Líneas de ensamble
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Definiciones de líneas de ensamble
¿Qué significa línea de ensamblaje?
Las líneas de ensamble son un tipo de tecnología de proceso que involucra una serie de operaciones. Las mismas se ejecutan a partir de materias primas, componentes o semielaborados generando un producto de salida de mayor valor.
El término líneas de ensamble hace referencia a un ensamble progresivo que está ligado por algún tipo de medio que maneja los materiales. En general, los pasos siguen un cierto ritmo. El tiempo permitido para el procesamiento debe ser el mismo en todas las estaciones de trabajo dentro de la línea.
También existen importantes diferencias entre tipos de líneas de ensamble. Podemos encontrar una gran diversidad de líneas de ensamble como por ejemplo:
- Algunas que son los aparatos que manejan materiales (bandas o rodillos transportadores, grúa aérea)
- Otras con configuración de la línea (en forma de U, recta, con ramificaciones)
- Con pasos rítmicos (mecánico, humano)
- Con mezcla de productos (un producto o muchos)
- Con diferentes características en la estación de trabajo. Los trabajadores pueden estar sentados, de pie, caminar con la línea o transportarse al mismo tiempo que la línea.
- Diferentes extensiones de la línea (pocos o muchos trabajadores)
La gama de productos que se arman parcial o totalmente en las líneas de fabricación incluye juguetes, aparatos electrodomésticos, automóviles, aviones, armas de fuego, equipo de jardín, ropa y toda una variedad de componentes electrónicos. De hecho, sería válido decir que casi todo producto que tiene varias partes y que se produce en grandes volúmenes utiliza las líneas de ensamble en alguna medida.
Por supuesto que las líneas son una tecnología importante y, para entender verdaderamente sus requisitos administrativos, se debe estar familiarizados con la manera de equilibrar una línea.
Reseña histórica sobre líneas de ensamble
La creación de las líneas de ensamble se remonta a los tiempos de Henry Ford en su planta de Highland Park. Allí fue introducida por primera vez el 1 de diciembre de 1913. Esto revolucionó la industria automotriz y el concepto de la fabricación en todo el mundo. En consecuencia, tuvo una gran incidencia en el desarrollo de la Segunda Revolución Industrial.
Caracterización de las líneas de ensamble
¿Cuáles son las características de líneas de ensamble?
Para poder caracterizar las líneas de ensamble hay que definir cuatro parámetros de tiempo:
- El tiempo de ciclo.
- El tiempo de proceso.
- El tiempo de flujo.
- El takt time.
Tiempo de ciclo
El tiempo de ciclo (Tc) se puede definir como el tiempo que transcurre entre la producción de dos unidades consecutivas de un producto. Se expresa en: segundos/unidad, o minutos/unidad. Representa la cadencia o rapidez del proceso. El tiempo de ciclo tiene suma importancia ya que las líneas de ensamble es un proceso cíclico y determina la capacidad que tiene la línea. La capacidad de la línea es la inversa del tiempo de ciclo (unidades/tiempo). Por ejemplo: Si una línea de montaje de bicicletas tiene un tiempo de ciclo de 50 segundos, quiere decir que cada 50 segundos sale por el final de la línea una bicicleta terminada. La capacidad será de 72 bicicletas por hora.
Tiempo de proceso
El tiempo de proceso (Tp) es el tiempo que se emplea en producir una única unidad desde el principio al fin de la línea. Representa la suma de los tiempos parciales de cada uno de los subprocesos, sin contar los tiempos de espera debido al stock intermedio. En el caso de las líneas de ensamble seria el tiempo de un operario para ensamblar un único producto a partir de sus componentes. Eso siempre y cuando disponga las maquinas e instalaciones a tal efecto.
Tiempo de flujo
El tiempo de flujo o Lead time (Tf) es el tiempo que que transcurre el componente de producto que tenga un recorrido mayor al atravesar todo el proceso productivo desde principio a fin. Representa la suma del tiempo de proceso mas el tiempo debido a las demoras en los stocks intermedios. Este valor da idea de la agilidad del proceso, o de la capacidad de reaccionar ante un cambio requerido por un cliente.
Takt time
Esta es una definición de tiempo que suele confundirse con el tiempo de ciclo. El takt time relaciona la demanda de los clientes con la disponibilidad de tiempo productivo. Lo hace midiendo el ritmo al cual deberíamos producir para satisfacer la demanda del cliente de forma exacta (producción ajustada). Es decir, representa un umbral de producción.
Si se produce a un ritmo mayor (tiempo de ciclo menor al takt time) tendremos una capacidad mayor a la demanda. Esto provocará que aparezcan tiempos ociosos importantes. Si se produce a un ritmo menor (con un tiempo de ciclo mayor al takt time) nunca se alcanzará la cantidad demandada. Esto quiere decir que una parte del mercado quedara insatisfecha.
La diferencia entre el tiempo de ciclo y el takt time es que el primero es un parámetro de diseño y por ende describe un sistema productivo. En cambio, el takt time es un valor obtenido a partir del ritmo del mercado y de tiempo productivo.
Para asegurarse que se pueda cubrir la demanda del cliente el parámetro de diseño deberá ser: tiempo de ciclo menor o igual al takt time.
¿Cómo hacer hacer líneas de ensamble?
Balanceo de líneas de ensamble
El balanceo de líneas de ensamble o fabricación tiene implicancias tanto en la programación de la producción como en la distribución en planta (layout). En este ultimo caso el tamaño o el número de las estaciones de trabajo tendrían que ser diseñadas desde el punto de vista físico para lograr un buen equilibrio.
La producción en una líneas de ensamble se justifica cuando se quiere producir un gran numero de unidades idénticas en un tiempo inferior al tiempo de proceso (Tp). De esta manera el trabajo se divide en “tareas o actividades” que son ejecutadas por los operarios en estaciones de trabajo.
¿Cuál es el objetivo de la línea de ensamble?
El objetivo que se persigue es tratar de sincronizar los ritmos de producción de las distintas estaciones de trabajo. Eso se busca asignando la misma cantidad de tiempo (tiempo de ciclo) a cada estación. Cuando las estaciones trabajan a distintos tiempos de ciclo, aparecen los desequilibrios. En consecuencia los tiempos muertos u ociosos en la línea harán luego disminuir la capacidad de la misma.
La magnitud del tiempo de ciclo es muy importante para determinar la cantidad de recursos. Es decir, puestos de trabajo, operarios y maquinas que debemos utilizar para poder abastecer la demanda (takt time). El problema del balanceo de línea consiste en la asignación de todas las tareas a una serie de estaciones de trabajo. De manera tal que ninguna de ellas tenga más trabajo del que puede hacer en el tiempo del ciclo. Y además, se minimice el tiempo de inactividad en todas las estaciones. Para realizar un estudio de balanceo de línea necesitaremos la siguiente información:
- identificar las tareas que componen el proceso productivo.
- Conocer el tiempo de cada tarea (el cual surgirá de un estudio de tiempos).
- Los recursos (maquinas).
- Establecer el orden de ejecución el cual es impuesto por el diseño de producto y por las tecnologías del proceso.
¿Cómo hacer una línea de ensamble? 7 pasos para balancear grupo de actividades de trabajo
Pasos del balanceo de la líneas de ensamble. Los pasos que deben realizarse para lograr el balanceo de una línea son los siguientes:
Paso 1: Armado del diagrama de precedencia
Se deben especificar las relaciones secuenciales entre las tareas utilizando un diagrama de precedencia o flujograma (también llamado diagrama de operaciones). En algunos casos también se puede complementar este análisis con un diagrama de gantt del proceso. Dicho diagrama consta de círculos y flechas. Los círculos representan las tareas individuales; las flechas indican el orden de ejecución de las mismas.
Paso 2: Determinar el takt time requerido para satisfacer la demanda.
El takt time es el tiempo objetivo al que debemos apuntar para gestionar la lineal de ensamble. En función de este tiempo vamos a definir diversos aspectos asociados a la planificación de la producción. Así delimitaremos horas de producción a diversos artículos que compiten con otros. Estos luego se se programan a través de modelos de optimización de programación lineal.
Para calcularlo debemos tener en cuenta 2 cosas. Por un lado el tiempo de producción disponible para ese producto y por el otro la demanda o producción requerida. La misma puede estar expresadas en horas, días, semanas o meses.
Paso 3: Calcular el número teórico mínimo de estaciones de trabajo (Nt)
En este paso vamos a calcular la cantidad de estaciones de trabajo que, en teoría necesitamos para poder cumplimentar con la demanda marcada por el takt time. Se debe advertir que se debe redondear al siguiente entero más alto para proceder correctamente.
Paso 4: Definir reglas de asignación de actividades
Se debe seleccionar una regla primaria según la cual se deben asignar las tareas a las estaciones de trabajo. También es recomendable elegir una norma secundaria adicional para romper los nexos.
Dos ejemplos de reglas de asignación podrían ser clasificarlas de mayor a menor importancia en función de la cantidad de tareas dependiente que tengan asociadas. Otra alternativa podría ser por tiempo de duración. Esto va a depender de la naturaleza del proceso y las operaciones. Existe una gran variedad de reglas de asignación. Algunas son mejores que otras en función del tipo de problema que se desea resolver.
Paso 5: Realizar la asignación de tareas
Se asignan las tareas en la secuencia de priorización del paso anterior, una a la vez. El objetivo es que en cada estación de trabajo, la suma de los tiempos de las tareas sea igual o menor al takt time. Esto es muy importante ya que si al menos 1 estación no lo cumple, el sistema no podrá cumplir con la demanda esperada. El proceso debe repetirse en todas las estaciones hasta agotar las tareas y que queden todas asignadas.
Una vez que se haya realizado la asignación completa, podremos calcular el tiempo de ciclo de la línea de montaje. Siendo un proceso one-at-a-time, sabemos que este será el tiempo de ciclo de la estación más lenta (el cuello de botella).
Paso 6: Evaluar la eficiencia del balanceo de la líneas de ensamble
Se define a continuación la expresión para el cálculo de eficiencia de balanceo de línea de ensamble. Es la relación entre la sumatoria de los tiempos de tareas manuales (Ti), y el producto entre el Nr (el número real de estaciones) y el Tc (tiempo de ciclo).
Paso 7: mejorar
Si la eficiencia no es satisfactoria, se vuelve a equilibrar utilizando otra regla de decisión.
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2 Comments
Buen contenido, gracias
Gracias Luis por tus comentarios, lo valoramos mucho. Saludos!