Diseño de un Plan de Optimización para la Aplicación de Prymer en los Parabrisas de las Líneas Sail y Spark M200 M300

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(1)Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. 1. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en los parabrisas de las líneas Sail y Spark M200-M300 Rodríguez, Javier Giovanny [email protected] Universidad Distrital Francisco José de Caldas . Resumen — En este documento se presenta la optimización propuesta para la aplicación de un sellador de superficies llamado Prymer en el conjunto de parabrisas de los automóviles Spark y Sail que se producen en la planta de GM Colmotores. En primera instancia, se presentan las necesidades particulares de la aplicación de dicho sellador y el impacto que se genera en el proceso productivo y en los operarios que realizan la labor, adicionalmente se dan a conocer los datos muestrales obtenidos en planta para su posterior comparación con el plan propuesto. Posteriormente, se muestran simulaciones industriales del proceso actual y del nuevo modelo seleccionado para finalmente evaluar y constatar las ventajas que se pueden presentar al aplicar éste plan en los procesos productivos en planta. Palabras Clave — Análisis de operaciones, optimización en procesos de manufactura, programación de trayectorias, simulación industrial. Abstract — This document presents the optimization proposal for the application of a sealant called Prymer in both windshields of the Spark and Sail cars which are produced at GM Colmotores Factory. In first instance, the particular needs for the application of this sealant are presented and the impact that generates in the production process and in the workers who performs the work, additionally, the sample data are disclosed obtained in the Factory for a later comparison with the proposed goal. Later on, industrial simulations of the current process are shown and also of the new selected model to finally assess and verify the advantages that may occur when implementing this plan in the production process of the factory.. I. INTRODUCCIÓN La automatización industrial se ha consolidado con el paso del tiempo como una herramienta de gran utilidad de la ingeniería moderna, de hecho, en la actualidad son escasos los procesos productivos que carezcan de ella. En el ámbito económico, automatizar ocasiona una mayor productividad, aunque inicialmente se vea opacada por su alto costo comercial. En la línea de ensamble de los vehículos de la planta GM Colmotores se percibe la necesidad de optimizar los procesos actuales con el fin de generar mayor productividad y cumplir con unos estándares de calidad. Uno de estos procesos es la aplicación en el conjunto de parabrisas de una sustancia llamada prymer la cual es utilizada para mejorar la adherencia de un pegamento industrial. Actualmente se evidencian problemáticas y riesgos laborales que están afectando a los operarios de esta línea al realizar las labores de éste proceso; entre ellos podemos señalar la inhalación de gases que genera el prymer ocasionando problemas respiratorios, la posición del cuerpo que tienen que tomar los operarios al realizar la aplicación produciendo complicaciones musculares y óseas. Adicionalmente, teniendo presente las políticas empresariales de mejoramiento, se desea garantizar el cumplimiento de calidad en los parabrisas teniendo en cuenta dimensiones, trayectorias y repetitividad de la aplicación del prymer; el cumplimiento de estas características debe influir directamente en la optimización de tiempos de ensamble, menores re-procesos y una mayor productividad de la planta..

(2) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. II. METODOLOGÍA Para el desarrollo del presente plan de optimización se realizaron cuatro (4) diferentes etapas, las cuales se enuncian y describen a continuación: A. Etapa de recopilación de datos del procedimiento de aplicación de prymer en planta y diseño de diagramas de análisis de operaciones. En esta etapa se realizaron visitas a la planta GM Colmotores con el fin de recopilar la información del proceso que se estaba aplicando en los parabrisas de los vehículos Sail y Spark modelos M200 y M300 e identificar las necesidades productivas de la planta y de los operarios que realizaban las labores. Se obtuvieron datos pertinentes para realizar un estudio de acciones humanas y desplazamientos que tienen que asumir los operarios para aplicar el prymer en el conjunto de parabrisas. El proceso que se realiza en los parabrisas difiere dependiendo del modelo del vehículo, aunque independientemente de esto, se pudo constatar que todas las labores son realizadas por el operario de turno las cuales son poco ergonómicas, carecen de repetitividad de un producto a otro y no hay un seguimiento al aseguramiento de la calidad en ellas. Adicionalmente, se evidenciaron riesgos ambientales ya que las sustancias que se aplican en los parabrisas producen fuertes olores afectando no solo al operario que realiza la aplicación de dicha sustancia, sino a los demás empleados ensambladores ya que están en cercanía de la zona dispuesta para ésta labor. Para describir el proceso y realizar el análisis de las operaciones se identificaron algunos productos que son aplicados e instalados en los parabrisas para su posterior instalación en el vehículo, dichos productos se nombran a continuación:  Limpiador de activación  Prymer  Empaques de EPDM (Etileno Propileno Dieno tipo M)  Espejo retrovisor. 2. El limpiador de activación es un agente formulado para el pre-tratamiento de las zonas de adhesión; principalmente libera de partículas grasas las superficies y activa una capa superficial la cual mejora la adhesión sobre el parabrisas. Este limpiador es aplicado manualmente por el operario en todos los parabrisas de cada modelo de automóvil respectivamente. El prymer es una solución de color negra que cura con la humedad y es formulado para el tratamiento de las superficies con unión directa antes de la aplicación de adhesivos de poliuretano; se debe garantizar un tiempo de curado alrededor de los 50 segundos después de la aplicación. De igual manera que con el limpiador, la aplicación es manual por medio del operario y es realizada en todos los parabrisas. Posterior a la obtención de los datos del proceso llevado a cabo en los parabrisas se procedió a analizar las operaciones realizadas utilizando diagramas especializados. La finalidad de utilizar dichos diagramas es poder describir en detalle todo el ciclo operativo para cada parabrisas identificando recursos, tiempos utilizados y distancias recorridas por el operario. En la figura 1 se presenta uno de los diagramas utilizados para analizar las operaciones.. Fig. 1. Diagrama de Análisis de Operaciones Aplicado.

(3) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. Teniendo en cuenta las necesidades propias de la compañía se requiere obtener una mayor cantidad de automóviles producidos, pero sin tener que prescindir de los operarios de la zona de parabrisas, razón por la cual el propósito del plan de optimización consiste principalmente en disminuir de manera considerable la intervención humana para la aplicación de éstas sustancias obteniendo un aseguramiento de la calidad y eliminación de los riesgos laborales al realizar las labores. B. Etapa de evaluación, selección y diseño del modelo de optimización para la aplicación de Prymer Con base en la información obtenida en la etapa precedente, y conforme a las necesidades expresadas por la compañía y los operarios de la zona de parabrisas, se procedió a evaluar los posibles sistemas de automatización a implementar y posteriormente seleccionar el sistema más conveniente en términos de funcionalidad, productividad y calidad. Para evaluar y seleccionar la mejor alternativa del modelo de optimización, se identificaron las labores que realizan los operarios y que con el nuevo modelo dejarían de realizar, de igual forma, las labores que seguirían ejecutando para evitar prescindir de sus servicios. A continuación se presentan dichas labores: TABLA I DETERMINACIÓN DE LABORES HUMANAS Y AUTOMÁTICAS DEL NUEVO MODELO _______________________________________________________________ Descripción de la labor. Labor Humana. Labor Automática. Transporte Parabrisas Transporte Empaque Transporte Retrovisor Inspección Parabrisas Instalación Empaque Aplicación Limpiador Aplicación Prymer. X X X X X. X. Para evaluar las opciones y seleccionar la más conveniente teniendo presentes los requerimientos del cliente, se realizó un análisis con base en la metodología ingenieril QFD (Quality Function Deployment) la cual está enfocada en encontrar la satisfacción de las necesidades del cliente óptimamente. En la tabla 2 se presenta un listado de las características más importantes que debe tener el diseño y sus correspondientes porcentajes del grado de relevancia para la consecución, se observó que la cantidad de energía que consuma el dispositivo no es apreciable ya que la infraestructura y recursos eléctricos de la unidad industrial cumple con esta exigencia, por ende, este ítem como algunos otros, como puede ser el área de trabajo del equipo, por sugerencia de la compañía tiene un grado de relevancia del 0% pues lo más importante es que sea funcional, cómodo y seguro. TABLA II REQUERIMIENTOS DE CLIENTE _______________________________________________________________ Cliente Clasificación Requerimientos del cliente (RC) % 1 Bajo consumo de energía. 0,00%. 2 Recursos de operación mínimos. 6,98% 50,00%. 3 Bajo número de piezas. 0,00%. Físico. 0,00%. 4 Minimizar controles para operar. 11,63% 60,00%. 5 Resistencia a cargas requeridas. 6,98% 80,00%. 6 Resistencia al medio ambiente. 0,00%. 0,00%. 7 Área de trabajo. 0,00%. 0,00%. 8 Comodidad. 6,98% 80,00%. Ergonómico 9 Facilidad de operación. 9,30% 80,00%. 10 Seguridad de operación. 9,30% 85,00%. 11 Vida útil prolongada. 4,65% 80,00%. Confiable 12 Facilidad de mantenimiento 13 Repetividad en las operaciones 14 Frente a importaciones 15 Relación costo/beneficio 16 Repuestos de bajo costo. Esta determinación de labores fue el primer paso para la evaluación de las alternativas tecnológicas y de diseño ya que se tuvo que seleccionar la automatización de las labores de aplicación del limpiador y Prymer.. 0,00%. Funcional. Económico. X X. 3. 9,30% 70,00% 16,28% 85,00% 6.98% 70,00% 0,00%. 0,00%. 11,63% 70,00%. Por ser un proceso de generación de bienes en serie, y que garantizará el aseguramiento de la calidad en las labores, se requirió que la seguridad, comodidad y repetitividad del equipo necesariamente fueran de alto nivel, por tal razón estos requerimientos obtuvieron un grado de importancia del 85%. Se.

(4) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. identificó en el estudio de los requerimientos de clientes que el material seleccionado para fabricar las piezas y elementos del dispositivo debe ser fundamental y de alta importancia, pues éste debe cumplir con una vida prolongada y ofrecer resistencia a las cargas requeridas; de igual manera el dispositivo debe ofrecer alta facilidad de mantenimiento. Los ítems anteriormente presentados obtuvieron un grado de relevancia del 80, 80 y 70% respectivamente. En la tabla III se describen los requerimientos de diseño y sus correspondientes valoraciones. 4. TABLA IV REQUERIMIENTOS DE DISEÑO V.S REQUERIMIENTOS DE CLIENTE _______________________________________________________________. TABLA III REQUERIMIENTOS DE DISEÑO _______________________________________________________________ Clasificación Requerimientos de diseño (RD) % 1. Resistencia a la tracción. 14,59%. 2 Resistencia a la contaminación 11,46% Materiales. 3. Comodidad en la operación. 13,53%. 4. Facilidad de operación. 11,83%. 5. Sin daños al operario. 14,59%. 6. Móviles. 18,41%. 7. Estáticas. 15,60%. Número de piezas. En la siguiente tabla se puede observar que la primera alternativa fue un dispositivo para el control de posicionamiento multi-axial para la industria, esté obtiene un puntaje de 42.72. Como se percibe, se usaron valores de 1-3-6-9 en la calificación de importancia de la relación Requerimientos de Diseño contra Requerimientos del Cliente; por tal motivo se evidenció que la mejor opción sería utilizar un brazo robótico. En la actualidad la compañía cuenta con un robot Fanuc modelo R-2000ib, para la aplicación del pegamento de poliuretano, éste robot es de alta precisión y confiabilidad ya que proporciona facilidad de uso y múltiple versatilidad en labores automáticas, ejemplo de esto puede ser la programación de trayectorias para la aplicación de pegamentos o soldadura de punto y desplazamientos precisos en la manipulación de productos como los parabrisas en mención.. Posterior a la selección del robot, se evaluó la distribución en planta del proceso reconociendo problemáticas ergonómicas y ambientales para los operarios, adicionalmente desperdicio de tiempos debido a los diversos desplazamientos humanos. Se identificaron ocho zonas donde el operario interviene en el proceso, tres de almacenamiento de parabrisas dependiendo del modelo del vehículo, una zona de almacenamiento de espejos retrovisores y empaques, otra donde se ubica el limpiador de activación, prymer y brochas para la aplicación, dos mesas de trabajo donde el operario realiza la instalación de dispositivos y aplicación de las sustancias y una última zona donde ingresa el parabrisas verificando sus dimensiones para la posterior aplicación del pegamento de poliuretano. En las figuras 2 y 3 se muestra la distribución en planta donde interviene el operario.. Fig.2. Distribución en planta labores humanas vista superior.

(5) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. Fig. 3. Distribución en planta labores humanas. Al verificar el tipo de parabrisas, el robot procede a llevarlo a la zona de aplicación del pegamento de poliuretano y una vez se realiza ésta labor, es liberado en la zona de salida donde se encuentra una mesa con ventosas; en ésta zona se debe esperar 50 segundos, tiempo adecuado para el curado del pegamento en el cristal. El producto queda a la espera de la llegada de dos nuevos operarios de ensamble los cuales llevarán el parabrisas hasta el vehículo y realizarán la instalación en el chasis. En la figura 4 se presenta la distribución en planta donde se aplica el pegamento de poliuretano.. Fig. 4. Distribución en planta labores autónomas. parabrisas, en la figura 3 se puede evidenciar éste desperdicio; ésta problemática generaba otras adicionales como una mayor inhalación de fuertes gases perjudiciales para la salud humana, manchas en el área de trabajo y deslizamientos frecuentes de los operarios por el desperdicio de la sustancia en el suelo. Teniendo presente esto, se optó por automatizar las labores de aplicación del limpiador de activación y prymer. El eje central de esta automatización se basa en el control de la posición y activación de las boquillas para la aplicación de las sustancias, actualmente se observa una boquilla estática para la dosificación y aplicación del pegamento de poliuretano en los parabrisas. El nuevo diseño de optimización contará con dos boquillas adicionales, una de ellas para la aplicación del limpiador de activación y la otra para el prymer respectivamente. Para lograr el control posicional de éstas boquillas se seleccionó un sistema mecánico piñón-cremallera para la transmisión de movimiento, como se observa en la figura 5, el piñón estará acoplado a un servomotor referencia SGMSV de la marca Yaskawa y de ésta manera obtener el posicionamiento con precisión de las boquillas las cuales estarán acopladas a la cremallera obteniéndose un desplazamiento lineal puro. Para lograr la parametrización y el control del servomotor fue seleccionado un Servo-Drive SGDV EtherCAT (CoE) ya que cuenta con protocolos de comunicación Ethernet para entorno industrial y CANopen ofreciendo ventajas al realizar el envío y la recepción de las señales de control. En la figura 6 se muestra el ServoPack seleccionado para el control posicional de las boquillas.. Selección de dispositivos tecnológicos para la automatización de la aplicación de Prymer Al percibir las problemáticas del proceso llevado a cabo en los parabrisas de los vehículos Spark M200–M300 y Sail, se procedió a diseñar un nuevo plan y una nueva distribución en planta que supliera las necesidades puntuales de la línea de ensamble. Una de las problemáticas críticas conocidas fue el desperdicio de prymer al realizar la aplicación en el. 5. Fig. 5. Sistema de transmisión de movimiento seleccionado.

(6) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. Fig. 6. ServoPack para el control de posición de las boquillas. Diseño de la nueva distribución en planta Con base en la información obtenida en los diagramas de análisis de operaciones y teniendo presentes las necesidades de los operarios de esta línea productiva, se diseñó una nueva distribución en planta con la implementación de la automatización para la aplicación del limpiador activador y el prymer. En el diseño del nuevo plan se perciben reducciones notables en los desplazamientos a realizar por parte de los operarios, nuevas distribuciones de las áreas dispuestas para almacenamiento y labores de instalación en los parabrisas, reducción de la inhalación de gases producto de la aplicación de las sustancias, reducción de riesgos laborales al eliminar labores repetitivas y poco ergonómicas, de igual manera eliminación de desperdicios de prymer lo que producía manchas en las zonas de trabajo y deslizamientos en los operarios. Cabe aclarar que éste nuevo diseño en planta va encaminado con las políticas internas de la compañía GM Colmotores de aseguramiento de calidad en la línea de ensamble de los vehículos y adicionalmente se tuvo en cuenta poder realizar una automatización sin tener que eliminar operarios del proceso, esto con la finalidad de no generar desempleo por parte de la compañía. La propuesta se rige bajo éstas políticas y mejora las condiciones de trabajo de los operarios sin prescindir de ellos. A continuación en la figura 7 se presenta el nuevo diseño de optimización en planta para el proceso llevado a cabo en los parabrisas unificando labores humanas y automáticas.. 6. Fig. 7. Nueva distribución en planta del proceso efectuado en los parabrisas de los vehículos Spark M200-M300 y Sail. Se puede percibir que fueron eliminadas cuatro zonas, dos de almacenamiento de parabrisas, una donde se ubicaban el limpiador de activación, prymer y brochas para la aplicación, y una última donde se encontraba una segunda mesa de trabajo. También se puede observar que en éste nuevo plan de optimización hay una única zona donde se realizará la aplicación de las tres sustancias de manera automática sobre los parabrisas. Nuevo ciclo de labores automáticas Para diseñar el nuevo ciclo de labores automáticas se tuvieron en cuenta los datos de las operaciones obtenidos en planta. Una de las grandes desventajas que presentaba el proceso era la subutilización del robot ya que sobresalía el tiempo de ocio de este dispositivo contrarrestándolo con la alta inversión de capital que realizó la compañía. Otro dato analizado fue el transporte de los parabrisas de la mesa de ingreso automatizada a la zona de aplicación, dicho transporte solo se podía realizar hasta que los operarios tomaran el parabrisas de la mesa de salida quedando ésta libre. Ésta fue otra razón por la cual se cambió el ciclo de actividades ya que esta condición de operación era la causante del tiempo de ocio que presentaba el robot pudiendo seguir realizando labores sin que influyera la presencia o no de parabrisas en la mesa de salida. A continuación se da a conocer el nuevo ciclo de operaciones automáticas paso a paso para un mejor entendimiento:.

(7) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. 1. Llegada de parabrisas frontal a mesa de ingreso 2. Robot toma parabrisas frontal en mesa de ingreso 3. Selección boquilla limpiador activador en estación de aplicación de sustancias con control posicional 4. Aplicación de limpiador activador al parabrisas frontal en estación de aplicación de sustancias con control posicional 5. Selección boquilla prymer en estación de aplicación de sustancias con control posicional 6. Aplicación de prymer al parabrisas frontal en estación de aplicación de sustancias con control posicional 7. Robot deja parabrisas frontal con limpiador activador y prymer en mesa de salida 8. Llegada de parabrisas trasero a mesa de ingreso 9. Robot toma parabrisas trasero en mesa de ingreso 10. Selección boquilla limpiador activador en estación de aplicación de sustancias con control posicional 11. Aplicación de limpiador activador al parabrisas trasero en estación de aplicación de sustancias con control posicional 12. Selección boquilla prymer en estación de aplicación de sustancias con control posicional 13. Aplicación de prymer al parabrisas trasero en estación de aplicación de sustancias con control posicional 14. Robot deja parabrisas trasero con limpiador activador y prymer en mesa de ingreso 15. Robot toma parabrisas frontal en mesa de salida 16. Selección boquilla pegamento de poliuretano en estación de aplicación de sustancias con control posicional 17. Aplicación de pegamento de poliuretano al parabrisas frontal en estación de aplicación de sustancias con control posicional 18. Robot deja parabrisas frontal con pegamento de poliuretano en mesa de salida y se espera un tiempo de curado de 50 segundos. 7. 19. Operarios retiran parabrisas frontal de la mesa de salida 20. Finaliza proceso para parabrisas frontal 21. Robot toma parabrisas trasero en mesa de ingreso 22. Aplicación de pegamento de poliuretano al parabrisas trasero en estación de aplicación de sustancias con control posicional 23. Robot deja parabrisas trasero con pegamento de poliuretano en mesa de salida y se espera un tiempo de curado de 50 segundos 24. Operarios retiran parabrisas trasero de la mesa de salida 25. Finaliza el proceso para parabrisas trasero 26. Finaliza el nuevo ciclo de labores autónomas para los parabrisas de un vehículo C. Etapa de simulación de los sistemas de manufactura Para poder evaluar y argumentar las ventajas de aplicar éste nuevo plan en la línea de ensamble fueron necesarias simulaciones industriales utilizando software especializado con el fin de obtener valores productivos muy cercanos a la realidad. Se realizaron dos tipos de simulaciones, una de ellas para visualizar las trayectorias que describe el robot al ejecutar labores automáticas y poder realizar una posterior implementación, el otro tipo de simulación para obtener todos los datos estadísticos del proceso que la compañía realiza y del nuevo plan a implementar. Obteniendo esta información se podrán enfrentar los dos sistemas de manufactura y presentar el rendimiento de cada uno. Se utilizaron los programas de simulación y programación robótica Cosimir Educational y CIROS Robotics para visualizar las trayectorias que describe el robot al ejecutar las labores automáticas de aplicación de sustancias; en la figura 8 se puede apreciar el entorno de la simulación robótica utilizada. Para poder simular éstas trayectorias se utilizó el lenguaje de programación de controladores Melfa Basic IV, en este lenguaje la programación se estructura como un conjunto de instrucciones cuyo.

(8) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. flujo de proceso se realiza en un lenguaje Basic estándar utilizando sentencias propias y definidas. Utilizar éste lenguaje presentó una notable ventaja ya que se pudo aplicar en la simulación industrial y de igual forma implementándolo en el brazo robótico.. Fig. 8. Entorno de la simulación de las trayectorias descritas por el robot en Cosimir Educational y CIROS Robotics. A continuación se presenta la programación realizada para la ejecución de las labores automáticas por medio del brazo robótico: 10 REM ****ROBOT A MESA DE INGRESO 20 OVRD 100 30 MOV P1 40 REM ****ROBOT TOMA PARABRISAS 50 MVS P2 60 OVRD 50 70 HOPEN 1 80 REM****INICIO CICLO DE APLICACION 90 MOV P4 100 REM****CONDICION RADIAL VERTICES 110 CNT 1, 80, 100 120 SPD 120 130 OVRD 50 140 MVS P5 150 MVS P6 160 MVS P7 170 MVS P4 180 CNT 0 190 REM****FIN CICLO DE APLICACIÓN 200 MOV P3 210 REM****ROBOT A MESA DE SALIDA 220 MOV P8 230 REM****ROBOT LIBERA PARABRISAS 240 MVS P9 250 HCLOSE 1 260 REM****ROBOT A MESA DE INGRESO 270 GOTO 10. 8. Obteniendo los desplazamientos automáticos del ciclo, se inició la simulación del sistema de manufactura que aplica la compañía y del nuevo sistema diseñado. Se seleccionó el software ProModel 7.0 para realizar éstas simulaciones. Con base en la información obtenida en las anteriores etapas, se realizó la representación gráfica de los sistemas de manufactura, se inició con la distribución en planta del modelo que la compañía utiliza para el proceso de los parabrisas como se presenta en la figura 9. Una vez obtenida esta representa gráfica se procedió a ingresar los datos productivos del proceso utilizando la información de los diagramas de análisis de operaciones; unificando la representación gráfica con la información productiva se ejecutaron las simulaciones correspondientes arrojando datos estadísticos del sistema de manufactura para cada tipo de parabrisas. De ésta manera se pudo corroborar la coherencia de las simulaciones y de los datos obtenidos enfrentándolos con el proceso real en planta.. Fig.9. Representación gráfica en ProModel 7.0 del modelo aplicado por la compañía para el proceso de parabrisas. Posterior a realizar las simulaciones del modelo que aplica la compañía, se procedió a representar el nuevo plan de optimización propuesto para cada tipo de parabrisas. De igual manera se inició con el entorno gráfico y después se ingresaron los nuevos datos productivos; cumplida esta metodología se realizaron las simulaciones obteniéndose los datos estadísticos del nuevo plan de optimización propuesto para su posterior análisis y evaluación..

(9) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. 9. D. Etapa de análisis de resultados y enfrentamiento de los sistemas de manufactura Con base en la información obtenida en la etapa anterior, se procedió a analizar los datos estadísticos para apreciar las problemáticas del proceso que aplica la empresa, las repercusiones que conlleva continuar con dicho proceso y las ventajas del plan de optimización diseñado para su posterior implementación en la línea de ensamble de los vehículos mencionados. Se tuvieron en cuenta los tiempos A continuación se presentan los resultados obtenidos del proceso de simulación para cada tipo de parabrisas según el modelo utilizado: Modelo actual en planta  Parabrisas Sail Frontal y Trasero Para obtener el conjunto de parabrisas del vehículo Sail preparado para instalación el tiempo de producción fue de 0,1 horas, equivalente a 6 minutos. El porcentaje de utilidad del operario fue del 24,19%, para el robot fue del 21.06%. El parabrisas frontal presentó un 82,28% en operaciones, un 2,36% en espera y un 15,36% en desplazamientos. El parabrisas trasero presentó un 49,64% en operaciones, un 11,87% en espera, un 4,86% en desplazamientos y un 33,64% de bloqueo al no haberse terminado las labores en el parabrisas frontal. En las figuras 10 y 11 se presentan los anteriores valores arrojados por la simulación.. Fig.11. Estados del operario y robot para el conjunto de parabrisas Sail aplicando el actual modelo en planta.  Parabrisas Spark M200 Frontal y Trasero Para obtener el conjunto de parabrisas del vehículo Spark M200 preparado para instalación el tiempo de producción fue de 0,12 horas, equivalente a 7,2 minutos. El porcentaje de utilidad del operario fue del 34,14%, para el robot fue del 17.59%. El parabrisas frontal presentó un 77% en operaciones, un 1,93% en espera y un 21,07% en desplazamientos. El parabrisas trasero presentó un 48,52% en operaciones, un 17,34% en espera, un 4,22% en desplazamientos y un 29,93% de bloqueo al no haberse terminado las labores en el parabrisas frontal. En las figuras 12 y 13 se presentan los anteriores valores arrojados por la simulación.. Fig.12. Datos productivos del conjunto de parabrisas Spark M200 aplicando el actual modelo en planta. Fig.10. Datos productivos del conjunto de parabrisas Sail aplicando el actual modelo en planta. Fig.13. Estados del operario y robot para el conjunto de parabrisas Spark M200 aplicando el actual modelo en planta.

(10) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas.  Parabrisas Spark M300 Frontal y Trasero Para obtener el conjunto de parabrisas del vehículo Spark M300 preparado para instalación el tiempo de producción fue de 0,11 horas, equivalente a 6,6 minutos. El porcentaje de utilidad del operario fue del 29,5%, para el robot fue del 18.83%. El parabrisas frontal presentó un 84,07% en operaciones, un 2,12% en espera y un 13,81% en desplazamientos. El parabrisas trasero presentó un 45,4% en operaciones, un 18,05% en espera, un 4,52% en desplazamientos y un 32,03% de bloqueo al no haberse terminado las labores en el parabrisas frontal. En las figuras 14 y 15 se presentan los anteriores valores arrojados por la simulación.. Fig.14. Datos productivos del conjunto de parabrisas Spark M300 aplicando el actual modelo en planta. Fig.15. Estados del operario y robot para el conjunto de parabrisas Spark M300 aplicando el actual modelo en planta. Nuevo modelo propuesto en planta  Parabrisas Sail Frontal y Trasero Para obtener el conjunto de parabrisas del vehículo Sail preparado para instalación el tiempo de producción fue de 0,08 horas, equivalente a 4,8 minutos. El porcentaje de utilidad del operario fue del 7,01%, para el robot fue del 49.51%. El parabrisas frontal presentó un 98,49% en operaciones, un 0% en espera y un 1,51% en desplazamientos. El parabrisas trasero presentó un 53,63% en operaciones, un 0% en espera, un 2,42% en desplazamientos y un 43,96% de bloqueo ya que. 10. simultáneamente se realizan labores en ambos parabrisas, pero con menores tiempos productivos. En las figuras 16 y 17 se presentan los anteriores valores arrojados por la simulación.. Fig.16. Datos productivos del conjunto de parabrisas Sail aplicando el nuevo modelo propuesto. Fig.17. Estados del operario y robot para el conjunto de parabrisas Sail aplicando el nuevo modelo propuesto.  Parabrisas Spark M200 Frontal y Trasero Para obtener el conjunto de parabrisas del vehículo Spark M200 preparado para instalación el tiempo de producción fue de 0,06 horas, equivalente a 3,6 minutos. El porcentaje de utilidad del operario fue del 33,43%, para el robot fue del 59.56%. El parabrisas frontal presentó un 97,76% en operaciones, un 0% en espera y un 2,24% en desplazamientos. El parabrisas trasero presentó un 75,26% en operaciones, un 0% en espera, un 3,38% en desplazamientos y un 21,36% de bloqueo ya que simultáneamente se realizan labores en ambos parabrisas, pero con menores tiempos productivos. En las figuras 18 y 19 se presentan los anteriores valores arrojados por la simulación.. Fig.18. Datos productivos del conjunto de parabrisas Spark M200 aplicando el nuevo modelo propuesto.

(11) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. Fig.19. Estados del operario y robot para el conjunto de parabrisas Spark M200 aplicando el nuevo modelo propuesto.  Parabrisas Spark M300 Frontal y Trasero Para obtener el conjunto de parabrisas del vehículo Spark M300 preparado para instalación el tiempo de producción fue de 0,06 horas, equivalente a 3,6 minutos. El porcentaje de utilidad del operario fue del 22,09%, para el robot fue del 61.03%. El parabrisas frontal presentó un 97,74% en operaciones, un 0% en espera y un 2,26% en desplazamientos. El parabrisas trasero presentó un 66,15% en operaciones, un 0% en espera, un 3,42% en desplazamientos y un 30,43% de bloqueo ya que simultáneamente se realizan labores en ambos parabrisas, pero con menores tiempos productivos. En las figuras 20 y 21 se presentan los anteriores valores arrojados por la simulación.. Fig.20. Datos productivos del conjunto de parabrisas Spark M300 aplicando el nuevo modelo propuesto. Fig.21. Estados del operario y robot para el conjunto de parabrisas Spark M300 aplicando el nuevo modelo propuesto. 11. III. CONCLUSIONES De los datos obtenidos en el proceso de simulación y comparándolos con el proceso actual en planta se pudo constatar la notable mejora que puede presentar el nuevo plan de optimización en la línea de ensamble de la compañía GM Colmotores. Se reducen los tiempos para la preparación de parabrisas antes de la instalación en el chasis de los vehículos generando una mayor productividad. Hay un significativo aprovechamiento del robot adquirido por la compañía al articularlo a la estación de boquillas con control posicional disminuyendo el tiempo de ocio que se presenta en el actual modelo en planta. Disminuyen rotundamente los riesgos labores para los operarios al automatizar las acciones repetitivas y poco ergonómicas; se eliminan los desperdicios de sustancias manteniendo una zona de trabajo limpia y segura sin generar deslizamientos inesperados. Los operarios estarán aislados de la inhalación de los gases generados por la aplicación de las sustancias y de ésta manera evitar problemáticas respiratorias a futuro. Se reduce el área de trabajo dispuesta para la preparación de los parabrisas la cual puede ser asignada por la compañía para otros procesos industriales internos. Poner en práctica el actual plan de optimización genera un aseguramiento de la calidad de los procesos llevados a cabo en los parabrisas evitando re-procesos y fallas futuras en los vehículos en mención. No se prescinde de ningún operario de la línea de ensamble, en éste nuevo plan aún se deben ejecutar actividades por parte de ellos, pero sin estar expuestos a riesgos laborales. Integrar los conocimientos adquiridos en la academia y aplicarlos en el sector empresarial permite adquirir nuevas competencias para dar solución a las futuras necesidades productivas del país. El presente plan abre las puertas a futuros proyectos donde se pueda emplear la automatización de procesos industriales con el fin de generar un crecimiento de la economía nacional sin fomentar el desempleo..

(12) Universidad Distrital. Rodríguez, Javier. Diseño de un plan de optimización para la aplicación de Prymer en parabrisas. IV. RECONOCIMIENTO El autor reconoce los aportes por parte de la empresa GM Colmotores prestando sus instalaciones para la obtención de la información que fue necesaria. De igual manera se reconocen las contribuciones y el acompañamiento de la Ingeniera María Alejandra Reina para la realización de éste proyecto. V. REFERENCIAS [1] F. E. Meyers, “Estudio de tiempos y movimientos para la manufactura ágil”. Segunda edición. México. Prentice Hall, 2000. [2] E. García, H. García, L. E. Cárdenas, “Simulación y análisis de sistemas con ProModel”. Primera edición. México. Pearson Educación, 2006. [3] B.W. Niebel, A. Freivalds, “Ingeniería industrial. Métodos, estándares y diseño del trabajo”. Duodécima edición. México. Mc Graw Hill, 2009. [4] J. Evans, D. Olson, “Introduction to Simulation and Risk Analysis”. USA. Prentice Hall, 2002. [5] J. Pazos, A. Suarez, R. Díaz, “Teoría de Colas y Simulación de Eventos Discretos”. España. PearsonPrentice Hall, 2003. [6] D. Ríos, S. Ríos, J. Martin, “Simulación, Métodos y Aplicaciones”. México. Alfaomega, 2000. [7] H. Wallace, M. Spearman, “Factory Physics”. Singapore. Mc Graw Hill, 2000. [8] R. Piedrafita, “Ingeniería de la Automatización Industrial”. Segunda edición. España. RaMa, 2004. [9] R. Hernández, C. Fernández, M. P. Baptista, “Metodología de la investigación”. Quinta edición. México. Mc Graw Hill, 2010. [10] M. P. Groover. “Fundamentos de manufactura moderna. Materiales, procesos y sistemas”. Tercera edición. Mexico. Mc Graw Hill, 2007. [11] C.M. Bergren, “Anatomy of a robot”. Primera edición. USA. Mc Graw Hill, 2003. [12] L.A.R.W. Edwards, “Open-source robotics and process control cookbook”. Primera edición.USA. Elsevier, 2005. [13] B.Z. Sandler, “Robotics. Designing the mechanisms for automated machinery”. Segunda edición. USA. Academic Press, 1999. [14] U. Karras, “CIROS Robotics. User guide”. Primera edición. Germany. Festo, 2010. [15] S.García, SEAT, Fanuc Robotics Ibérica, “Programación Fanuc”. Primera edición. España. 2010. [16] H.Huang, B. Li, Z. Deng, Y. Hu, “A 6-DOF adaptive parallel manipulator with large tilting capacity”. Science Direct. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 28 (2012) 275–283. [17] W. Song, G. Wang, J. Xiao, Hong Y. “Research on multirobot open architecture of an intelligent CNC system based on parameter-driven technology”. Science Direct. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing28 (2012) 326–333.. J. Rodríguez, Ingeniero Mecánico, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Candidato a Especialista en Informática y Automática Industrial. 12.

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