Unidad 4.-Balanceo de Linea

 

Unidad 4.-Balanceo de Linea

El balance o balanceo de línea es una de las herramientas más importantes para el control de la producción, dado que de una línea de fabricación equilibrada depende la optimización de ciertas variables que afectan la productividad de un proceso, variables tales como los son los inventarios de producto en proceso, los tiempos de fabricación y las entregas parciales de producción.  El balanceo de línea es  la agrupación de operaciones de un proceso productivo con respecto al factor tiempo. El objetivo de un  balanceo de línea es determinar cargar de trabajo equitativamente a una persona o a un grupo de personas, con la finalidad de optimizar el recurso humano a utilizar en una producción con distribución en línea o en serie. 4.1.-Conceptos generales Establecer una línea de producción balanceada requiere de una cuidadosa recolección de datos, aplicación teórica, movimiento de recursos e incluso inversiones económicas y es por ello que se deben de tomar en cuenta algunas condiciones antes de hacer un balanceo de línea, tales condiciones son: ·         Cantidad. El volumen o cantidad de producción debe ser suficiente para cubrir la preparación de una línea. Esto hace referencia que se debe considerar el costo que tendrá el preparar la línea de producción y compararla con el ahorro que se tendría al montar la línea de producción. ·         Continuidad. La secuencia en la línea de producción debe ser de manera lógica, es decir que las operaciones que dependen de la actividad anterior deben estar lo más cerca posible. ·         Equilibrio. Al momento de realizar un balanceo se debe se tomar en cuenta que los tiempos de las estaciones de trabajo deben ser equilibradas, ya que si existe discrepancia entre los tiempos de las estaciones de trabajo muy probablemente exista conflictos con los operadores que tengan un tiempo mayor de trabajo. Existen tres métodos de realizar un balanceo de línea, los cuales son: ·         Método del Peso posicional. ·         Método Heurístico. En este método se realiza a prueba y error, ya que se realizan agrupaciones de operaciones cuidando la precedencia de actividades. El tiempo de ciclo se obtiene mediante la división de el tiempo de ciclo del proceso entre el número de operadores con los que se cuenta. Este método se utiliza cuando se cuenta con limitaciones de operadores o estaciones de trabajo. ·         Método tradicional. Este método se basa en que el tiempo máximo de estación de trabajo la marca la operación mas tardada del proceso. Para la aplicación de este método no se cuenta con restricción alguna de estaciones de trabajo u operadores, también se realiza un balanceo a prueba y error. El primer paso para realizar un balanceo de línea es necesario hacer un Diagrama PERT (Program Evaluation and Review Technique). El diagrama PERT es una herramienta de planeación y control que retrata de manera gráfica la manera optima de obtener un objetivo predeterminado, generalmente con respecto al factor tiempo. En el diagrama PERT  se representa la secuencia del proceso, las actividades se representan mediante círculo donde dentro de ellos va el nombre de la actividad, los círculos con unidos mediante líneas continuas y líneas discontinuas. Los pasos para elaborar un diagrama PERT correctamente son los siguientes: 1.    Tomar una actividad cero, la cual marcará el inicio del diagrama. 2.    Ramificar  las actividades de manera que se respete la secuencia y conectarlas mediante nodos. 3.    Colocar el tiempo de cada operación en la parte inferior del nodo, el tiempo se coloca en el nodo que se encuentra antes del círculo de la operación. 4.    El diagrama se termina con una operación, si se tienen dos o mas terminales éstas se conectan a la actividad con el tiempo acumulado mayor. Nota: Al finalizar el diagrama PERT se debe de asignar un color diferente o recalcar la línea que con forma la ruta critica, la ruta critica es la secuencia del proceso que tarda más,  que si por algún motivo se retrasa alguna actividad en esa secuencia causaría demoras de materias y/o retraso en el terminado de material. La línea roja que se muestra en la parte inferior de la imagen es la línea que nos ayuda a  llevar un orden en cuanto al tiempo acumulado de cada línea de secuencia; en la parte superior de la línea se pone el número de la o las actividades que tardan un determinado tiempo, tiempo que se muestra en la parte inferior de la línea roja. 4.2.-Descripción y aplicación         1.    Peso posicional. El balanceo mediante la técnica del peso posicional consiste en hacer una relación entre los tiempos de las actividades secuenciales de acuerdo a su tiempo y al diagrama PERT, el tiempo de ciclo. En el balanceo por el pesos posicional se debe de cuidar que por ningún motivo alguna estación de trabajo sobre pase el tiempo de ciclo. Los pasos para realizar ésta técnica de balanceo son los siguientes: a.    Realizar el diagrama PERT. Operación Secuencia Tiempo (Segundos) 0 1,4 0 1 - 45 2 1 11 3 2 9 4 - 50 5 4 15 6 3 12 7 3 12 8 5 12 9 5 12 10 6,7,8,9 8 11 10 9 a.    Obtener el peso de las actividades, el peso de las actividad se determina mediante la sumatoria de los tiempos de todas las operaciones que sigues de la actividad de la que se desea saber el su valor de peso en el proceso. Utilizando el diagrama PERT anterior se determinará el peso de cada operación para que lo anterior pueda entenderse mejor.   Operación Peso Sumatoria de Tiempo (Peso posicional) 1 1, 2, 3, 6, 7, 10, 11 106 2 2, 3, 6, 7, 10, 11 61 3  3, 6, 7, 10, 11 50 4 4, 5, 8, 9, 10, 11 106 5  5, 8, 9, 10, 11 56 6  6, 10, 11 29 7   7, 10, 11 29 8 8, 10, 11 29 9 9, 10, 11 29 10 10, 11 17 11 11 9   b.    Ordenar las operaciones de mayor a menor peso posicional. Operación 1 4 2 5 3 6 7 8 9 10 11 Tiempo 45 50 11 15 9 12 12 12 12 8 9 Peso 106 106 61 56 50 29 29 29 29 17 9 Precedencia - - 1 4 2 3 3 5 5 6, 7, 8, 9 10   c.    Determinar el tiempo de ciclo de cada operación. Para éste ejemplo se tomará simulará tener un tiempo de producción de 420 minutos y la producción que se desea obtener en ese tiempo es de 500 piezas. Tiempo de ciclo= (Tiempo disponible)/ (Producción deseada) Tiempo de ciclo= (420)/ 500 = 0.84 Minutos = 50.4 Segundos. d.    Calcular los Rangos permitidos de tiempo. Rango máximo= 50.4 segundos Rango mínimo=  (50.4/2) + 1 = 26.2 segundos. e.    Realizar la agrupación de operaciones (Balanceo). operación Peso Tiempo Estación Tiempo de estación 1 106 45 1 45 4 106 50 2 50 2 61 11 3 47 5 56 15 3 50 9 6 29 12 7 29 12 4 44 8 29 12 9 29 12 10 17 8 11 9 9 5 9 Nota: la última operación se queda con 9 segundos ya que si se agrupa con la estación anterior excedería el tiempo de ciclo establecido anteriormente. f.    Calcular la eficiencia de línea. Eficiencia de línea = (Tiempo de ciclo del proceso*100)/ (Núm. de estaciones * Tiempo de la estación más lenta)  Eficiencia de línea = (195*100)/ (5 * 50) =78% 2.    Kildbrige & Wester. El método  Klidbrige & Wester realiza agrupaciones de actividades considerando las  restricciones de precedencia entre las actividades y lo que se busca con esta técnica es minimizar el número de estaciones para un tiempo de ciclo dado. Ejemplo:  Operación Tiempo  Precedencia   1 5 -   2 3  -   3  6  1  4  8  1, 2  5  10  3, 4  6  7  4  7  1  5, 6  8  5  7  9  3  7  Total  48   Paso 1. Diagrama de Precedencia. Paso 2. Definir el tiempo de ciclo y estimar el número mínimo de estaciones. Considerando un tiempo de ciclo de 16 minutos, el número mínimo  de estaciones es el siguiente. Número de estaciones = (Tiempo de ciclo del proceso) / (Tiempo de ciclo de estación) Número de estaciones = (48) / (16) = 3 Nota: en caso de dar un número decimal se redondea al entero superior. Paso 3. Agrupar actividades respetando la precedencia. Estación Operación Tiempo de operación Tiempo de estación 1 1 5 16 2 3 4 8 2 3 6 16 5 10 3 6 7 16 7 1 8 5 9 3   Paso 4.  Calcular eficiencia de línea. Eficiencia de línea = (48 * 100) / (3*16) =  100 %              3.    De acuerdo a un volumen de producción. El balanceo de acuerdo a un volumen de producción se diferencia del resto de los métodos solamente en la manera de determinar el tiempo de ciclo de estación, es decir, que el tiempo de ciclo de estación se calcula de la siguiente manera: Tiempo de ciclo= Tiempo disponible / Producción deseada Y se utiliza cuando se desea cumplir con un determinado número de piezas en un lapso de tiempo establecido. Ejemplo: La sección de ensamble de una fábrica desea cumplir con la demanda de 2400 piezas por semana, la fábrica trabaja un tiempo neto de 40 horas a la semana. Operación Tiempo de operación Precedencia A 27 - B 42 A C 30 A D 6 A E 27 A F 30 C,D,E G 36 A H 18 G I 33 F,H J 27 B,F K 18 G L 12 K M 15 I,L N 15 A O 30 N,J,M Paso 1. Diagrama de Precedencia. Paso 2. Determinar el tiempo de ciclo.  Tiempo de ciclo= (40*60*60)/24000 = 60 Segundos/ Pieza Paso 3.  Hacer una representación tabular del diagrama de precedencia. Columna Operación Tiempo de operación Tiempo acumulado Tiempo acumulado de columnas 1 A 27 27 27 2 B 42 156 183 C 30 E 27 D 6 G 36 N 15 3 F 30 66 249 H 18 K 18 4 J 27 72 321 I 33 L 12 5 M 15 15 336 6 O 30 30 366   Paso 4.  Se hace la asignación de elementos. Estación tiempo de estación operaciones 1 57 A,C 2 57 B,N 3 42 G,D 4 57 E,F 5 48 H,K,L 6 33 I 7 42 J,M 8 30 O   Paso 5.  Calcular eficiencia de línea. Eficiencia de línea = (366*100) / (8 *57)=  80.26 % Nota: el balanceo se puede realizar por cualquier técnica, siempre y cuando el tiempo sea calculado de la manera mencionada.