Productividad y produccion
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5.1. Concepto y actuaciones para la mejora de la productividad
El término de productividad es aplicado a multitud de situaciones (economía en general, actividad de un sector, conjunto de una empresa, un trabajador).
Hay que distinguir entre productividad y capacidad de producción futura, siendo ésta última el elemento dinámico de la productividad.
Productividad: Relación entre la producción y el insumo o cantidad de factores de producción utilizados para obtener esa producción
Productividad de factor (A) = Uds. físicas producidas
Uds. físicas del factor A empleadas
Normalmente el concepto de productividad manejado es el de Productividad Media: Es la producción obtenida por unidad de tiempo en relación al nº de unidades empleadas del factor que consideremos
Su cálculo tiene bastante dificultad;
Porque hay que medir bastantes elementos físicos que tienen problemas en su medición al no considerar diversos factores:
Existen varios modelos de productos y la cantidad del producto total no puede ser objeto de medición homogénea
Imposibilidad de homogeneizar en términos físicos los numerosos tipos de factores que intervienen en el proceso de producción de la empresa
Ante estas dificultades planteadas, para intentar calcular la productividad global se intentan calcular las cantidades producidas como los factores fabricados en unidades monetarias o en unidades físicas, de forma que:
Productividad Global = Valor de producción obtenida
Valor de los factores empleados
Actuaciones para mejorar la productividad
Términos cuantitativos:
Aumentando la producción, manteniendo constante el empleo de factores productivos, disminuyendo el empleo de factores o cuando el empleo de factores aumenta pero en menor proporción
Permaneciendo constante la producción disminuye el empleo de factores
Disminuyendo la producción y el empleo de factores; pero éstos últimos bajan en mayor proporción
Términos cualitativos:Se mejora la productividad si mejora la calidad de la producción aunque no varíen ni la cantidad de producción ni los factores empleadosLas medidas que podemos adoptar para aumentar la productividad se agrupan en:Largo plazo: Se consigue mediante la capitalización internaMedio plazo: Se consigue a través de 2 líneas:Tipificación de los productos fabricados: Consiste en la reducción de la variedad de tamaño, cualidades, presentación, etc. de todos o de algunos de los productos que fabrica la empresa. Supone que al reducir la variedad, tengo una serie de producción más grande, lo que me permite aprovechar las ventajas de las economías de escalasEstandarización o normalización de los procesos y componentes empleados en la fabricación: Son todas las actuaciones y disposiciones que se adoptan en el ámbito productivo de la empresa para tratar:Disminuir el nº de operaciones y tareas que constituyen un procesoEliminar operaciones que se efectúan de forma poco convenienteEstablecer un patrón de referencia para la programación rigurosa y sistemática de tareas y actividadesEstablecer el control de actividades y mejorar el conocimiento de cada una de las tareas que les son asignadasSimplificar y racionalizar las actividades, su preparación y controlCorto plazo: Medidas para la mejora de la productividad.Estudio y mejora de métodos de transportesEstudio y reducción de tiempo de trabajoSeguimiento y control de los nuevos métodos y tiempos de trabajoMejora de la organización interna en lo referente a definición de tareas y responsabilidades de cada puesto de trabajoMejora de la motivación de los trabajadores y del clima laboraÉnfasis en la calidad a todos los niveles
5.2. Estudio del trabajo
Se define como el examen sistemático de los métodos para realizar actividades con el fin de mejorar la utilización eficaz de los recursos y establecer normas del rendimiento con respecto a las actividades que se están realizandoEstudio de Métodos: Su objetivo es simplificar tareas y establecer las formas de realización de tareas más efectivas
Estudio de Tiempo o Medición del Trabajo: Su objetivo es determinar cuanto tiempo debería consumirse en llevar a cabo las distintas tareas.
Para realizar el estudio del trabajo se requiere una serie de condiciones:Tiene que ser sistemáticaTiene que ser de forma continuada. Se lleva a cabo periódicamente el estudio de las tareasTiene que ser generalizado. Abarca todos los extremos de la empresa.Para todo este estudio:
Contenido del trabajo de un producto o una operación
El trabajo para estudiar su contenido se utiliza el factor tiempo, y hablamos del tiempo total invertido en fabricar un producto o realizar una operación
Contenido del trabajo: Es la cantidad de trabajo contenida en un producto dado o en un proceso determinado. Se mide en horas de trabajo por hombre ó horas de trabajo por máquinas
Contenido básico del trabajo: Es la cantidad de trabajo contenida en un producto o un proceso de trabajo determinado si el diseño o las especificaciones del producto fuesen las idóneas, el proceso se llevará a cabo a la perfección y no hubiera pérdida de tiempo por ningún motivo durante las operación. Este contenido básico es un contenido mínimo que ya es irreducible. Representa 1/4 del tiempo total
Contenido adicional del trabajo A: Se produce por una deficiencia del diseño o in especificación en el producto o sus componentes o a la utilización inadecuada de los materiales. Esto se produce cuando tenemos aparte de un mal diseño, cambios frecuentes en el diseño. También originará desechos de materiales que sean excesivos. Normas de calidad erróneas (Los estándares de calidad excesivamente ajustados al límite).
Contenido adicional del trabajo B: Es a causa de métodos operativos ineficientes. Las causas que lo provocan son:Mala distribución y utilización del espacioInadecuada manipulación de los materialesInterrupciones frecuentes debidas al paso de una producción a otraMétodos ineficientes de trabajoMala planificación de las existencias.Frecuentes averías en máquinas y equiposTiempo improductivo: Son retrasos imputables al elemento humano. Causas:Ausentismo y retraso motivado por la falta de motivaciónMala ejecución del trabajo originada por una incapacidad para realizar ese trabajoRiesgos de accidentes y enfermedades profesionales. Si la empresa no rige las normas de seguridad e higiene, esto afecta al trabajador que responderá con ausencias y retrasos en el lugar de trabajoAnálisis de cualquier proceso de trabajo. Etapas para el estudio de un trabajo
Para analizar cualquier proceso del trabajo hay que hacer: Selección de la tarea a estudiar teniendo en cuenta aspectos técnicos, económicos y humanos Registro del método actual, que consiste en recopilar datos de la tarea seleccionada y del método utilizadoExamen del método actual. Consiste en detectar los errores que se encuentran en la aplicación del método actual Desarrollo del nuevo método en base a la información anteriormente obtenida, se estudia la aplicación de una forma mejor, más racional y económica de llevar a cabo el proceso de trabajo Evaluación de los resultados obtenidos con el nuevo método. Consiste en comparar las ventajas del anterior método con las del nuevo, y si estas últimas superan las anteriores, se implanta el nuevo método Definición del nuevo método y tiempos asociados. Se presenta el nuevo método a las personas que lo han de ejecutar y se asignan tiempos a las fases del método.Implantación del nuevo método y formación del personal. Se implanta el nuevo método, pero antes se forma al personal afectado Control y seguimiento del nuevo método. Consiste en ir comprobando las desviaciones que puedan surgir y los resultados obtenidos 5.3. Estudios de los métodos de trabajo
Seleccionar el trabajo o la tarea de estudio (criterios): Consideraciones económicas. Se trata de determinar que actividades son las que influyen de una forma decisiva en los resultados de la empresa. Se tendrían en cuenta:Operación que generan altos beneficios o alto coste Actividades que pueden estrangular un proceso (cuello de botella)Actividades con trabajo muy repetitivoTareas que implican un movimiento de materiales en un tramo largo de la empresaConsideraciones tecnológicas. Se basa en la necesidad que tiene la empresa de adquirir una tecnología más avanzada, tanto en bienes de equipo como en procedimientos tecnológicosConsideraciones humanas. Se incluyen los aspectos relacionados con el estado físico y psíquico del trabajador y todo lo relativo a la seguridad e higiene en el trabajo
Una vez seleccionada la tarea, pasamos a registrar la información de esa tarea. Para ello se utiliza los llamados diagramas de los procesos de trabajo.
Este diagrama de trabajo va a recoger todo el proceso y hay que diferenciar las actividades realizadas por las operaciones y las que son realizadas por el material. Surgen 2 tipos de hojas de proceso o de diagramas:Tipo hombre Tipo material
Una vez que tenemos estas herramientas, construimos todo el diagrama de actividades: Operación: Indica las principales fases del proceso del trabajo del método seguido o del procedimiento empleadoTransporte: Indica el movimiento de trabajadores, materiales o equipo de un lugar a otroInspección: Tiene lugar cuando el objeto de registro es examinado para su identificación o verificación en cualquiera de sus dimensiones en cuanto a calidad o cantidadDemora: Es el depósito provisional en que queda el objeto de registro hasta una nueva modificaciónAlmacenaje: Indica el depósito del objeto de registro bajo vigilancia en un lugar donde se entrega mediante algunas formas de autorización y se guarda con fines de referencias
Clasificación de los diagramas de proceso de trabajo:Diagrama de operaciones del proceso. Puede ser tipo hombre y tipo material. Se utilizan los símbolos operaciones e inspecciónDiagrama del análisis del proceso. Puede ser tipo hombre y tipo material. Utiliza los 5 símbolosDiagrama de circulación. Si es de tipo material se le llama de recorrido. Si es de tipo hombre se llama de hilosDiagrama de actividades simultáneas. Representa las siguientes combinaciones: hombre- máquina, equipo- máquina, hombre- equipo, hombre- varias máquinas.Diagramas de movimientos. De movimientos de manos y diagrama que utiliza la técnica de la memo fotografíaDiagrama de los procesos administrativos. Se utiliza una variación de la simbología para representar el proceso de trabajo que se da en el centro o departamento de administración5.4. Estudio de los tiempos de trabajo
La medición del trabajo se basa en la aplicación de técnicas para determinar el tiempo que invierte un trabajador cualificado para llevar a cabo una tarea definida efectuándola según unas normas de ejecución preestablecidas. Bajo una perspectiva productiva la medición de tiempos tiene interés en relación a 4 elementos:En relación a la maquinaria es necesario conocer los tiempos empleados para realizar cada tarea de forma que podamos programar los trabajos para determinar cual será la máquina que puede hacer el trabajo de una forma más económica.Respecto al personal: Para determinar el coste de mano de obra, conocer los incentivos y determinar el nº de operarios necesarios.En relación a la producción, para determinar el tiempo de fabricación de cada producto, decidir el mejor proceso de fabricación, calcular el coste de fabricación y determinar los tiempos de funcionamiento y para la de cada máquina.Para la dirección ayuda a tomar decisiones sobre la programación de abastecimiento, plazos de entrega, etc.
Las técnicas que normalmente se emplean en la medición de tiempo son:Por estimación: Consiste en la observación directa y visual de la tarea o de la actividad que va a ser objeto.Mediación de tiempos basadas en datos históricos: Consiste en determinar los tiempos a partir de los obtenidos en trabajos similares o a partir de los que se pueden deducirse por comparación de otros ya conocidos. A partir de estos tiempos históricos se puede calcular la duración de la actividad mediante:T = Tiempo históricoTo = Tiempo optimista
Tm = Tiempo modalTp = Tiempo pesimistaAparatos de medición: En este sistema se emplean cronómetros mecánicos y electrónicos. En este sistema es muy preciso el cronómetro electrónico ya que la medición de tiempos no se interrumpe y ambos aparatos memoriza todos los datos que posteriormente serán analizados en un soporte informático Basada en tablas de datos normalizada. Consiste en medir los tiempos utilizando para ello tablas creadas por la propia empresa a partir de situaciones que han ido recopilando a través del tiempoPor descomposición en micro movimientos de tiempos predeterminados. Este procedimiento trata de determinar los tiempos descomponiendo las operaciones en micro movimientos y cuya duración se encuentra en unas tablas denominadas tablas de tiempos de micro movimientos. Las tablas más usuales son las QSK y la MTMMedida de los tiempos por muestreo. Consisten en efectuar durante un cierto periodo de tiempo un gran número de observaciones instantáneas de determinados elementos de trabajo; para determinar si cumplen o no ciertas condiciones. Una vez terminado esto mediante procedimientos estadísticos se obtienen los resultados que nos indican el tiempo de aparición de determinadas circunstancias
A la hora de medir los tiempos se cometen errores:.Errores de lecturas: Equivocaciones que se cometen al leer los cronómetrosError de pulsación: Se produce por la lentitud de reflejos del cronometrador que no acciona el pulsador en el momento preciso de inicio o final de tareaPor los equipos de trabajo: Se producen cuando medimos tiempos que incluyen procesos de fabricación de tipo ininterrumpido
Los Micro movimientos (Therbligs): El estudio en movimientos en general tiene por objeto analizar los distintos movimientos que efectúa el cuerpo humano al ejecutar cualquier tipo de trabajo. Su objetivo es eliminar o reducir los movimientos ineficientes y acelerar los eficientes
Para realizar este estudio de movimientos, se estudian los movimientos elementales que se producen en los procesos del trabajo; y estableciendo una serie de micro movimientos que combinándolos se podía obtener cualquier movimiento concreto que se da en cualquier proceso de trabajo.
Estos tiempos son muy pequeños; imposibles de cronometrar con cualquier cronómetro; para poderlo cuantificar se necesitan cámaras que aprecien unidades de tiempo de 1/2000 minutoTherblings de movimientos:Buscar (B) es el elemento básico en la operación de localización de un elemento útil de trabajoSeleccionar (S) cuando el trabajador tiene que escoger una pieza o un objeto entre 2 o más semejantesAgarrar (A) define la acción por la que se toma un elemento de trabajo; bien sea tomándolo entre las manos; bien sea teniéndolo bajo controlTransportar carga (TC) es la acción de desplazamiento de un objeto de un lugar a otro en el centro de trabajoPoner en posición (P) es la acción de alinear un objeto respecto a otro o a otrosMontar (M) se define como la acción de unir 2 o más piezas para formar una unidad compuestaUtilizar (U) es el empleo de un dispositivo o una herramienta para su trabajo normalDesmontar (D) acción de separar 2 o más piezas que forman una unidad compuestaInspeccionar (I) acción de examinar un objeto utilizando para ello uno o varios sentidos corporalesPosición previa (PP) colocar un objeto en una posición adecuada para su futura utilizaciónDejar carga (DC) es soltar un objeto que se tenía agarrado o bajo controlTransporte en vacío (TV) es el movimiento que lleva la mano hacia un objeto para alcanzarlo o retirarse de élTherblings de actitudes:Descanso por vencer la fatiga (DF) es una pausa en el trabajo que se le da al operario para reponerse de la fatigaEspera inevitable (EI) es un periodo de obligada inacción que forma parte del ciclo de trabajoEspera evitable (EE) es una pausa en el trabajo que se toma el operario de manera intencionada o no, de la que sólo él es el responsablePlanificar (Pl) es una decisión mental que precede a la acción físicaSostener (So) es la retención de un objeto después de agarrarlo sin que tenga lugar ningún otro micro movimiento
Áreas normal y máxima de la mesa de trabajo.
Área máxima de la mano derecha e izquierda (1)
Área normal de trabajo (2)
Área de utilización continúa de elementos de trabajo (?)
6.1. Selección y diseño de procesos productivos
La problemática del diseño del sistema productivo se refiere a todo el conjunto de decisiones estratégicas a través de las cuáles se configura la estructura productiva de la empresa.
Las decisiones a tomar son:
1. Selección y diseño del producto a fabricar
2. Selección y diseño del tipo de proceso y tecnología a abusar
3. Dimensión y localización de unidades productivas
4. Distribución en planta
5. Diseño del sistema de mantenimiento
6. Diseño de tareas y elección de métodos de trabajo
7. Diseño de los sistemas y procedimiento a seguir en la administración del área de producción
Según las decisiones que tomemos, van a determinar un tipo y tamaño de proceso productivo con una tecnología concreta y con unas consideraciones respecto a la disponibilidad financiera, organizacional y comercial.
Tipos de diseño productivo:
1. Diseño por productos. Utilizado para productos poco variados, fabricados en grandes cantidades, son productos estables, éste sistema se caracteriza por la existencia de un flujo continuo en una secuencia lineal de operaciones de manera que el proceso se organiza como una cadena de operaciones sucesivas que va desde la entrada del material, hasta el producto acabado. Éste tipo de diseño requiere una estructura en abundante maquinaria especializada, puestos y tareas especializados; lo que supone un alto grado de capitalización. Para este sistema se obtienen unos productos de coste unitario bajo, de buena calidad y uniformes. La programación y el control de la producción es sencilla ya que vamos a realizar una sola vez esta programación y para un horizonte temporal muy amplio
2. Diseño por procesos o función (diseño por talleres). Utilizado para fabricar lotes pequeños, productos variados, demandas pequeñas. Se caracteriza por: ofrecer un flujo de producción en series cortas a intervalos intermitentes, en este sistema los equipos, la maquinaria y los puestos de trabajo se agrupan en unidades técnicas especializadas en la realización de unas clases de tareas homogéneas diferenciadas de las de otros grupos. Éste sistema da lugar al denominado flujo mezclado que es variable y distinto para cada lote de productos. La programación de la actividad es bastante complicada porque los distintos lotes de productos requieren programas específicos, el control también es más complejo. En este tipo de diseño se utiliza menor cantidad de equipos, menor especialización, pero la mano de obra es más abundante y tiene que ser cualificada y polivalente. Requiere una capitalización menor
3. Diseño por proyecto. Utilizado para fabricar productos singulares que se elaboran por demandas de un cliente en concreto y de acuerdo con sus especificaciones. En este tipo de procesos no existe flujo, pero si existe una secuencia de operaciones individuales que hay que realizar de forma sucesiva o simultánea sobre el producto final. Los productos resultantes tienen un coste elevado. La programación busca las secuencia que minimice el tiempo total de ejecución
A la hora de elegir el tipo de proceso más adecuado, la empresa tiene que evaluar junto con los costes otro tipo de factores:
- Necesidad de capital
- Demanda actual y futura
- Mano de obra cualificada y su coste
- Capacidad administrativa y de gestión de la empresa
- Coste de la materia prima
- Situación de la tecnología y su posible evolución
6.2. La automatización de los procesos productivos: tecnología de diseño y producción
La empresa actual para sobrevivir en los diferentes sectores industriales busca sistemas productivos que combinen eficacia y eficiencia, es decir, fabricar con el coste más bajo posible una amplia variedad de productos que satisfagan la demanda variable. Una forma es utilizar las tecnologías de la información.
Las tecnologías de la información, indica una amplia denominación de tecnología que tienen como rasgo común la utilización de circuitos microelectrónicos y que se dedican a la elaboración, manipulación y presentación de datos. Una aplicación es la automatización.
Automatización: Consiste en utilizar máquinas para el control y vigilancia de otras máquinas que son las que actúan directamente sobre los elementos. Para automatizar un proceso de fabricación se requiere que los medios técnicos lleven a cabo 3 funciones:
1. Tecnificación completa del proceso del trabajo eliminando toda tarea manual y sustituyéndola íntegramente por máquinas
2. Sustitución del hombre como instrumento de decisión y de esfuerzo por instrumentos mecánicos, eléctricos y electrónicos
3. Integración de máquinas de forma que constituyan un sistema completamente automático
Los sistemas automáticos antiguos son:
- Máquinas de control numérico (NC), son las que vinieron a sustituir a las antiguas herramientas cuya función principal consistía en realizar una serie de operaciones elementales bajo la supervisión del operario que controlaba las variables mecánicas. Control numérico: Es todo dispositivo normalmente electrónico capaz de dirigir posicionamientos de uno o varios órganos mecánico móviles de forma que las órdenes relativas a sus desplazamientos son elaboradas en forma totalmente automática a partir de instrucciones numéricas y simbólicas definidas por un programa. Posteriormente se incorporan los microprocesadores (CNC) Control Numérico por Computadores que a parte del control sobre las herramientas podría realizar funciones auxiliares como selección y cambio de herramientas. A su vez si varias máquinas y herramientas están enlazadas y a través de un computador se dirige y controla sus operaciones tenemos el control numérico directo (DNC).
- Los robots. Es una de las aplicaciones más usuales en el ámbito industrial. Es un manipulador programable y multifuncional diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales mediante movimiento programados variables para la realización de una diversidad de tareas. El robot tiene que ser capaz de funcionar automáticamente por si mismo y para lo cuál está dotado de una memoria programable. Los robots industriales tienen 3 partes físicas:
· El controlador. es el encargado de realizar movimientos, ejecutar órdenes y relacionar con el exterior
· El generador o fuente de energía. Es la que suministra la energía que necesita el robots
· La estructura metálica, formada por el manipulador y el ejecutador final. La estructura metálica es la más visible, ejecuta las acciones y sitúa en posición la herramienta que va a ejecutar la tarea asignada
Hoy día, el robot industrial se está empleando mucho en todas las empresas
- CAD/ CAM:
CAD, es diseño asistido por computador. Agrupa las aplicaciones del ordenador a la representación gráfica, utiliza generalmente modelos tridimensionales y permite:
· Aplicar y potenciar el diseño de piezas y otros elementos de ingeniería
· Visualizar y generar perspectivas de un diseño
· Simular el comportamiento real del elemento
· Introducir modificaciones en el diseño
· Generar la documentación técnica necesaria para el proceso de fabricación
Una especialización del CAD es el DFM (Diseño para la Fabricación). En el cuál además de todo lo anterior se realizan la fabricación de las piezas del proceso
CAM: Producción asistida por computador: es la aplicación al ámbito de producción y de procesos de fabricación de las aplicaciones del ordenador.
El CAD/ CAM hace posible diseñar el producto y especificar el proceso de modo simultáneo
- Sistemas de fabricación flexibles (FMS): Es un conjunto de máquinas enlazadas a través de un sistema automático de transporte y manejo de materiales, cuya secuencia de trabajo está dirigida y coordinada por un ordenador central. Este FMS está formado al menos por un elemento perteneciente a cada uno de los grupos siguientes:
1 Máquina - herramienta con cambio de herramientas automáticas
2 Transporte de materiales automatizado y asistido por ordenador
3 Área de almacenaje con carga y descarga automática
4 Control por ordenador de la secuencia de operaciones, reglas, prioridades, flujo de materiales, tipo de piezas y calidad. A través de un sistema jerárquico
La red de ordenadores en FMS se estructura jerárquicamente en 3 niveles:
1º Un ordenador central que ejerce el control de todo el sistema de ordenadores
2º Formado por módulos de control numérico directo (DNC)
3º Formado por módulos de control numérico por computador (CNC). Son los que se relacionan directamente con la máquina herramienta
- Fabricación integrada por computador (CIM). Consiste en automatizar además del ámbito de producción, actividades pertenecientes al área comercial a financiera
6.3. La distribución en planta
Una vez elegido el tipo de diseño de proceso productivo y la tecnología se procede a la distribución en planta.
Trata de determinar la disposición física óptima de equipos, máquinas, puestos de trabajo, servicios auxiliares, almacén, todos los factores de producción dentro de los límites de una estructura física.
La necesidad de distribución en planta surge tanto al realizar una nueva instalación como cuando hay que efectuar una modificación.
Los objetivos perseguidos son:
1) Integrar todos los factores productivos para lograr su utilización efectiva en las mejores condiciones de productividad y coste
2) Flexibilidad del sistema ante posibles cambios
3) Aumentar la capacidad de manejo de las unidades de trabajo
4) Establecer áreas de trabajo bien definidas para acondicionarlas adecuadamente
5) Conseguir una ordenación lógica de los flujos de trabajo
6) Minimizar el número de recorridos, distancias y esperas del material y de los operarios
7) Seguridad e higiene en el trabajo
La distribución en planta depende de la naturaleza y de la configuración del proceso productivo ya que ambas cosas están directamente relacionadas con el tipo de flujos de materiales y de productos.
Intervienen una serie de factores:
1) El material. Hay que considerar las cantidades y los métodos de manipulación que cada uno requiera
2) Factor maquinaria. Hay que analizar el tipo de maquinaria y el número necesario de cada una
3) Trabajo. Se incluye la mano de obra directa e indirecta. Se analiza las condiciones de trabajo, seguridad e higiene, productividad y coste
4) Factor movimientos. Se consideran todos los transportes internos y movimientos de materiales y máquinas con el objetivo de eliminar y/o reducir movimientos y minimizar distancias
5) Factor esperas. La optimización de los flujos para reducir los circuitos a un grado óptimo en el que tanto los recorridos como las esperas y detenciones sean mínimos
6) Factor servicios. Son las personas, órganos, elementos y actividades que auxilian la producción y mantienen la actividad del sistema productivo
7) Factor edificio. Es la estructura física que delimita y condiciona la distribución en planta. Hay que analizar si es de una o varias plantas, edificio general o de uso específico y sus características internas y externas.
8) Factor cambio. La distribución en planta tiene que ser flexible y adaptable a cambios de actividad
Cada unidad del sistema productivo precisa de un cierto flujo de abastecimientos y a su vez genera un flujo de salida que va hacia otra unidad.
Cuando el flujo de entrada es mayor que el de salida se produce una acumulación que técnicamente se denomina cuello de botella.
A la inversa se producen tiempos ociosos en los puntos del sistema.
Una adecuada distribución en planta debe diseñar y especificar las rutas o redes de flujos de manera que no haya ni estrangulamientos ni ociosidad.
Modelo apoyado en minimizar distancias y costes de manejo y traslado:
min. C = å å Cij Qij Dij
C = coste total del movimiento de materiales.
Cij = coste unitario de traslado entre los centros de trabajo i y j
Qij = volumen de material en circulación entre i y j por unidad de tiempo
Dij = distancia entre los centros de trabajo i y j
En general se minimiza C agrupando en los posibles centros de trabajo cuyo Cij * Qij sea más elevado
6.4. La línea de producción y su equilibraje
Líneas de producción: es la sucesión de puestos de trabajo donde se operan los diversos elementos que integran un producto. A su vez una línea de producción está integrada por una serie de fases o etapas, cada una de las cuales se caracteriza por un tipo de puesto de trabajo determinado
Capacidad productiva (c): es la cantidad de producción que se puede obtener en la línea por unidad de tiempo, se puede hablar de capacidad productiva tanto de la línea como de sus fases. El objetivo que se pretende es que la capacidad productiva de las sucesivas fases de una línea de producción sea la misma, si no es la misma se producen desequilibrios en la misma. Y a la fase causante de estas pérdidas se le denomina cuello de botella de la misma y se dice que la línea está desequilibrada.
En el ámbito de gestión de la producción se plantean 2 problemas:
1) Diseñar una línea convenientemente equilibrada y de una capacidad productiva determinada
2) Dada una línea de producción asignar en los distintos puestos de trabajo de la forma más equilibrada posible las tareas a realizar de forma que se alcance un cierto nivel de producción
Contenido de trabajo de un producto (å ti): es la suma de los tiempos de las diversas tareas u operaciones que son precisas realizar para su obtención.
Restricciones: son elementos o cuestiones que pueden condicionar la ejecución de las tareas. Hay 3 clases:
1. Restricciones de procedencias: son aquellas que condicionan la ejecución de una tarea a que previamente se hayan realizado alguna otra. Para su análisis se emplean procedimientos gráficos, el árbol de Tonge, la matriz de Hoffman.
Si cogemos este pert, el contenido de trabajo del producto (å ti = 8+2+5+3+3+4+3+6 = 34 min
2. Restricciones zonales: no todas las tareas pueden realizarse en un mismo puesto de trabajo, sino que algunas requieren determinado tipo de maquinaria, instalaciones, etc., diferente. Este tipo de restricción se va a representar en el grafo con un nº romano que va a indicar el puesto de trabajo idóneo para poderla realizar.
3. Restricciones posicionales: Hacen referencia a circunstancias espaciales en la línea de producción que impedirían asignar alguna tarea a cierto puesto de trabajo o de hacerlo resultaría muy dificultoso
Flujo productivo de una línea: es la cantidad de producción por unidad de tiempo en base a la cual ha sido diseñada o se espera obtener de ella. Lo que se utiliza es referir el flujo a periodos de tiempo breve.
Ciclo: es el tiempo que tarda en salir una unidad de producción de la línea o el tiempo disponible en cada fase del proceso para realizar las tareas que en ella deban realizarse. El valor del ciclo se determina considerando que es la inversa del ciclo.
Conocido el contenido de trabajo de producto y conocido el ciclo, se puede determinar el nº teórico de etapas que ha de tener una línea de producción que se vaya a diseñar, el nº de etapas teórico (n = ((å ti)/c) si å ti no es divisible por c, se elegirá siempre el nº entero inmediatamente superior a él
La suma de los tiempos de las tareas asignadas a cada fase debe ser igual o inferior al valor del ciclo.
Si es igual hay equilibrio de línea
Si es inferior hay desequilibrio originado por pérdida de tiempo.
En general, se dice que el producto del nº práctico de etapas n multiplicado por el valor del ciclo c, si es mayor que el contenido de trabajo (å ti) hay desequilibrio
Para calcular el desequilibrio: d = n*c - å ti
La fórmula dice que de cada n*c unidades de tiempo, la línea de producción tiene improductivas d unidades de tiempo.
Eqilibraje de líneas:
Equilibraje de una línea de producción en el caso de tareas con restricciones zonales totales además de restricciones de precedencias.
Suponemos que esta línea está integrada por una serie de fases o etapas de producción (E1, E2,..., Ei) y cada una de éstas se encuentra conformada por distintos tipos de trabajo teniendo cada una de ellas una capacidad productiva (C1, C2,, Ci). De todas las Ci hay una menor. La línea funcionará en base a la menor de las Ci
7.3. Métodos de la planificación de la producción
Este sistema, está basado en la expectativa de demanda y el objetivo es una mayor regularidad en el proceso productivo y poder atender a los clientes de la forma mas inmediata y que convenga a los stockajes disponibles.
El departamento de planificación elabora un plan de producción anual a partir de las previsiones de demanda. A continuación con la información del almacén de materias primas y con el plan de compras y suministros se confecciona un programa de producción, en el que se detalla las fechas de las distintas acciones productivas.
Problemas:
· Relativo al equilibrio de capacidad entre las distintas secciones o unidades de producción. Para su resolución utilizamos el equilibraje de líneas.
· Derivado de la coordinación de los flujos de materiales, el problema que se plantea al final de cada etapa de fabricación con los productos semi-elaborados. Para su resolución utilizamos una técnica genérica que se utiliza en la planificación de este tipo de producción que es la denominada línea de balance (LOB). Consiste en que se programa los sucesos clave que completan un conjunto que ha de ser finalizado en una fecha dada.
Se entiende por suceso clave: Aquellos elementos que sufren demoras en el proceso de fabricación.
Tipos de fabricación en serie:
1º) producción de un solo producto mediante una única operación productiva.
2º) producción de un solo producto con una o varias operaciones productivas en flujo.
3º) producción de varios productos en una sola operación.
4º) producción de varios productos mediante varias operaciones en flujo o en racimo.
1º) producción de un solo producto mediante una única operación productiva.
El caso mas frecuente es cuando en un periodo de tiempo determinado hay que mantener una demanda regular mediante una tasa de producción determinada para calcular la cantidad óptima y más económica para producir, para atender la demanda prevista utilizamos la siguiente fórmula:
Q= [(2cl*d)/ (t*ca(1-d(p)))
Cl : Coste unitario de preparación y lanzamiento.
D: Demanda prevista.
T: Periodo de tiempo considerado.
Ca: Coste de posesión y almacenamiento por unidad almacenada y por unidad de
Tiempo.
P: Tasa de producción.
2º) producción de un solo producto con una o varias operaciones productivas en flujo.
Este sistema se subdivide en dos:
· Producción continua:
· Producción intermitente.
Producción continua: Las fases necesarias para la planificación son las siguientes:
1) Calcular en número total de unidades a fabricar por la línea, la cantidad de piezas a fabricar depende de la demanda a abastecer, a lo que habrá que sumar las piezas que se van a incorporar a los productos fabricados mas las cantidades previstas para la sustitución de piezas defectuosas y repuestos.
Una vez que hemos calculado el volumen total de piezas se decide si se instala una o varias líneas de producción.
2) Determinación del tiempo estándar de funcionamiento de la línea. La capacidad máxima de trabajo de una máquina o línea se corresponde con un funcionamiento ininterrumpido de la misma.
En función del número de turnos de trabajo y de horas extraordinarias previstas, esta capacidad máxima se reduce en la denominada capacidad planeada de máquina.
La capacidad planeada esta formada por dos elementos:
- Tiempo máquina en marcha: Corresponde con un funcionamiento efectivo de la maquina que a su vez se descompone en el tiempo estándar de funcionamiento que se fija tomando como referencia el rendimiento normal y un factor de corrección por bajo rendimiento.
- Tiempo máquina parada: Periodo de inactividad debido a demoras por instalación de utillajes, suministros de materiales, actividades auxiliares de mantenimiento y operación de averías.
Calculo de la producción exigida por la línea: La tasa de producción por hora de la línea si la demanda de ventas sin uniformes se calcula mediante la siguiente expresión:
Tp= Q/d*h
Q= Número de piezas demandadas para el periodo.
D= Número de días de trabajo al mes.
H= Las horas diarias de trabajo de la línea, q se calcula en función del tiempo estándar de funcionamiento de la máquina.
Definición y equilibrado de los supuestos de la línea: Se trata de que todos los puestos de una línea de producción tengan una carga de trabajo aproximada.
Producción intermitente: En este caso el problema es determinar los lotes óptimos de producción de cada centro de trabajo
a. 2
S1 S2
La producción S2 tiene siempre un comportamiento regular.
El problema es cuando S1 es irregular y S2 regular. El problema se resuelve generando stock de escalón que comprende todos los productos que han pasado por el centro 1.
Este stock de escalón crece a la velocidad de producción y disminuye a la velocidad de ventas, para su programación se recurre a dos reglas:
1) Cada vez que se produce en el centro 1 se tiene que producir también en el 2.
2) El lote de producción de 1 a de ser un múltiplo exacto del lote de producción del 2
3º) Producción de varios productos en una sola operación: Es un sistema productivo en el que hay una maquina solamente y por ella a de pasar toda la producción. En este caso se realiza la programación de la siguiente forma:
1) Se calcula la frecuencia de la producción de cada artículo en cada ciclo.
2) Ordenar las frecuencias en una secuencia según los costes de cambio.
3) calcular el lote que ha de fabricarse de cada producto.
4º) producción de varios productos mediante varias operaciones en flujo o en racimo: En este sistema los diferentes productos que se fabrican están organizados en niveles y unos utilizan a otros como componentes. El problema es determinar, cuando y en que cantidad ha de fabricarse cada producto para poder atender la demanda generada por las ventas y la demanda derivada que tiene su origen en las necesidades de componentes. Para la planificación de esta producción se utiliza el método RMP, comprende la unión de información de 4 fuentes que son:
- Pedidos de los clientes.
- Pronósticos de la demanda.
- Cambios de inventario.
- Cambios de ingeniería.
Con las dos primeras se elabora la planificación agregada de la producción que genera el llamado programa maestro de producción. Los cambios que se introducen en el diseño del producto llamados cambios de ingeniería afectan a componentes y se recogen en la llamada lista de materiales.
2ª PARTE DE LA PREGUNTA.
Planificación y Programación de 1 Sistema de Producción por Encargo.
Este sistema trata de atender y fabricar pedidos concretos de clientes.
Problemas:
- Dificultad para realizar revisiones de demanda.
- Diversidad de productos a fabricar.
- Tamaño pequeño de los lotes.
- Mantener la calidad del pedido a lo largo de toda la fabricación
Conceptos Previos:
1)Carga de trabajo: Nos referimos tanto a un puesto como una maquina y es la cantidad de trabajo expresada en unidades de tiempo o unidades físicas que a de ejecutarse para cumplimentar los pedidos en cartera. Los pedidos dan lugar a diversidad de trabajos que pueden agruparse en 4 categorías y que a su vez generan distintos tipos de carga:
a)Trabajo en vía de ejecución: Pedidos que se están ejecutando, ocasionando 2 tipos de carga:
a.1)Carga en ejecución: Trabajo ya comenzado
a.2)Carga en retraso: Trabajo no realizado en un puesto o maquina en el tiempo para el asignado.
b)Trabajos no comenzados: Son trabajos con el estudio hecho y los materiales a punto para ser comenzados, dan lugar a 3 tipos de carga:
b.1)Carga preparada: Trabajos ya estudiados y calculados con materiales y utillaje a punto
b.2)Carga disponible: Trabajos ya estudiados y calculados con materiales y utillaje a punto asignados a puestos de trabajo concretos.
b.3)Carga programada: La carga preparada a la que ya se le ha fijado fecha de comienzo y maquinaria
c)Trabajos con el estudio hecho: Aquellos pendientes para su ejecución de las materias y/o utillajes, dan lugar a la carga bloqueada.
d)Trabajos que han de realizarse: Son pedidos aceptados en firme y que han de ser estudiados e incorporados a la planificación de la producción, dan lugar a la carga no preparada.
2)Capacidad de producción:Se define como la cantidad de trabajo que puede realizarse en un periodo de tiempo determinado.
La capacidad teórica de producción se define como el numero de horas de trabajo que pueden realizarse considerando su funcionamiento interrumpido.
La capacidad real de producción es: Capacidad teórica de producción-Tiempos de inactividad.
3)Plazo: Es la fecha de terminación prevista de una operación o conjunto de operaciones. Se calcula así:
Carga de trabajo de la operación / Capacidad del puesto de trabajo
TIEMPOS DE PRODUCCIÓN POR ENCARGO:
1)Producción de varios productos mediante una sola operación productiva: El problema fundamental es cumplir las fechas de entrega de los pedidos. Hay que distinguir entre
2 casos:
1.a)Los sistemas de carga planeada: Se recurre a la utilización de reglas de prioridad para ordenar los pedidos y programar la producción. Hay un serie de reglas:
-La prioridad se concede al 1º pedido que llegue.
-Según la importancia del cliente.
-Tienen prioridad aquellos pedidos en los que el tiempo de holgura es mínimo
Th = (Fecha entrega del pedido-Fecha actual)-Tiempo de ejecución rescate
-Según un ordenamiento creciente del índice de holgura media residual:
Hmr = (Fecha entrega del pedido-Fecha actual) / Tiempo de ejecución del pedido
-En función del valor de la razón de demora critica:
Dc = (Fecha entrega del pedido-Fecha actual) / Tiempo de ejecución rescate
Si Dc es mayor que 1 hay tiempo para completar el trabajo
Si Dc es menor que 1 el trabajo se retrasara
Prioritariamente se atiende a aquellos cuya Dc sea critica
2)Sistema de servicios: Es imposible conseguir una elevada utilización de centro productivo y un adecuado cumplimiento de los plazos de entrega de forma simultanea, esto es debido a que se producen una serie de interferencias o fenómenos de colas que solo se pueden resolver mediante la aplicación de la teoría matemática de las colas mediante la que se consigue reducir los efectos que producen.
3)Producción de varios productos mediante varias operaciones en flujo: La programación de este sistema es igual que en el caso anterior pero con mayor complejidad.
4)Producción de varios productos mediante varias operaciones en racimo: Se pueden distinguir 2 casos:
4.a)Sistema de carga planeada
4.b)Sistema de servicio
Tienen una gran variabilidad como consecuencia de la interferencia entre los productos, las rutas y las secciones de trabajo por lo que el sistema se amplia para su programación es el mismo que el utilizado para los sistemas de servicios.