Balance de Linea

Balance de Línea

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Aprender los conceptos de balance de línea.  Aprender las heurísticas para el balance de línea. 

Definición.  Heurísticas. ◦ Heurística de Utilización Incremental (IU) ◦ Heurística del tiempo de la tarea más larga (LTT) 

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Balancear una línea en un proceso productivo, es un problema de balance de estaciones de trabajo existentes en una planta, de manera que en función de tiempos iguales se alcance la tasa de producción esperada.

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El objetivo fundamental de un balance de línea corresponde a igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones del proceso.

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Cuello de Botella El problema de balance se proyecta a mejorar la estación cuello de botella bajo las siguientes alternativas: ◦ Realizar una mejora de métodos de trabajo en dicha estación, hasta lograr el tiempo deseado (mejora de procedimientos, equipo, etc.). ◦ Trabajar con sobre tiempos o con un segundo turno para esta máquina: o en todo caso, se debe subcontratar la operación mencionada. ◦ Efectuar la compra de máquinas similares de acuerdo a necesidades de producción.

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Balance de Líneas ◦ Es el análisis de las líneas de producción que divide prácticamente por igual el producto a realizarse entre estaciones de trabajo, de forma que sea mínima la cantidad de estaciones de trabajo requeridas en la línea de producción. ◦ La meta del análisis de las líneas de producción es determinar cuántas estaciones de trabajo tener y cuántas tareas asignar a cada una de ellas, de forma que se utilice el mínimo de trabajadores y de máquinas al proporcionar la capacidad requerida. ◦ En el balance de líneas, el objetivo es asignar tareas a las estaciones de trabajo para que resulte poco tiempo ocioso.

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Procedimiento del Balance de Línea. 1. Determine las tareas que deben hacerse para completar una unidad de un producto en particular. 2. Determine el orden o secuencia en la que deben llevarse a cabo las tareas. 3. Dibuje un diagrama de precedencia. 4. Estimar los tiempos de las tareas. 5. Calcule el tiempo de ciclo. 6. Calcule el número mínimo de las estaciones de trabajo. 7. Utilice una de las heurísticas para asignar tareas a las estaciones de trabajo, de manera que la línea de producción quede balanceada.

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Heurísticas para el Balance de Línea. ◦ Los métodos heurísticos, es decir, métodos basados en reglas simples, se han utilizado para desarrollar buenas soluciones a estos problemas, tal vez no las óptimas, pero sí muy buenas soluciones. ◦ Entre estos métodos están:  Heurística de Utilización Incremental (IU)  Heurística del tiempo de la tarea más larga (LTT)

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) ◦ Va agregando tareas a una estación de trabajo según su orden de precedencia (una a la vez), hasta que se observa una utilización de 100% o ésta se reduce. Se repite el procedimiento en la siguiente estación de trabajo con las tareas que quedan. ◦ Un ventaja es que es capaz de resolver problemas de balance de líneas independientemente de la duración de las tiempos de las tareas en relación con el tiempo de ciclo. ◦ Bajo ciertas circunstancias, crea la necesidad de herramientas y equipo adicional. ◦ Es apropiada si el enfoque del análisis es minimizar la cantidad de estaciones de trabajo o si las herramientas y equipos utilizados en la línea de producción son abundantes o poco costosas.

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Ejemplo 1 MALVINAS, un fabricante electrónico, ensambla calculadoras en su planta de la Av. Argentina. A continuación aparecen las tareas de ensamble que se deben realizar en cada una de los equipos. Los componentes utilizados en este ensamble son suministrados por personal de manejo de materiales en recipientes o cubos de componentes que se utilizan en cada tarea. Los ensambles se mueven a lo largo de la línea mediante transportadoras de banda entre otras estaciones.

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Ejemplo 1 Tareas de Ensamble de una calculadora:

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Ejemplo 1 MALVINAS desea que su línea de ensamble produzca 540 calculadora por hora y estima que de cada hora, 54 minutos son productivos. Calcular el tiempo de ciclo por claculadora, en minutos. Calcular la cantidad mínima de estaciones de trabajo. ¿De qué manera combinaría usted las tareas en estaciones de trabajo para minimizar el tiempo ocioso? Evalúe la propuesta.

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Solución 1 a. Calcular el tiempo de ciclo por calculadora, en minutos.

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒊𝒄𝒍𝒐 =

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝟓𝟒𝒎𝒊𝒏/𝒉 = = 𝟎. 𝟏𝟎𝟎𝒎𝒊𝒏/𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐𝒓𝒂 𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝟓𝟒𝟎𝒔𝒎𝒂𝒓𝒕𝒑𝒉𝒐𝒏𝒆/𝒉

b. Calcular la cantidad mínima de estaciones de trabajo. 𝑵° 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 =

𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒍𝒂𝒔 𝒕𝒂𝒓𝒆𝒂𝒔 ∗

𝑵° 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 =

𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒉𝒐𝒓𝒂

𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒍𝒂𝒔 𝒕𝒂𝒓𝒆𝒂𝒔 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒊𝒄𝒍𝒐

𝑵° 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟓. 𝟑𝟔𝒎𝒊𝒏/𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐𝒓𝒂 ∗

𝟓𝟒𝟎𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐𝒓𝒂𝒔/𝒉𝒐𝒓𝒂 = 𝟓𝟑. 𝟔𝟎 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝟓𝟒 𝒎𝒊𝒏/𝒉𝒐𝒓𝒂

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Solución 1 c. ¿De qué manera combinaría usted las tareas en estaciones de trabajo para minimizar el tiempo ocioso? Evalúe la propuesta.  Primero se debe dibujar un diagrama de precedencia para la línea de producción. Esta línea utiliza círculos como tareas y flechas para mostrar las relaciones de precedencia.

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Solución 1 c. ¿De qué manera combinaría usted las tareas en estaciones de trabajo para minimizar el tiempo ocioso? Evalúe la propuesta.  A continuación se asigna tareas a los centros de trabajo. Esto se efectúa siguiendo estrictamente la secuencia de las tareas (B debe seguir a A, G debe seguir a F, y así sucesivamente) y para agrupar las tareas de trabajo se aplica la heurística IU.  En este método, las tareas se combinan en secuencia hasta que la utilización incremental haya llegado al 100% o hasta que se reduce la utilización del centro de trabajo y entonces se inicia un nuevo centro de trabajo.  Seguidamente se construye la siguiente Tabla Heurística:

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Solución 1 c. ¿De qué manera combinaría usted las tareas en estaciones de trabajo para minimizar el tiempo ocioso? Evalúe la propuesta.  Resumir la asignación de las tareas de las estaciones de trabajo en la línea de producción:

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Heurísticas de Utilización Incremental (IU) – Solución 1 c. ¿De qué manera combinaría usted las tareas en estaciones de trabajo para minimizar el tiempo ocioso? Evalúe la propuesta.  A continuación se calcula la eficiencia propuesta:

𝑵° 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝟓𝟑. 𝟔 𝑼𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = = = 𝟎. 𝟗𝟕𝟓 𝟗𝟕. 𝟓% 𝑵° 𝒓𝒆𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝟓𝟓

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga ◦ Agrega una tarea a la vez a una estación de trabajo, en el orden de precedencia de las tareas. ◦ Si debe elegirse entre dos o más tareas, se agregará aquella que tenga el tiempo de tarea más largo. ◦ Esto tiene el efecto de asignar muy rápidamente las tareas más difíciles de ajustar dentro de una estación. ◦ Las tareas con tiempos más cortos se guardan para afinar la solución.

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga – Ejemplo 2 Utilizando la información de la siguiente tabla: a. Dibujar el diagrama de precedencia b. Suponiendo que de cada hora, 55 minutos son productivos, calcular el tiempo de ciclo necesario para obtener 50 unidades por hora. c. Determinar la cantidad mínima de estaciones de trabajo d. Asigne las tareas a las estaciones de trabajo utilizando la heurística del tiempo de la tarea más larga e. Calcular la utilización de la solución del inciso d)

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga – Ejemplo 2

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga – Solución 2 a. Dibujar el diagrama de precedencia

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga – Solución 2 b. Suponiendo que de cada hora, 55 minutos son productivos, calcular el tiempo de ciclo necesario para obtener 50 unidades por hora.

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐 =

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝟓𝟓 𝒎𝒊𝒏/𝒉𝒐𝒓𝒂 = = 𝟏. 𝟏𝒎𝒊𝒏/𝒖𝒏𝒅 𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝟓𝟎 𝒖𝒏𝒊𝒅/𝒉𝒐𝒓𝒂

c. Determinar la cantidad mínima de estaciones de trabajo 𝑵° 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 =

𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒍𝒂𝒔 𝒕𝒂𝒓𝒆𝒂𝒔 ∗

𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒉𝒐𝒓𝒂

𝟓𝟎𝒖𝒏𝒊𝒅/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝑵° 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟒. 𝟔𝒎𝒊𝒏/𝒖𝒏𝒊𝒅 ∗ = 𝟒. 𝟐𝟎 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝟓𝟓 𝒎𝒊𝒏/𝒉𝒐𝒓𝒂

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga – Solución 2 d. Asigne las tareas a las estaciones de trabajo utilizando la heurística del tiempo de la tarea más larga

* Se considera la tarea “e” pues su tiempo es más largo que el de “d”.

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga – Solución 2 d. Asigne las tareas a las estaciones de trabajo utilizando la heurística del tiempo de la tarea más larga

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Heurísticas del tiempo de la tarea más larga – Solución 2 e. Calcular la utilización de la solución del inciso d).

𝑵° 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝟒. 𝟐 𝑼𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = = = 𝟎. 𝟖𝟒 𝟖𝟒% 𝑵° 𝒓𝒆𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝟓

El

Balance de Línea es el análisis de las líneas de producción que divide prácticamente por igual el producto a realizarse entre estaciones de trabajo, de forma que sea mínima la cantidad de estaciones de trabajo requeridas en la línea de producción. Los métodos heurísticos para el balance de línea: Heurística de Utilización Incremental y Heurística del tiempo de la tarea más larga.