfico y probabilidad de bloqueo

• Presentación de la planeación de la unidad.

• Presentación por parte del profesor de las técnicas utilizadas para el análisis

• Presentación por parte del profesor cálculos para analizar sistemas de

manufactura.

• Capacidad de análisis y síntesis • Solución de problemas

• Trabajo en equipo • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

4 - 4

Indicadores

No. Indicador Descripción Porcentaje

1 Conoce los conceptos elementales en la descripción de modelos de sistemas de manufactura 10

2 Obtiene las medidas de desempeño de los sistemas de manufactura 10

3 Analiza relaciones básicas en sistemas de manufactura 40

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5 Aplica los conocimientos teóricos en situaciones tomadas de la práctica 20 Niveles de desempeño

INDICADORES

DESEMPEÑO NIVEL DE DESEMPEÑO 1 2 3 4 5 VALORACIÓN NUMÉRICA

Competencia Alcanzada

Excelente X X X X X de 90 a 100

Bueno X X X X X de 80 a 89

Suficiente X X X X X de 70 a 79

Competencia no alcanzada Insuficiente X X X X X de 0 a 69

Matriz de evaluación

Evidencia de aprendizaje Indicadores Evaluación

1 [10%] 2 [10%] 3 [40%] 4 [20%] 5 [20%]

Examen 2 2 4 4 8 60

Tareas 2 2 4 4 8 20

Ejercicios en clase 2 2 4 4 8 20

Variabilidad en los sistemas de manufactura

-

Reconocer que la variabilidad del sistema es

consecuencia de factores aleatorios (del tiempo entre clientes, del tiempo de proceso, de las

fallas) y de decisiones (cambios de producto) y que tiene efectos sobre el tiempo de ciclo, el

trabajo en proceso y la facturación de un sistema de manufactura, así mismo identificar posibles

acciones para mejorar el desempeño del sistema

Competencia específica Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza

genéricas

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2.1 Variabilidad y

aleatoriedad, clasificación de la variabilidad

2.2 Fuentes de variabilidad: 2.2.1 Variabilidad Natural, variabilidad por paros o fallas catastróficas,

variabilidad por cambios de producto.

2.2.2 Cálculo del tiempo de ciclo y el trabajo en proceso tomando en cuenta las fuentes de variabilidad. 2.3 Propagación de la variabilidad

2.3.1Cálculo de la variabilidad del tiempo entre salidas para sistemas M/M/c/ y G/G/c y una sola etapa

2.4 Sistemas en serie con estaciones tipo M/M/c. 2.4.1 El principio de la equivalencia

2.4.2 Cálculo del tiempo de ciclo y del trabajo en proceso en sistemas M/M/c 2.5 Sistemas en serie con estaciones G/G/c

2.5.1 Cálculo del tiempo de ciclo y del trabajo en proceso en sistemas G/G/c

2.6 Aplicaciones

• Comprender y explicar los conceptos de variabilidad, su

propagación y sus consecuencias en el flujo y los tiempos de salida

• Construir plantillas en hojas de cálculo

• Aplicar los conceptos a la toma de decisiones con ejemplos

• Aplicar el principio de la descomposición para calcular el tiempo de ciclo, el trabajo en proceso tomando en cuenta la variabilidad del tiempo de proceso, de los tiempos entre clientes y de los paros catastróficos

• Determinar cuantitativamente el aumento de la eficiencia y de la facturación por reducir la variabilidad en las estaciones individuales

• Presentación de la planeación de la unidad.

• Presentación por parte del profesor de las herramientas que relacionan al tiempo de ciclo, Inventario en proceso (WIP), facturación, demanda y capacidad de atención con la variabilidad

• Capacidad de análisis y síntesis • Trabajo en equipo • Solución de problemas • Habilidades de investigación

4 - 4

Indicadores

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1 Comprende y explica el concepto de variabilidad, su propagación y sus consecuencias en el flujo 25 2 Determina cuantitativamente el efecto de la variabilidad en las estaciones individuales 25 3 Aplica el principio de la descomposición para obtener el tiempo de ciclo, trabajo en proceso y variabilidad de un_sistema 15 4 Aplica los conocimientos teóricos en situaciones tomadas de la práctica para la toma de decisiones 15

5 Desarrolla herramientas para efectuar los cálculos 20

Niveles de desempeño

INDICADORES

1 [25%] 2 [25%] 3 [15%] 4 [15%] 5 [20%]

Examen 15 15 9 9 12 60

Tareas 15 15 9 9 12 20

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genéricas

Horas teórico-prácticas

3.1 Redes de Jackson (Abiertas)

3.2 Ruta del proceso y cálculo del flujo de material en una red

3.2 El principio de la

descomposición para sistemas en red.

3.2.1. Cálculo de tiempo de ciclo y del trabajo en proceso en sistemas con estaciones M/M/c

3.2.2 Cálculo de tiempo de ciclo y del trabajo en proceso en sistemas con estaciones G/G/c

3.3 Aplicaciones

• Calcular el flujo de material de un sistema de manufactura empleando el concepto de redes abiertas de Jackson

• Construir plantillas en hojas de cálculo

• Estudiar el concepto de flujo en una red abierta

• Aplicar el principio de la descomposición en una red abierta para calcular el tiempo de ciclo y el trabajo en proceso de un sistema de manufactura. • Aplicar los conceptos a la toma de decisiones con ejemplos académicos.

• Presentación por parte del profesor del principio de la descomposición para calcular el tiempo de ciclo y la cantidad de trabajo en proceso

• Explicar el comportamiento fundamental de una línea de producción con varias etapas • Presentar el concepto de flujo en una red abierta.

• Trabajo en equipo • Habilidades de investigación

4 - 4

Indicadores

1 Explicar el comportamiento fundamental de una línea de producción con varias etapas 20 2 Explicar las relaciones entre tiempo de ciclo, Inventario en proceso, facturación y capacidad 20 3 Calcular el tiempo de ciclo y el trabajo en proceso de un sistema de manufactura, tomando en cuenta la variabilidad_{del tiempo de proceso y de los tiempos entre clientes} 20

4 Aplicar los conceptos a la toma de decisiones con ejemplos académicos 20

5 Desarrolla herramientas para efectuar los cálculos 20

Niveles de desempeño

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1 [20%] 2 [20%] 3 [20%] 4 [20%] 5 [20%]

Examen 12 12 12 12 12 60

Tareas 12 12 12 12 12 20

Modelos limitados en inventario - Analizar el efecto de limitar la cantidad de trabajo

en proceso mediante el cálculo del tiempo de ciclo y la facturación (throughput) del

sistema

genéricas

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4.1 La técnica de

descomposición para sistemas en serie y estaciones de tipo Markoviano (M/M/1/K) 4.2 El fenómeno del Tazón (Bowl phenomena)

4.3 Simulación de sistemas

en Promodel o Arena

• Estimar el efecto sobre la facturación (throughput) de colocar límites al trabajo en proceso en un sistema de manufactura

• Resolver ejercicios en clases • Construir plantillas en hojas de cálculo

• Aplicar la técnica de

descomposición para analizar sistemas de manufactura con arreglo en serie y con

restricción del trabajo en proceso

• Simular sistemas vistos en el semestre en Promodel o Arena para corroborar los resultados analíticos

• Exposición por parte del profesor de la técnica de descomposición para analizar sistemas de manufactura con arreglo en serie y con restricción del trabajo en proceso

• Exposición por parte del

profesor de ejemplos para mostrar el efecto de colocar límites al trabajo en proceso en un sistema de manufactura

• Toma de decisiones. • Trabajo en equipo • Habilidades de investigación

4 - 4

Indicadores

1 Explicar el efecto de limitar la cantidad de trabajo en proceso en el tiempo de ciclo 20

2 Verificar los resultados analíticos utilizando modelos de simulación 20

3 Aplicar los conceptos a la toma de decisiones con ejemplos académicos 20

4 Construir plantillas en hojas de cálculo para efectuar los cálculos 20

5 Explicar el efecto de limitar la cantidad de trabajo en proceso en la facturación 20 Niveles de desempeño

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1 [20%] 2 [20%] 3 [20%] 4 [20%] 5 [20%]

Examen 12 12 12 12 12 60

Tareas 12 12 12 12 12 20

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1. Curry, G.L., y Feldman R.M (2011). Manufacturing systems: Modelling and analysis. Springer. New York.

2. Hernandez-Gonzalez, S., y Hernandez Ripalda, M. D. (2018). Managerial Approaches Toward Queuing Systems and Simulations. Hershey, PA: IGI Global.

3. Hillier F.S., Lieberman G.J. (2010) Introducción a la investigación de operaciones. 9ª ed. McGrawHill. México.

4. Taha, H. A. (2012). Investigación de Operaciones , 9e. Naucalpan de Juárez, Estado de México: Pearson Educación de México, S.A. de C.V

5. Feldman, R.M., Valdéz-Flores C. (2010) Applied probability and stochastic processes. Springer. New York. 6. Singer, M., Donoso, P. y Scheler-Wolf, A. (2008) UNA INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE COLAS APLICADA A LA GESTIÓN DE SERVICIOS. Revista ABANTE, 11(2), 1 – 22.

7. Gross, D., and Harris, C.M. (1998). Fundamentals of Queueing Theory, Third Edition, John Wiley & Sons, New York.

8. Hall, R.W. (1991). Queueing Methods: For Services and Manufacturing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N. J. 9. Hopp,W.J., and Spearman, M.L. (1996). Factory Physics: Foundations of Manufacturing Management, Irwin, Chicago.

10. Hernández, Salvador, Hernández, Darío, González, Anakaren, Tapia, Moises, Luna, Alicia (2016). Managing Emergency Units Applying Queueing Theory. En Giner Alor-Hernández, Cuauhtémoc Sánchez-Ramírez, Jorge Luis García-Alcaraz, Handbook of Research on Managerial Strategies for Achieving Optimal Performance in Industrial Processes. (pp. 464 – 488). New York: IGI-Global

Computadora

Cañon de proyección Pintarrón marcadores calculadora

Calendarización de evaluación (semanas):

Semanas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

T.P T.R

ED= Evaluación diagnóstica. EF = Evaluación formativa. ES = Evaluación sumativa.

ESC = Evaluación sumativa de complementación. TP = Tiempo planeado. TR =Tiempo real.

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