BALANCEO DE LINEA

INTRODUCCION.

El control del taller incluye los principios, métodos y técnicas que se necesitan para planear, programar y evaluar la eficacia de las operaciones de producción .El control del taller integra las actividades de los llamados factores de producción de una instalación de fabricación, como los trabajadores, las máquinas y el equipo para manejo de materiales.

En la administración de las actividades de producción en las empresas en que se maneja en función de las órdenes, son importantes las fechas en que se promete terminar los trabajos y, por consiguiente, determinar la secuencia que seguirán las órdenes de los clientes en los diversos centros de máquinas es una función de fundamental importancia, tanto la planeación como el control de las actividades.

Los productos que se fabrican suelen ser bienes de consumo que se producen en gran volumen, como teléfonos, automóviles son estandarizados y de gran volumen.

TALLERES CUYAS ACTIVIDADES SE BASAN EN EL FLUJO DE TRABAJO.

Un taller consiste en un conjunto de instalaciones cuyo trabajo fluye en serie. Las mismas operaciones se realizan de manera sucesiva en cada estación de trabajo, de tal manera que para realizarlas se requiere de trabajadores poco calificados.

El taller cuya actividad se basa en el flujo de trabajo por lo regular representa una situación de producción en serie o masiva y, por lo tanto, las operaciones que en él se realizan son altamente eficientes. Por ejemplo, un operador puede instalar puertas de automóviles en una línea de ensamble, o bien, ensamblar discos en el auricular de un teléfono.

En los talleres cuyas actividades se basan en el flujo de trabajo, las máquinas tienden a tener un diseño para propósitos especiales.

El sistema de control de la producción continua se denomina control del flujo. La especialización, el alto volumen, la división del trabajo y la eficiencia se integran al diseño de las líneas de ensamble. Por lo tanto, los talleres cuyas actividades se basan en el flujo de trabajo requieren de poca capacidad y de personal capaz de realizar actividades repetitivas en forma sucesiva. La naturaleza repetitiva del ambiente de fabricación da lugar, asimismo, a la monotonía y afecta la moral de los trabajadores

LINEA DE FABRICACION Y LINEA DE ENSAMBLE.

Una versión de una distribución orientada al producto es una línea de fabricación; otra es una línea de ensamble.

La línea de fabricación construye componentes, tales como llantas para automóvil o partes metálicas para un refrigerador, en una serie de máquinas.

Una línea de ensamble junta las partes fabricadas en una serie de estaciones de trabajo.

Ambas están formadas por operaciones repetitivas y deben ser balanceadas. Es decir, el trabajo llevado a cabo en una máquina debe balancear el trabajo realizado en la siguiente máquina en la línea se debe balancear la actividad realizada por un empleado en una estación de trabajo. El balanceo en líneas de fabricación pueden requerir cambios mecánicos y de ingeniería para facilitar el balanceo.

Las líneas de ensamble con tareas de trabajo asignadas pueden ser balanceadas moviendo las tareas de un individuo a otro. De esta manera se busca igualar la cantidad de tiempo requerido por cada individuo o estación.

El problema central en la planeación es balancear la salida de cada estación de trabajo de tal forma que sea casi igual

La meta de la administración es crear un flujo continuo suave sobre la línea con un mínimo de tiempo ocioso en cada estación de trabajo.

DEFINICION DE TERMINOS.

La asignación de elementos de trabajo a los puestos de trabajo se conoce como balanceo de línea de ensamble, o simplemente balanceo de línea.

• Elemento de trabajo. Es la unidad de trabajo que no puede dividirse entre dos o más operarios sin crear una interferencia innecesaria entre los mismos.
• Operación. Es un conjunto de elementos de trabajo asignados a un puesto de trabajo.
• Puesto o estación de trabajo. Es un área adyacente a la línea de ensamble, donde se ejecuta una operación. Usualmente suponemos que un puesto o estación de trabajo está a cargo de un operario, pero esto no es necesariamente así.
• Tiempo de ciclo. Es el tiempo estándar que se utiliza para elaborar el producto en cada estación de trabajo.
• Demora de balance. Es la cantidad total de tiempo ocioso en la línea que resulta de una división desigual de los puestos de trabajo.

CONTROL DE LA PRODUCCION CONTINUA.

El problema más importante en los talleres cuyas actividades dependen del flujo de trabajo es lograr la cantidad de producción que se desea, que puede ser de 60 automóviles o 600 teléfonos al día, con la máxima eficiencia posible.

El contenido total del trabajo se divide en operaciones elementales, y estas operaciones se agrupan en las estaciones de trabajo.

El trabajo se desplaza en forma sucesiva y en muchas situaciones de manera continua de una estación a otra.

Todas las estaciones de trabajo se ocupan de trabajos que tienen diversos grados de avance, La velocidad de la línea de ensamble se controla mediante la cantidad de producción que se requiere, el espacio entre las estaciones y los requerimientos de tiempo de cada operación.

DISTRIBUCION DE UNA LINEA DE PRODUCCION.

En una línea de producción, el producto generalmente se mueve en un sentido a través de una serie de estaciones de trabajo hasta que se complete el proceso.

Esta es la manera en que se ensamblan los automóviles, y se producen los aparatos de televisión y los hornos, o las hamburguesas de comida rápida.

NOTACION.

tj= Tiempo de duración del elemento j (número entero).

N = número de elementos de trabajo requeridos para terminar una unidad de producto.

c = Tiempo de ciclo.

K = Número de estaciones de trabajo.

d = Demora del balance = cK - ∑tj

Suma de las duraciones de los elementos de

trabajo asignados a la estación

Eficiencia de la estación =

Tiempo de ciclo

Eficiencia de la línea = Suma de las duraciones de los elementos de trabajo

asignados a las estaciones

(Tiempo de ciclo)(Número de estaciones)

ASIGNACION DE ELEMENTOS A LAS ESTACIONES DE TRABAJO.

Antes de presentar los métodos para balanceo de línea, en esta sección se aprenderá a asignar elementos de trabajo a las estaciones

EJEMPLO.

Suponga que tenemos un producto en cuyo ensamble se utilizan varios componentes. Considere que los trabajos de montaje se han dividido en ocho elementos básicos de trabajo cuyos tiempos de duración son:

Elemento de trabajo	A	B	C	D	E	F	G	H
Tiempo de duración	5	4	3	4	2	1	3	2

Considere que el tiempo de ciclo, C = 8.

Realice la asignación de elementos a estaciones considerando que:

a) Los elementos pueden realizarse en cualquier orden.

b) La secuencia inicia con A

Estación 1	Estación 2	Estación 3
A+C	B+D	E+F+G+H
5+3	4+4	2+1+3+2

En este último caso, al agregar una secuencia a los elementos se obtuvo una asignación de 3 estaciones, las cuales tuvieron una eficiencia del 100%, así como la eficiencia de la línea, es del 100%.

Elemento de trabajo	A	B	C	D	E	F	G	H
Tiempo de duración	5	4	3	4	2	1	3	2

Considere que el tiempo de ciclo, C = 7.

Realice la asignación de elementos a estaciones considerando que:

a) Los elementos tienen orden de precedencia iniciando con A y continuando según el orden del abecedario.

Estación	Estación 1	Estación 2	Estación 3	Estación 4
Elementos	A	B+C	D+E+F	G+H
Duración	5	4+3	4+2+1	3+2

En este caso, al agregar una secuencia a los elementos se obtuvo una asignación de 4 estaciones, las cuales tuvieron una eficiencia menor del 100%, así como la eficiencia de la línea, es menor del 100%.

Tabla de eficiencias
Eficiencia Estación 1	(5/7)X100 = 71.4 %
Eficiencia Estación 2	(7/7)X100 = 100 %
Eficiencia Estación 3	(7/7)X100 = 100 %
Eficiencia Estación 4	(5/7)X100 = 71.4 %
Eficiencia de la línea	(24) / (7 X 4) = 85.7 %

METODOS PARA BALANCEO DE LINEA.

METODO DE KILBRIDGE Y WESTER.

PASOS:

1. Construya un diagrama de precedencia, actividades en nodos (AEN), de tal manera que las actividades sin precedencia queden todas acomodadas en una misma columna que se etiquetará con el número I, la segunda columna se etiquetará con el número II y contendrá a todos los elementos que tenían como requerimiento alguna actividad previa que se encontraba en la columna I. Siga este procedimiento hasta terminar.

EJEMPLO.

Balancear una línea de ensamble, con el fin de minimizar el tiempo ocioso en la línea. El tiempo y los elementos de trabajo necesarios para completar una unidad de producto son:

Elemento	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Precedencia			A	A,B	C,D	D	E,F	G	G
Duración	5	3	6	8	10	7	1	5	3

2. Determine un tamaño de ciclo ( C ).

El tamaño de ciclo se puede definir con el fin de cumplir con dos objetivos:

a) Cumplir una demanda o tasa de producción esperada

b) Minimizar el tiempo ocioso en la red.

El tiempo de ciclo (que debe ser un número entero) debe cumplir la siguiente condición.

Además, una condición necesaria, pero no suficiente, para alcanzar un balance perfecto es que:

Entonces, para buscar las alternativas de tamaño de ciclo que logren lo anterior, se tratará de descomponer el contenido total de trabajo como un producto de números primos, así para nuestro ejemplo:

Se ilustrará el procedimiento de asignación de elementos de trabajo a las estaciones para el caso de C3 = 16

3. Representación tabular del diagrama de precedencias.

Columna	Elemento	Ti	Suma Ti	Suma acum. Ti
I	A B	5 3	8	8
II	C D	6 8	14	22
III	E F	10 7	17	39
IV	G	1	1	40
V	H I	5 3	8	48

4. Asignación de elementos a las estaciones de trabajo para C = 16

Columna	Elemento	Ti	Suma Ti	Suma acum. Ti	Estación.	Ocio	Eficiencia de la estación
I I II	A B D	5 3 8	16	16	1	0	100 %
II III	C E	6 10	16	32	2	0	100 %
III IV V V	F G H I	7 1 5 3	16	48	3	0	100 %

Procedimiento de asignación:

· Asignar los elementos por columna. Dentro de cada columna, asignar primero el elemento de mayor duración, a menos que no haya tiempo de ciclo disponible, pasarse a elementos con menor duración.

· Una vez que se hayan asignado todos los elementos de una columna, pasarse a al siguiente en el orden de numeración ascendente.

EJERCICIO.

Balance la siguiente línea de ensamble, con el fin de minimizar el tiempo ocioso en la línea

Elemento	A	B	C	D	E	F	G	H
Precedencia	-----	A	B	B	C	C	D, E, F	G
Tiempo Minutos	5	3	4	3	6	1	4	2

Elabore el diagrama de precedencia en nodos.

A

B

C

D

E

F

G

H

Determinación del tiempo de ciclo

Representación tabular del diagrama de precedencia.

Selección del Ciclo, determine el número de estaciones teóricas y reales, eficiencia de estaciones y línea.

METODO DE POSICIONES PONDERADAS.

PASOS:

1. Determine el peso de posición de cada elemento, sumando el tiempo de duración (tj) de este elemento y de todos los que le sigan.

Para el ejemplo, tenemos:

Elemento	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Precedencia	-----	-------	A	A, B	C, D	D	E, F	G	G
Duración	5	3	6	8	10	7	1	5	3

7 (16)

F

5 (45)

A

3 (37)

B

6 (25)

C

8 (34)

D

10 (19)

E

1 (9)

G

5 (5)

H

3 (3)

I

2 Elaboramos las tablas de peso de posición:

Elemento	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Duración	5	3	6	8	10	7	1	5	3
Peso de la posición	45	37	25	34	19	16	9	5	3
Precedencia	-----	-------	A	A, B	C, D	D	E, F	G	G

Elemento	Peso			Elemento	Peso
A	A+C+D+E+F+G+H+I	45		F	F+G+H+I	16
B	B+D+E+F+G+H+I	37		G	G+H+I	9
C	C+E+G+H+I	25		H	H	5
D	D+E+F+G+H+I	34		I	I	3
E	E+G+H+I	19

Se realiza un orden de los pesos.

Elemento	A	B	D	C	E	F	G	H	I
Duración	5	3	8	6	10	7	1	5	3
Peso de la posición	45	37	34	25	19	16	9	5	3
Precedencia	-----	-------	A, B	A	C, D	D	E, F	G	G

3. Escoger un tamaño de ciclo. Puede ser para:

a) Cumplir con una demanda esperada.

b) Minimizar el tiempo ocioso en la línea.

Para ambos incisos se sigue el mismo procedimiento que el método de Kilbridge y Wester.

Para nuestro ejemplo se tomará:

C = 16

4. Efectuar la asignación de elementos a las estaciones de trabajo. Se asigna primero el elemento de mayor ponderación, verificando que cumpla con la precedencia y que haya tiempo de ciclo disponible. Sólo que no exista ya tiempo disponible que le alcance, se pasa al otro elemento con ponderación menor

Estación	Elemenos	∑ Elementos	Tiempo Ocioso	Eficiencia
1	A, B, C	5+3+8 = 16	0	100 %
2	C, E	6+10 = 16	0	100 %
3	F, G, H. I	7+1+5+3 = 16	0	100 %

EJERCICIO.

Balancea la siguiente línea de ensamble, con el fin de minimizar el trabajo ocioso en la línea utilizando los métodos de posiciones ponderadas y el de Kilbridge y Wester.

Elemento

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

Precedencia

--

A

A

B

D

---

F

G

G

G

H, I, J

K

K

L, M

N

Duración

9

3

3

9

9

3

3

8

6

9

4

4

2

3

5

Suma total de tiempos = 80

Determinación del tiempo de ciclo

a) Realizar el diagrama de precedencias.

b) Realizar tabla con peso de las actividades.

c) Balancear con C= 80, C= 40, C= 20, C= 10 calcular eficiencias de estaciones y de líneas.

EJERCICIO DE BALANCEO DE LÍNEA CON EL OBJETIVO DE CUMPLIR CON UNA TASA DE PRODUCCION ESPERADA.

La sección de ensamble de una fábrica requiere satisfacer la demanda de 2400 pequeños relevadores eléctricos por semana. El relevador está formado por el ensamble de un número de partes individuales, algunas de las cuales se producen internamente, mientras que otras son compradas del exterior.

Los elementos involucrados en el ensamble se enlistan a continuación. La compañía opera una semana de trabajo de 40 horas.

a) Determine el número óptimo de trabajadores requeridos para operar la línea de ensamble.

Paso 1. Red de actividades en nodos.

Elemento

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

Precedencia

__

A

A

A

A

C, D, E

A

G

F, H

B, F

G

K

I, L

A

N, J, M

Duración Segundos

27

42

30

6

27

30

36

18

33

27

18

12

15

15

30

.

O

I II III IV V VI

A

J

B

C

D

E

F

H

K

I

L

M

G

N

Paso 2. Determinación del tamaño de ciclo.

Paso 3. Representación tabular del diagrama de precedencias.

Columna	Elemento	Tiempo	∑ Tiempos	∑ acumulada de tiempos
I	A	27	27	27
II	N B C D E G	15 42 30 6 27 36	156	183
III	F H K	30 18 18	66	249
IV	I J L	27 33 12	72	321
V	M	15	15	336
VI	O	30	30	366

Paso 4. Asignación de elementos a estaciones para C = 60

En esta asignación se observa que ninguna estación alcanzó una eficiencia del 100%. En este caso debe realizarse un ajuste al tiempo de ciclo, definiendo como ciclo real el de aquella estación con la mayor asignación realizada. En el presente ejercicio el ciclo real es 57. En los márgenes superiores derechos de las columnas ocio y eficiencia se efectúa el ajuste.

EJERCICIOS DE BALANCEO DE LÍNEA.

Balancee las siguientes líneas de ensamble con el fin de minimizar el tiempo ocioso en la línea.

1.

2.

3.

4.

5. Para los siguientes datos, determine el número de estaciones y maximice la eficiencia de una línea diseñada para obtener una producción de 100 unidades por semana, considerando que:

a) La empresa trabaja una jornada de 8 horas durante 5 días por semana, pero la línea funciona sólo 7 horas diarias para tomar en cuenta las necesidades del personal.

b) Los elementos F y G deben desarrollarse en una misma estación de trabajo pues están estrechamente relacionados y requieren una cierta continuidad.