Balance de Líneas de Montaje
Balance de Líneas de Montaje
Universidad Tecnológica Nacional Universidad Tecnológica Nacional
Vinos de autor
Vinos de autor
1. 1. LavadoLavado 2. 2. LlenadoLlenado 3. 3. TapadoTapado 4. 4. CápsulaCápsula 5. 5. EtiquetaEtiqueta 6.6. Contra etiquetaContra etiqueta 7.
7. CollarínCollarín 8.
8. SelloSello 9.
9. Armado cajas Armado cajas 10.
10. EncajonadoEncajonado 11.
11. Tapado, sellado,Tapado, sellado, estibado estibado 4 4 5 5 1 1 0,5 0,5 1,5 1,5 1 1 2 2 0,3 0,3 2 2 1 1 3 3
Entregar 350 cajas por mes Entregar 350 cajas por mes (22 días hábiles).
(22 días hábiles).
Cada caja lleva 6 botellas Cada caja lleva 6 botellas Se trabaja 9 horas por día, Se trabaja 9 horas por día, cinco días a la semana. cinco días a la semana. Determinar la cantidad de Determinar la cantidad de operarios requeridos
operarios requeridos
T
Contenido
Contenido
I. Definiciones I. Definiciones
- Línea de Montaje o Ensamble - Línea de Montaje o Ensamble - Balance de Línea de Montaje - Balance de Línea de Montaje - Tiempo de Ciclo
- Tiempo de Ciclo
- Ritmo de Producción - Ritmo de Producción
- Tiempos Muertos por Estación - Tiempos Muertos por Estación - Eficiencia de la Línea
- Eficiencia de la Línea
- Diagrama de Precedencias - Diagrama de Precedencias
II. Operaciones Previas al Balance II. Operaciones Previas al Balance III. Métodos de Balance
I. Definiciones
I. Definiciones
Línea de Montaje o Ensamble Línea de Montaje o Ensamble
Consiste en un transportador móvil que pasa frente a una serie de Consiste en un transportador móvil que pasa frente a una serie de
estaciones de trabajo en un intervalo de tiempo uniforme estaciones de trabajo en un intervalo de tiempo uniforme llamado tiempo de ciclo. En cada estación de trabajo se llamado tiempo de ciclo. En cada estación de trabajo se
ejecuta un trabajo sobre el producto, ya sea añadiéndole partes ejecuta un trabajo sobre el producto, ya sea añadiéndole partes o completando las operaciones de ensamblaje.
o completando las operaciones de ensamblaje. Este tipo de producción
Este tipo de producción es muy eficiente, pero al mismo tiempoes muy eficiente, pero al mismo tiempo acarrea graves efectos de aburrimiento en el trabajo, ya que las acarrea graves efectos de aburrimiento en el trabajo, ya que las personas realizan el mismo trabajo durante toda su jornada. personas realizan el mismo trabajo durante toda su jornada.
Estos problemas se han tratado de resolver buscando formas Estos problemas se han tratado de resolver buscando formas alternas de distribución tales como 2 o más líneas más
alternas de distribución tales como 2 o más líneas más
pequeñas o células de producción donde las personas realizan pequeñas o células de producción donde las personas realizan diferentes tareas, y tienen una comprensión global del proceso diferentes tareas, y tienen una comprensión global del proceso de producción.
Balance de Líneas de Montaje Balance de Líneas de Montaje
Cálculo que permite efectuar el armando total de un produ
Cálculo que permite efectuar el armando total de un producto,cto, con la menor cantidad de gente
con la menor cantidad de gente posible, el mínimo tiempoposible, el mínimo tiempo muerto, y la mejor distribución del trabajo entre todas
muerto, y la mejor distribución del trabajo entre todas laslas personas que lo ejecutan.
personas que lo ejecutan.
Asignación de todas las tareas a una serie de estaciones de Asignación de todas las tareas a una serie de estaciones de trabajo, de modo tal que ninguna d
trabajo, de modo tal que ninguna de ellas tenga mas trabajo dele ellas tenga mas trabajo del que puede hacer en el tiempo de
que puede hacer en el tiempo de ciclo, minimizando el tiempociclo, minimizando el tiempo de inactividad de todas las estaciones.
Tiempo de Ciclo Tiempo de Ciclo T
Tiempo que transcurre entre las iempo que transcurre entre las unidades sucesivas que unidades sucesivas que lleganllegan en buen es
en buen estado al final dtado al final de la línea. Te la línea. También suele llamarseambién suele llamarse tiempo de
tiempo de ciclo al mciclo al mayor tiempo asigayor tiempo asignado a nado a una de las tuna de las tareasareas necesarias para el armado total del producto.
necesarias para el armado total del producto. Ritmo de Producción
Ritmo de Producción
Cantidad de unidades terminadas que salen de la línea por Cantidad de unidades terminadas que salen de la línea por unidad de tiempo. El tiempo de ciclo es un valor que
unidad de tiempo. El tiempo de ciclo es un valor que determina el ritmo de salida de la línea de
determina el ritmo de salida de la línea del elemento final.l elemento final. Tiempos Muertos por Estación
Tiempos Muertos por Estación
Diferencia entre el tiempo de ciclo y la su
Diferencia entre el tiempo de ciclo y la suma de los tiemposma de los tiempos asignados a las tareas elementales comprendidas dentro de la asignados a las tareas elementales comprendidas dentro de la estación analizada.
Eficiencia de la Línea Eficiencia de la Línea
Relación entre el tiempo realmente trabajado y el tiempo Relación entre el tiempo realmente trabajado y el tiempo disponible.
disponible.
Relación entre el contenido total del trabajo y
Relación entre el contenido total del trabajo y el producto delel producto del tiempo de ciclo y el número de estaciones de trabajo.
tiempo de ciclo y el número de estaciones de trabajo. Diagrama de Precedencias
Diagrama de Precedencias
El diagrama de precedencias representa gráficamente las El diagrama de precedencias representa gráficamente las
relaciones de orden o de precedencia entre las diferentes tareas relaciones de orden o de precedencia entre las diferentes tareas que deben ser ejecutadas para el armado de un producto en una que deben ser ejecutadas para el armado de un producto en una línea de montaje.
línea de montaje. El círculo o
El círculo o nodo numerado representa una ´tarea u operación.nodo numerado representa una ´tarea u operación. La flecha indica la relación de orden,
La flecha indica la relación de orden, precedencia, dependenciaprecedencia, dependencia o antelación.
II. Operaciones Previas al Balance
II. Operaciones Previas al Balance
1. Diseño funcional de la línea de montaje 1. Diseño funcional de la línea de montaje Este diseño está determinado por las
Este diseño está determinado por las características propias delcaracterísticas propias del proceso de
proceso de fabricación. fabricación. Aquí se requiere Aquí se requiere que previamenque previamente sete se haya hecho un estudio de métodos de trabajo, buscando la haya hecho un estudio de métodos de trabajo, buscando la mejor manera de hacer el trabajo, atendiendo al uso
mejor manera de hacer el trabajo, atendiendo al uso del cuerpodel cuerpo humano, el acomodo del lugar de
humano, el acomodo del lugar de trabajo y el diseño detrabajo y el diseño de herramientas y equipos.
herramientas y equipos. Se presentan dos casos: Se presentan dos casos:
a. - Líneas de montaje a instalar a. - Líneas de montaje a instalar b. - Líneas d
En el primer caso, se realiza lo siguiente: En el primer caso, se realiza lo siguiente:
- Lay-out de la línea e instalaciones, de modo tal que - Lay-out de la línea e instalaciones, de modo tal que el producto se desplace sin tropiezos;
el producto se desplace sin tropiezos;
- Crear las condiciones para que el operario trabaje - Crear las condiciones para que el operario trabaje cómodo, con elementos al alcance de su mano, y de tal
cómodo, con elementos al alcance de su mano, y de tal manera que no realice esfuerzos
manera que no realice esfuerzos ni movimientos inútiles;ni movimientos inútiles; -
- Asegurar el libre flujo de Asegurar el libre flujo de los materiales a la línea ylos materiales a la línea y su estiba o almacenaje a lo
En el segundo caso, es preciso primero recorrer y estudiar la En el segundo caso, es preciso primero recorrer y estudiar la línea que está funcionando, identificando defectos tales
línea que está funcionando, identificando defectos tales como:
como:
- Piezas, conjuntos, subconjuntos, etc. necesarios - Piezas, conjuntos, subconjuntos, etc. necesarios para el montaje,
para el montaje, no disponibles en el momento, la no disponibles en el momento, la cantidad ycantidad y lugar adecuado;
lugar adecuado;
- Mantenimiento inoportuno; - Mantenimiento inoportuno;
- Piezas defectuosas por errores en planos; - Piezas defectuosas por errores en planos; - T
- Tiempos perdidos poiempos perdidos por transporte de r transporte de material;material; - Defectos de calidad del material.
2. Estudio de
2. Estudio de TiemposTiempos
Habiéndose definido perfectamente donde empieza y donde Habiéndose definido perfectamente donde empieza y donde
termina cada tarea, se mide el tiempo que insume efectivamente termina cada tarea, se mide el tiempo que insume efectivamente cada operación, con lo que se
cada operación, con lo que se determina el tiempo asignado adetermina el tiempo asignado a cada operación, detallando el número de personas que
cada operación, detallando el número de personas que trabajan,trabajan, las herramientas empleadas, etc.
las herramientas empleadas, etc. 3. Diagrama de
3. Diagrama de PrecedenciasPrecedencias El armado de
El armado de un producto en una línea de un producto en una línea de montaje, consiste enmontaje, consiste en la ejecución de una serie de tareas, algunas
la ejecución de una serie de tareas, algunas de las cuales sonde las cuales son seriadas, y otras, en par
seriadas, y otras, en paralelo. El diagrama de precedenciasalelo. El diagrama de precedencias
representa gráficamente las relaciones de orden o precedencia representa gráficamente las relaciones de orden o precedencia entre dichas tareas.
Diagrama de Precedencias (continuación) Diagrama de Precedencias (continuación)
Cuando construimos el diagrama de precedencias, veremos Cuando construimos el diagrama de precedencias, veremos que es posible efectuar muchas combinaciones o caminos, que es posible efectuar muchas combinaciones o caminos,
respetando estrictamente las precedencias, generando circuitos respetando estrictamente las precedencias, generando circuitos o caminos que tocan los nodos una sola vez, llamados caminos o caminos que tocan los nodos una sola vez, llamados caminos hamiltonianos. Es importante obtener todas las combinaciones hamiltonianos. Es importante obtener todas las combinaciones posibles. Esto se realiza mediante técnica
posibles. Esto se realiza mediante técnicas matemáticass matemáticas (cuadrado latino o algoritmo de Foulkes).
(cuadrado latino o algoritmo de Foulkes). El balance de líneasEl balance de líneas
de montaje consiste, precisamente, en encontrar cuál de
de montaje consiste, precisamente, en encontrar cuál de esasesas
combinaciones o caminos produce la mejor distribución de
combinaciones o caminos produce la mejor distribución de
tareas entre las diferentes estaciones de
tareas entre las diferentes estaciones de trabajo, empleando eltrabajo, empleando el
mínimo número de personas.
EQUILIBRADO DE LÍNEAS
EQUILIBRADO DE LÍNEAS DE FABRICACIÓNDE FABRICACIÓN
Tiempo Tiempo Muerto Muerto Tiempo Tiempo improductivo improductivo Tiempo Tiempo productivo productivo Tiempo Tiempo de servicio de servicio Tiempo Tiempo de ciclo de ciclo Puesto Puesto II Puesto Puesto II II Puesto Puesto III III Puesto Puesto IV IV
III. Métodos de Balance
III. Métodos de Balance
Método de Morton Klein Método de Morton Klein
- El método de Morton Kein supone que se conocen todas las - El método de Morton Kein supone que se conocen todas las combinacion
combinaciones o caminos posibles de la es o caminos posibles de la red, grafo o diagramared, grafo o diagrama de precedencias.
de precedencias.
- Este método consiste en
- Este método consiste en analizar combinación por analizar combinación por combinación
combinación, para un , para un determinado valor del tiempo de ciclo,determinado valor del tiempo de ciclo, eligiendo aquella que minimice los tiempos muertos de
eligiendo aquella que minimice los tiempos muertos de laslas
estaciones
estaciones, entendiéndose como tales, los lugares donde se, entendiéndose como tales, los lugares donde se realizan ciertos trabajos afines.
realizan ciertos trabajos afines.
-Estas estaciones quedan determinadas teniendo en cuenta que -Estas estaciones quedan determinadas teniendo en cuenta que la suma de los
la suma de los tiempos elementales de las tareas debe ser igualtiempos elementales de las tareas debe ser igual al tiempo de ciclo, o alcanzar el valor más próx
al tiempo de ciclo, o alcanzar el valor más próximo a éste enimo a éste en defecto.
Método de Morton Klein
Método de Morton Klein (continuación)(continuación) - Es evidente, por otro
- Es evidente, por otro lado, que el valor del tiempo de lado, que el valor del tiempo de ciclociclo elegido, no puede ser menor que el mayor de los tiempos elegido, no puede ser menor que el mayor de los tiempos elementales, ni puede ser mayor que la suma de los tiempos elementales, ni puede ser mayor que la suma de los tiempos elementales de todas las tareas.
elementales de todas las tareas.
- Los tiempos muertos por estación, quedan determinados - Los tiempos muertos por estación, quedan determinados como la diferencia entre el tiempo de ciclo y la suma
como la diferencia entre el tiempo de ciclo y la suma de losde los tiempos asignados a las
tiempos asignados a las tareas elementales comprendidatareas elementales comprendidass dentro de la estación analizada.
dentro de la estación analizada. Pasos del Método
Pasos del Método 1. Se
1. Se hace un detalle de las hace un detalle de las tareas a ejecutar, colocándtareas a ejecutar, colocándolas enolas en orden cronológico.
Método de Morton Klein
Método de Morton Klein (continuación)(continuación)
2. Se calculan los tiempos asignados a cada tarea. 2. Se calculan los tiempos asignados a cada tarea.
3. Se establecen las relaciones de orden o precedencia entre las 3. Se establecen las relaciones de orden o precedencia entre las tareas.
tareas.
4. Se construye el diagrama de precedencias. 4. Se construye el diagrama de precedencias.
5. Se establecen todas las combinaciones o caminos posibles 5. Se establecen todas las combinaciones o caminos posibles para producir
para producir el producto, el producto, respetando las respetando las precedenciasprecedencias tecnológicas y otras condiciones especiales de trabajo. tecnológicas y otras condiciones especiales de trabajo. 6.
6. Se determina el tiempo de ciclo, el cual no deberá Se determina el tiempo de ciclo, el cual no deberá serser
inferior al tiempo asignado a la tareas que demande mas
inferior al tiempo asignado a la tareas que demande mas
tiempo
tiempo, ni superior a la suma de los tiempos asignados de, ni superior a la suma de los tiempos asignados de todas las tareas.
Método de Morton Klein
Método de Morton Klein (continuación)(continuación)
7. Se agrupan para cada combinación, las tareas en estaciones, 7. Se agrupan para cada combinación, las tareas en estaciones, donde las suma de los tiempos de las tareas elementales de
donde las suma de los tiempos de las tareas elementales de cada estación deberá ser igual al tiempo de ciclo o tener un cada estación deberá ser igual al tiempo de ciclo o tener un valor muy próximo en defecto.
valor muy próximo en defecto.
8. Se calculan los tiempos muertos de cada estación y se 8. Se calculan los tiempos muertos de cada estación y se suman para cada combinación.
suman para cada combinación. 9.
9. Se elige la combinación que genere el menor tiempoSe elige la combinación que genere el menor tiempo
muerto total, la menor cantidad de estaciones, y la mejor
muerto total, la menor cantidad de estaciones, y la mejor
distribución de tareas entre las personas.
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
Precedence Diagram
Precedence Diagram
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
Station
Station 1
1
Station 2
Station
2
Station
Station 3
3
T
Task ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 22 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
Station
Station 1
1
Station 2
Station
2
Station
Station 3
3
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
T
Task ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
TTask ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
Station
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
G
G
(1.2-1= .2)
(1.2-1= .2)
Idle= .2
Idle= .2
TTask ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
Station
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
C
C
(4.2-3.25)=.95
(4.2-3.25)=.95
TTask ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
G
G
(1.2-1= .2)
(1.2-1= .2)
Idle= .2
Idle= .2
Station
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
C
C
(4.2-3.25)=.95
(4.2-3.25)=.95
Idle = .95
Idle = .95
TTask ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
G
G
(1.2-1= .2)
(1.2-1= .2)
Idle= .2
Idle= .2
Station
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
C
C
(4.2-3.25)=.95
(4.2-3.25)=.95
Idle = .95
Idle = .95
D
D
(4.2-1.2)=3
(4.2-1.2)=3
TTask ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
G
G
(1.2-1= .2)
(1.2-1= .2)
Idle= .2
Idle= .2
Station
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
C
C
(4.2-3.25)=.95
(4.2-3.25)=.95
Idle = .95
Idle = .95
D
D
(4.2-1.2)=3
(4.2-1.2)=3
E
E
(3-.5)=2.5
(3-.5)=2.5
TTask ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
G
G
(1.2-1= .2)
(1.2-1= .2)
Idle= .2
Idle= .2
Station
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
C
C
(4.2-3.25)=.95
(4.2-3.25)=.95
Idle = .95
Idle = .95
D
D
(4.2-1.2)=3
(4.2-1.2)=3
E
E
(3-.5)=2.5
(3-.5)=2.5
F
F
(2.5-1)=1.5
(2.5-1)=1.5
TTask ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
G
G
(1.2-1= .2)
(1.2-1= .2)
Idle= .2
Idle= .2
Station
A A C C B B D D E E FF G G H H 2 2 3.25 3.25 1 1 1.2 .5 1.2 .5 1 1 1.4 1.4 1 1
C
C
(4.2-3.25)=.95
(4.2-3.25)=.95
Idle = .95
Idle = .95
D
D
(4.2-1.2)=3
(4.2-1.2)=3
E
E
(3-.5)=2.5
(3-.5)=2.5
F
F
(2.5-1)=1.5
(2.5-1)=1.5
H
H
(1.5-1.4)=.1
(1.5-1.4)=.1
Idle = .1
Idle = .1
Which station
Which station is the bottlene
is the bottleneck?
ck? What is th
What is the effective c
e effective cycle time?
ycle time?
T
Task ask FollowerFollowers s Time Time (Mins)(Mins)
A A 6 6 22 C 4 3.25 C 4 3.25 D D 3 3 1.21.2 B B 2 2 11 E E 2 2 0.50.5 F F 1 1 11 G G 1 1 11 H H 0 0 1.41.4
A
A
(4.2-2=2.2)
(4.2-2=2.2)
B
B
(2.2-1=1.2)
(2.2-1=1.2)
G
G
(1.2-1= .2)
(1.2-1= .2)
Idle= .2
Idle= .2
Station
Método de Helgeson y Birnie
Método de Helgeson y Birnie
El método ideal para resolver el problema del balance de líneas, es El método ideal para resolver el problema del balance de líneas, es determinar todas las
determinar todas las combinaciones tecnológicamencombinaciones tecnológicamente factibles, asignar te factibles, asignar tareas a estaciones para un
tareas a estaciones para un determinado tiempo de ciclo, y luego seleccionar determinado tiempo de ciclo, y luego seleccionar el juego de
el juego de combinaciones que minimcombinaciones que minimicen el tiempo muerto para icen el tiempo muerto para cadacada
número de estaciones seleccionado. Pero, generar todas las combinaciones es número de estaciones seleccionado. Pero, generar todas las combinaciones es posible pero
posible pero no práctico. no práctico. Por ello, se Por ello, se han desarrollado han desarrollado otros métootros métodos parados para tratar el problema del balance de líneas, el cual es en
tratar el problema del balance de líneas, el cual es en esencia, un problema deesencia, un problema de naturaleza combinatoria. Existen dos planteos:
naturaleza combinatoria. Existen dos planteos:
a. - Minimizar el número de estaciones de
a. - Minimizar el número de estaciones de
trabajo para un tiempo de
trabajo para un tiempo de
ciclo dado.
ciclo dado.
b. -Minimizar el tiempo de ciclo, para un
b. -Minimizar el tiempo de ciclo, para un
número dado de estaciones.
Método de Helgeson y Birnie
Método de Helgeson y Birnie (continuación)(continuación)
El primer caso se da cuando queremos aumentar la eficiencia El primer caso se da cuando queremos aumentar la eficiencia de la línea, disminuyendo el número de estaciones sin
de la línea, disminuyendo el número de estaciones sin modificar el ritmo de producción.
modificar el ritmo de producción.
El segundo caso se da cuando queremos aumentar la El segundo caso se da cuando queremos aumentar la producción en las líneas de montaje, y
producción en las líneas de montaje, y no es posible variar elno es posible variar el número de estaciones de trabajo originales.
número de estaciones de trabajo originales. Para tratar estos
Para tratar estos problemas, se han desarrollado modelosproblemas, se han desarrollado modelos matemáticos, y métodos heurísticos (invención, intuición, matemáticos, y métodos heurísticos (invención, intuición, juicio). Los primeros usan técnicas de programación lineal, juicio). Los primeros usan técnicas de programación lineal,
etc. Los segundos, si bien no aseguran que la
etc. Los segundos, si bien no aseguran que la solución halladasolución hallada sea óptima, suministran una muy buena aproximación y con sea óptima, suministran una muy buena aproximación y con un esfuerzo comparativamente pequeño.
Método de Helgeson y
Método de Helgeson y Birnie (continuación)Birnie (continuación) Caso a.
Caso a. Calcular el mínimo número de estaciones para unCalcular el mínimo número de estaciones para un tiempo de ciclo dado. Los datos son los siguientes:
tiempo de ciclo dado. Los datos son los siguientes: - Lista de tareas y
- Lista de tareas y relaciones de precedencia entre ellas;relaciones de precedencia entre ellas; - T
- Tiempo asignado empleado para iempo asignado empleado para desarrollar cada tarea;desarrollar cada tarea; - Tiem
- Tiempo de po de ciclo.ciclo. Pasos de Método
Pasos de Método
1. Se confecciona el diagrama de precedencias. 1. Se confecciona el diagrama de precedencias. 2. Se construye una matriz unitaria, donde se
2. Se construye una matriz unitaria, donde se señalan con unos,señalan con unos, las operaciones que deben realizarse sucesivamente después del las operaciones que deben realizarse sucesivamente después del nodo considerado. Es decir, se indican no sólo las p
nodo considerado. Es decir, se indican no sólo las precedenciasrecedencias directas, sino también las indirectas.
Método de Helgeson y Birnie (continuación) Método de Helgeson y Birnie (continuación)
3. Se asigna a cada nodo el peso, ponderación o influencia 3. Se asigna a cada nodo el peso, ponderación o influencia que le corresponde, de acuerdo con
que le corresponde, de acuerdo con la mayor o menor la mayor o menor cantidad de nodos que le siguen, y con la importancia de cantidad de nodos que le siguen, y con la importancia de cada uno de éstos. Para ello, al
cada uno de éstos. Para ello, al valor propio del nodovalor propio del nodo
analizado se suman los valores correspondientes a los nodos analizado se suman los valores correspondientes a los nodos a los cuales precede directa o indirectamente. Se construye a los cuales precede directa o indirectamente. Se construye un cuadro de nodos ordenados según valores ponderados un cuadro de nodos ordenados según valores ponderados decrecientes, indicando para cada nodo:
decrecientes, indicando para cada nodo:
- los nodos que los preceden directamente; - los nodos que los preceden directamente; - el tiempo asignado del nodo;
- el tiempo asignado del nodo; - el tiempo acumulado;
- el tiempo acumulado; - el tiempo muerto.
Método de Helgeson y Birnie
Método de Helgeson y Birnie (continuación)(continuación) 5. Se suman los tiempos asignados de
5. Se suman los tiempos asignados de cada nodo hasta que secada nodo hasta que se obtenga el valor más próximo en defecto, o igual al tiempo de obtenga el valor más próximo en defecto, o igual al tiempo de ciclo.
ciclo.
Cuando el valor de la suma supera al tiempo de ciclo, se Cuando el valor de la suma supera al tiempo de ciclo, se
rechaza el último nodo sumado, y se trabajo con el que sigue. rechaza el último nodo sumado, y se trabajo con el que sigue. Si con este nuevo
Si con este nuevo valor, tamvalor, también se supera el bién se supera el tiempo de ciclo,tiempo de ciclo, se rechaza el valor, y se trabajo con el siguiente. Esto
se rechaza el valor, y se trabajo con el siguiente. Esto sese realiza hasta que el valor de la
realiza hasta que el valor de la suma iguale al valor del tiemposuma iguale al valor del tiempo de ciclo, o se obtenga un valor muy próximo en defecto.
de ciclo, o se obtenga un valor muy próximo en defecto.
Logrado esto, se adopta esta combinación, la cual determina Logrado esto, se adopta esta combinación, la cual determina los nodos, o sea las
los nodos, o sea las tareas que forman parte o son ejecutadastareas que forman parte o son ejecutadas en la primera estación.
Método de Helgeson y
Método de Helgeson y Birnie (continuación)Birnie (continuación)
6. Se prosigue el cálculo, confeccionando un nuevo cuadro, 6. Se prosigue el cálculo, confeccionando un nuevo cuadro, encabezándolo con los nodos rechazados en el proceso
encabezándolo con los nodos rechazados en el proceso anterior. Operando en forma similar, se forma la segunda anterior. Operando en forma similar, se forma la segunda estación, y las subsiguientes.
estación, y las subsiguientes. Caso b.
Caso b. Calcular cuál es el mínimo tiempo de ciclo queCalcular cuál es el mínimo tiempo de ciclo que asegura la máxima producción, para un número dado de asegura la máxima producción, para un número dado de estaciones de trabajo.
estaciones de trabajo. Pasos del Método Pasos del Método
1. Se siguen los pasos del 1 al 6 de modo
1. Se siguen los pasos del 1 al 6 de modo similar a lo hechosimilar a lo hecho para caso a,
para caso a, donde para donde para una cantidad una cantidad dada de estaciodada de estaciones, senes, se obtiene un determinado tiempo de ciclo.
Método de Helgeson y Birnie (continuación) Método de Helgeson y Birnie (continuación) 2. Se confecciona otro cuadro similar para un
2. Se confecciona otro cuadro similar para un tiempo de ciclotiempo de ciclo un centésimo menor que el mayor d
un centésimo menor que el mayor de los tiempos acumuladose los tiempos acumulados del cuadro anterior. Si se comprueba que el número de
del cuadro anterior. Si se comprueba que el número de
estaciones se ha incrementado, significa que el mayor de los estaciones se ha incrementado, significa que el mayor de los tiempos acumulados del cuadro
tiempos acumulados del cuadro anterioranterior, es el mínimo , es el mínimo tiempotiempo de ciclo posible para trabajar con el número de
de ciclo posible para trabajar con el número de estacionesestaciones dado al inicio del proceso.
dado al inicio del proceso.
3. Se confecciona un nuevo cuadro para un tiempo de ciclo 3. Se confecciona un nuevo cuadro para un tiempo de ciclo un centésimo menor que el mayor d
un centésimo menor que el mayor de los tiempos acumuladose los tiempos acumulados en el cuadro d
en el cuadro del punto anterior. Se reitera este procedimientoel punto anterior. Se reitera este procedimiento hasta que se compruebe que el
hasta que se compruebe que el número de estaciones se hanúmero de estaciones se ha incrementado. Esto significa que el mayor de los
incrementado. Esto significa que el mayor de los tiempostiempos acumulados del cuadro anterior es el tiempo de
Método de Helgeson y Birnie
Método de Helgeson y Birnie (continuación)(continuación) posible para trabajar con una estación
posible para trabajar con una estación más que el número demás que el número de estaciones dado al inicio del proceso.
estaciones dado al inicio del proceso. Eficiencia de la Línea
Eficiencia de la Línea E
E (%)= (%)= Contenido Contenido total total del del trabajo trabajo x x 100100 nºde estaciones x tiempo de ciclo
nºde estaciones x tiempo de ciclo E (c=2.48)= 8.10 x 100 = 81 % E (c=2.48)= 8.10 x 100 = 81 % 4 x 2.48 4 x 2.48 E (c=2.32)= 8.10 x 100 = 87 % E (c=2.32)= 8.10 x 100 = 87 % 4 x 2.32 4 x 2.32
---Eficiencia de la Línea
Eficiencia de la Línea (continuación)(continuación) E (c=2.31)= 8.10 x 100 = 70 % E (c=2.31)= 8.10 x 100 = 70 % 5 x 2.31 5 x 2.31 E (c=2.21)= 8.10 x 100 = 73 % E (c=2.21)= 8.10 x 100 = 73 % 5 x 2.21 5 x 2.21 E (c=2.11)= 8.10 x 100 = 77 % E (c=2.11)= 8.10 x 100 = 77 % 5 x 2.11 5 x 2.11 E (c=1.78)= 8.10 x 100 = 91 % E (c=1.78)= 8.10 x 100 = 91 % 5 x 1.78 5 x 1.78
---Eficiencia de la Línea (continuación) Eficiencia de la Línea (continuación) E (c=1.77)= 8.10 x 100 = 76 % E (c=1.77)= 8.10 x 100 = 76 % 6 x 1.77 6 x 1.77 E (c=1.67)= 8.10 x 100 = 81.5 % E (c=1.67)= 8.10 x 100 = 81.5 % 6 x 1.67 6 x 1.67 E (c=1.58)= 8.10 x 100 = 86 % E (c=1.58)= 8.10 x 100 = 86 % 6 x 1.58 6 x 1.58 ---E (c=1.57)= 8.10 x 100 = 64 % E (c=1.57)= 8.10 x 100 = 64 % 8 x 1.57 8 x 1.57
Método de
Método de Kilbridge y WesterKilbridge y Wester
La herramienta fundamental de este método es
La herramienta fundamental de este método es el diagramael diagrama de precedencias, construido de la siguiente manera:
de precedencias, construido de la siguiente manera:
Se agrupan los nodos en columnas que tienen las siguientes Se agrupan los nodos en columnas que tienen las siguientes características:
características:
- En la columna I se reúnen todas aquellas operaciones que - En la columna I se reúnen todas aquellas operaciones que no necesitan ser precedidas por
no necesitan ser precedidas por ninguna otra.ninguna otra.
- En las columnas siguientes se agrupan aquellas tareas que - En las columnas siguientes se agrupan aquellas tareas que deben seguir operaciones que ya figuran en el diagrama. deben seguir operaciones que ya figuran en el diagrama. - Se trazan las fechas indicativas de las precedencias, - Se trazan las fechas indicativas de las precedencias,
orientadas siempre de izquierda a derecha, y verificando que orientadas siempre de izquierda a derecha, y verificando que no existan flechas entre las tareas representadas por nodos no existan flechas entre las tareas representadas por nodos que están situados sobre una misma columna.
Método de
Método de Kilbridge y WKilbridge y Wester (continuaester (continuación)ción) El método se base en los siguientes conceptos: El método se base en los siguientes conceptos:
1. Dentro de cada columna, las operaciones son mutuamente 1. Dentro de cada columna, las operaciones son mutuamente independientes, ya que no están conectadas con flechas, y independientes, ya que no están conectadas con flechas, y pueden en consecuencia ser permutadas entre ellas y
pueden en consecuencia ser permutadas entre ellas y enen
cualquier orden, sin que por esto se violen las restricciones de cualquier orden, sin que por esto se violen las restricciones de precedencia.
precedencia.
2. Puede apreciarse que muchas operaciones tienen la facultad 2. Puede apreciarse que muchas operaciones tienen la facultad de poderse mover o correr hacia la derecha sin perturbar
de poderse mover o correr hacia la derecha sin perturbar tampoco las relaciones de precedencia.
tampoco las relaciones de precedencia. Según los autores, existe un
Según los autores, existe un número grande de diagramasnúmero grande de diagramas topológicamente equivalentes que satisfacen las mismas topológicamente equivalentes que satisfacen las mismas restricciones de secuencia.
Método de Kilbridge y Wester (continuación) Método de Kilbridge y Wester (continuación) Se utilizan las siguientes propiedades:
Se utilizan las siguientes propiedades:
1. Permutabilidad dentro de una misma columna. 1. Permutabilidad dentro de una misma columna.
2. Posibilidad de mover o desplazar tareas en sentido 2. Posibilidad de mover o desplazar tareas en sentido horizontal.
horizontal.
Aplicación del Método Aplicación del Método
Problema clase a. Tiempo de ciclo dado: 0.7 unidades de Problema clase a. Tiempo de ciclo dado: 0.7 unidades de tiempo.
tiempo.
Se comienza tratando de asignar operaciones a estaciones de Se comienza tratando de asignar operaciones a estaciones de trabajo, respetando la secuencia, haciendo uso de las
trabajo, respetando la secuencia, haciendo uso de las
propiedades (1) y (2), de tal modo de encontrar un valor i
propiedades (1) y (2), de tal modo de encontrar un valor igualgual al tiempo de ciclo, o más próximo a él en defecto.
Método de Kilbridge y Wester (continuación) Método de Kilbridge y Wester (continuación)
Se aprecia que el resultado obtenido es el mismo que el Se aprecia que el resultado obtenido es el mismo que el logrado con el Método de Helgeson y Birnie.
logrado con el Método de Helgeson y Birnie. El método descrito es efectivo
El método descrito es efectivo para diagramas complejos ypara diagramas complejos y con gran número de elementos, y puede proveer un juego de con gran número de elementos, y puede proveer un juego de soluciones diferentes en su composición, pero iguales en su soluciones diferentes en su composición, pero iguales en su eficiencia: juego, éste, que permite elegir la solución más eficiencia: juego, éste, que permite elegir la solución más conveniente.
Análisis para Varios Tiempos de Ciclo Análisis para Varios Tiempos de Ciclo
El tiempo muerto crece en forma lineal para crecientes El tiempo muerto crece en forma lineal para crecientes tiempos de ciclo, dentro del mismo número de