SALBP Pirelli.pptx [Sólo lectura] · 2010-02-03 · Equilibrado en talleres y líneas de...
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Equilibrado en talleres y líneas de producción de neumáticos (SAP)
Nabel Kachachi, Rubén Martín, Daniel Paredes, Pau-H. Rivera, David Sánchez, Pere-Lluc Torres
SW-02/2010
(SAP 2010-KMPRST)
Publica: Universitat Politècnica de Catalunya www.upc.edu
Edita:
Cátedra Nissan www.nissanchair.com
Departamento de Organización de Empresas
Universidad Politécnica de Cataluña
Cátedra Nissan -PROTHIUS-
Sistemas Avanzados de Producción
SAP
Nabel Kachachi - Rubén Martín - Daniel Paredes Pau-H. Rivera - David Sánchez - Pere-Lluc Torres
SALBP – Equilibrado de líneas de producción y montaje
Contenidos
Objetivos
El neumático. Proceso de fabricación.
Diagrama de flujo de producción.
Resolución problema de flujos.
Equilibrado líneas manuales.
Equilibrado de transporte. Caso 1.
Equilibrado de transporte. Caso 2.
Objetivo
Equilibrar la línea de producción de neumáticos Pirelli en “Manresa” para minimizar los costes de explotación.
Equilibrar los flujos de trabajo de las líneas, por máquina o proceso.
Minimizar el número de estaciones de trabajo.
El neumático
Caucho 45%
Negrohumo 21%
Metal 20%
Téxtiles 4%
Aditivos 8%
ÓxidoZinc 1%
Azufre 1%
Proceso fabricación del neumático
Mezclado compuestos
Extrusión banda rodadura
y flancos Tejido de capas Fabricación
núcleo
Construcción neumático Vulcanización Limpieza Inspección final
Hornada maestra
Máquina de calandrado (‘calendering’)
Máquina vulcanizadora
Proceso fabricación del neumático Maxxis Tire Production Flow Chart
Diagrama de flujo (I)
A
C
B
D
E
G
K
I
J
F
H
L M N
Ñ
O1
O2
P
O3
Diagrama de flujo (II)
Esquema típico de cada proceso (J):
J1 Carga materia
prima
J2 Parametrización
máquina
J3 Proceso máquina
automatizado
J4 Descarga producto
Diagrama de flujo (III)
A4
C4
B4
D4
E1 E4
L1 M3 M4
N1
N3
N4
Ñ3 Ñ1
D2 D3
D1
C2 C3
C1
B2 B3
B1
A1.2 A3
A1.1
A2 E3
E2
F1 F4 F3
F2
G1 G4 G3
G2
H1 H4 H3
H2
I1 I4 I3
I2
K1 K4 K3
K2
J1 J4 J3
J2
L3
L2 M2
N2
Ñ4
O1
O2
O3 P
Producción anual en Manresa
Producción mundial de neumáticos 1000 millones / año
Producción Pirelli = 50 millones
Pirelli turismos = 30 millones
Pirelli 5º productor mundial. 5% cuota de mercado.
Turismos = 62%.
2 millones neumáticos
7% en Manresa
Producción en Manresa
2 M neumáticos/año
225 días trabajo/año
9000 neumáticos/día
3 turnos
3000 neumáticos/turno
7,5 h / turno
400 neumáticos/h
6,67 neumáticos/min
Tiempo de ciclo: 0,15 min 9 s
Problema
Proceso de fabricación orientado a producto muy lineal y altamente automatizado.
Nos encontramos ante un problema de flujos y no de equilibrado de líneas.
Resolución problema de flujos. Planteo nuevos problemas de
equilibrado.
Problema de flujos (I)
Neumáticos por proceso
Tiempo de proceso
Tiempo por neumático
Máquinas necesarias
Tiempo por proceso
50 u 550 s 11 s 1,22 (2) 5,5 s
Tiempo de ciclo: 9 segundos Equilibramos procesos generales
Problema de flujos (II)
Proceso # neums/lote tiempo/lote [s]
Tiempo de máquina
(tiempo ciclo proceso)
tiempo/neum [s]
Máquinas necesarias
Máquinas instaladas
tiempo/n por proceso [s]
A 1000 9000 9000 9 1,00 1 9,0
B 50 420 420 8,4 0,93 1 8,4
C 50 400 400 8 0,89 1 8,0
D 50 440 440 8,8 0,98 1 8,8
E 50 420 420 8,4 0,93 1 8,4
F 50 420 420 8,4 0,93 1 8,4
G 50 400 400 8 0,89 1 8,0
H 50 400 400 8 0,89 1 8,0
I 50 450 450 9 1,00 1 9,0
J 50 410 410 8,2 0,91 1 8,2
K 50 380 380 7,6 0,84 1 7,6
L 1 90 90 90 10,00 10 9,0
M 1 90 90 90 10,00 10 9,0
N 2 630 600 315 35,00 35 9,0
Ñ 1 40 15 40 4,44 5 8,0
O1 1 30 - 30 3,33 4 7,5
O2 1 60 30 60 6,67 7 8,6
O3 1 50 20 50 5,56 6 8,3
Tiempo de ciclo: 9 s
Máquinas por proceso
A (1)
C (1)
B (1)
D (1)
E (1)
G (1)
K (1)
I (1)
J (1)
F (1)
H (1)
L (10) M (10) N (35)
Ñ (5)
O1 (4)
O2 (7)
P
O3 (6)
Esquema de transportes
A4
C4
B4
D4
E1 E4
L1 M3 M4
N1
N3
N4
Ñ3 Ñ1
D2 D3
D1
C2 C3
C1
B2 B3
B1
A1.2 A3
A1.1
A2 E3
E2
F1 F4 F3
F2
G1 G4 G3
G2
H1 H4 H3
H2
I1 I4 I3
I2
K1 K4 K3
K2
J1 J4 J3
J2
L3
L2 M2
N2
Ñ4
O1
O2
O3 P
Transportes y estaciones manuales
A4
C4
B4
D4
E1 E4
L1 M3 M4
N1
N3
N4
Ñ3 Ñ1
D2 D3
D1
C2 C3
C1
B2 B3
B1
A1.2 A3
A1.1
A2 E3
E2
F1 F4 F3
F2
G1 G4 G3
G2
H1 H4 H3
H2
I1 I4 I3
I2
K1 K4 K3
K2
J1 J4 J3
J2
L3
L2 M2
N2
Ñ4
O1
O2
O3 P
Equilibrado de líneas
Procesos con operaciones manuales: Vulcanizadoras Limpieza Inspección visual Inspección – equilibrado Inspección – rayos X
Transportes Parametrización sincronizada desde
la central
Equilibrado de líneas manuales Procesos con operaciones manuales:
Todos ellos requieren de más de una máquina Capacidad de la estación es menor a la del proceso.
En lugar de una línea tenemos varias líneas “automáticamente” equilibradas.
Casos: Operación máquina independiente de persona:
Vulcanizadoras
Operación máquina dependiente de la persona: Limpieza Inspección
Equilibrado de vulcanizadoras (I) Operación máquina independiente de
personas. Posible número de máquinas distinto a número
de personas. Sincronización operación máquina con operación
persona.
N1 Carga rueda
“verde” (2 neumáticos) 15 segundos
N2 Parametrización (centralizado)
N3 Vulcanización
(2 neumáticos) 10 minutos
N4 Descarga
neumáticos (2 neumáticos) 15 segundos
x35
Equilibrado de vulcanizadoras (II)
N1 Transporte y
carga 15 segundos N3
Vulcanizadora 600 segundos
Equilibrado estaciones vulcanizadoras: Tiempo de ciclo = 600 segundos (para 2 neumáticos) Buffers de carga y descarga colindantes. Operación carga y descarga puede ser realizada en
serie. 1 estación = 1 persona
N4 Descarga y transporte
15 segundos
Buffer
Operación: Carga /
Descarga
Tiempo: 30 segundos
x35
Equilibrado de vulcanizadoras (III)
Op1
Precedencias: por proximidad
Op2
Op35
…
t1 = 30s
t2 = 30s
t35 = 30s
Tiempo de ciclo: c=600 s
Estaciones mínimas:
Eficiencia del ciclo:
Equilibrado de vulcanizadoras (IV) Criterio 1: Orientación de tareas
Criterio 2: División de la línea en dos
Estación1: Operación de 1 a 20 Tareas = 20 Tiempo de ciclo = 600 s Eficiencia = 100%
Estación2: Operación de 21 a 35 Tareas = 15 Tiempo de ciclo = 450 s Eficiencia = 75%
Estación1: Operación de 1 a 18 Tareas = 18 Tiempo de ciclo = 540 s Eficiencia = 90%
Estación2: Operación de 19 a 35 Tareas = 17 Tiempo de ciclo = 510 s Eficiencia = 85%
Equilibrado de limpieza (I) Operación máquina dependiente de
persona. Número de personas idéntico al de máquinas. 5 máquinas / líneas necesarias. Línea equilibrada
Ñ1 Carga neumático
15 segundos
Ñ3 Limpieza
(máquina) 15 segundos
Ñ4 Descarga neumático
10 segundos
x5 veces
Tiempo de proceso = 40 segundos
Tiempo ciclo proceso = 40/5 = 8 s ≤ 9 s/n
9 s/n 9 s/n
Equilibrado de limpieza (II) Ñ1.1 Carga
15 segundos
Ñ3.1 Limpieza
15 segundos
Ñ4.1 Descarga
10 segundos
Ñ1.2 Carga
15 segundos
Ñ3.2 Limpieza
15 segundos
Ñ4.2 Descarga
10 segundos
Ñ1.3 Carga
15 segundos
Ñ3.3 Limpieza
15 segundos
Ñ4.3 Descarga
10 segundos
Ñ1.4 Carga
15 segundos
Ñ3.4 Limpieza
15 segundos
Ñ4.4 Descarga
10 segundos
Ñ1.5 Carga
15 segundos
Ñ3.5 Limpieza
15 segundos
Ñ4.5 Descarga
10 segundos
9 s/n 9 s/n
Tiempo ciclo: 45 s/n
Eficiencia: 80%
Tiempo de carga estación: 40 s/n
Equilibrado de limpieza (III) Ñ1.1 Carga
15 segundos
Ñ3.1 Limpieza
15 segundos
Ñ4.1 Descarga
10 segundos
Ñ1.2 Carga
15 segundos
Ñ3.2 Limpieza
15 segundos
Ñ4.2 Descarga
10 segundos
Ñ1.3 Carga
15 segundos
Ñ3.3 Limpieza
15 segundos
Ñ4.3 Descarga
10 segundos
Ñ1.4 Carga
15 segundos
Ñ3.4 Limpieza
15 segundos
Ñ4.4 Descarga
10 segundos
Ñ1.5 Carga
15 segundos
Ñ3.5 Limpieza
15 segundos
Ñ4.5 Descarga
10 segundos
Tiempo ciclo: 45 s/n
Resultado: 5 estaciones Trabajo
desigual Peor
equilibrado
Proceso de inspección visual Proceso sin máquina asociada.
Proceso con una única tarea. Tiempo de tarea superior a tiempo de ciclo. 4 líneas / personas necesarias. Línea equilibrada.
O1 Inspección
30 segundos
x4 veces Tiempo de proceso = 30 segundos
Tiempo ciclo proceso = 30/4 = 7,5 s ≤ 9 s/n
9 s/n 9 s/n
Eficiencia = 83%
Equilibrado de “O2” y “O3” (I) Operación máquina dependiente de persona.
Número de personas idéntico al de máquinas. 2 tareas por proceso. 8 máquinas / líneas necesarias para equilibrado (O2) 7 máquinas / líneas necesarias para rayos X (O3) Línea equilibrada
O2.1 Preparación (manual)
30 segundos
O2.2 Equilibrado (máquina)
30 segundos
Tiempo de ciclo global = 60/8 = 7,5 s
Eficiencia = 83% 9 s/n 9 s/n
O3.1 Preparación (manual)
30 segundos
O3.2 X-ray
(máquina) 20 segundos
Tiempo de ciclo global = 50/7 = 7,14 s
Eficiencia = 79%
Equilibrado del transporte (I)
Transporte de materia prima y producto semielaborado
Buffers intermedios para carga y descarga de máquinas
Actividades independientes entre ellas y sin relación de precedencia
Transporte en lotes de 50 neumáticos (ó bobinas para fabricar 50 neumáticos)
Equilibrado del transporte (II)
Reglas de decisión función de la distancia a recorrer
Se necesita conocer la distribución en planta
Distribución en planta solución del problema de flujo
Distribución en planta (I)
10
35
4
7
6
Distribución en planta (II)
Distancias in-in Distancias out-in Distancias out-out
Distancias
Vel. carretilla: 3 km/h
A4
C4
B4
D4
E1 E4
L1 M3 M4
N1
N3
N4
Ñ3 Ñ1
D2 D3
D1
C2 C3
C1
B2 B3
B1
A1.2 A3
A1.1
A2 E3
E2
F1 F4 F3
F2
G1 G4 G3
G2
H1 H4 H3
H2
I1 I4 I3
I2
K1 K4 K3
K2
J1 J4 J3
J2
L3
L2 M2
N2
Ñ4
O1
O2
O3 P
Transporte. Caso 1 (I)
Transporte. Caso 1 (II)
Sólo se consideran transportes necesarios y no transportes de vacío entre procesos.
Sin precedencias. Lote de transporte constante entre todos
los procesos (50). Para procesos con más de una máquina se
considera un único transporte a un buffer general.
Resolución problema de BinPacking: 19 transportes 19 tareas distintas
Transporte. Caso 1 (III)
AE
Tiempo de ciclo = 450 s
AG
AI
AJ
AK
BE
CI
DG
FL
HL
IL
KL
MN
NÑ
ÑO1
O1O2
O203
O3P
JM
Transporte. Caso 1 (IV)
Estaciones mínimas:
Eficiencia del ciclo:
Tiempo de ciclo:
c= 9·50 = 450 s
Transporte. Caso 1 (V)
Solución:
AE
AG
AI
AJ
AK
BE
CI
DG
FL
HL
IL
KL
MN
NÑ
ÑO1
O1O2
O203
O3P JM
Estación 1
Estación 3
Estación 2
Transporte. Caso 1 (VI)
Estación 1: Tiempo de carga = 433,2 s (7 tareas) Eficiencia = 96,2%
Estación 2: Tiempo de carga = 424,8 s (11 tareas) Eficiencia = 94,4%
Estación 3: Tiempo de carga = 31,6 (1 tarea) Eficiencia = 7,0%
Eficiencia global = 65,9%
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE PREMISAS PARA EL EQUILIBRADO:
- Se consideran buffers intermedios para carga y descarga de máquinas.
- Algunos procesos tienen descargas y cargas automatizadas y no necesitan opercaion de transporte
- Se transporta siempre entre procesos una cantidad equivalente a 50 unidades (neumáticos).
- Si tc de la demanda es 9 s/n, el transporte dispondrá de un t ct = 9 *50= 450 s (tiempo ciclo transporte).
- No hay precedencias de transporte. - Se pretende cerrar ciclos por lo que se ha considerado
el tiempo de retorno al punto de origen del ciclo según matriz de distancias.
- El transporte llega al proceso con celda llena y recoge alli la celda vacia del trayecto anterior y la traslada a un nuevo origen de transporte donde la deja y cambia por otra llena.
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
REGLAS DE PRIORIDAD PARA EL EQUILIBRADO:
1.- Saturación
2.- Transporte más largo en tiempo. Una vez en destino se parte de allí con otro nuevo transporte si es posible.
3.- Transporte candidato más cercano (en tiempo) trasladándonos hasta su origen con celda vacía.
4.- Orden alfabético.
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 450 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AK 62,4 2 96 291,6 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 FL 14,4 IL 31,2 KL 26,4 JM 14 MN 19,2 NÑ 7,2 ÑO 4,8 OP 4,8
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 388 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 FL 14,4 IL 31,2 KL 26,4 2 86,4 275,2 JM 14 MN 19,2 NÑ 7,2 ÑO 4,8 OP 4,8
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 361 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 FL 14,4 IL 31,2 JM 14 MN 19,2 3 LM 4,8 86,4 250,6 NÑ 7,2 ÑO 4,8 OP 4,8
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 337 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 FL 14,4 IL 31,2 JM 14 NÑ 7,2 2 127,2 202,6 ÑO 4,8 OP 4,8
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 330 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 FL 14,4 IL 31,2 JM 14 ÑO 4,8 2 117,6 207,6 OP 4,8
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 325 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 FL 14,4 IL 31,2 JM 14 OP 4,8 2 108 212,2
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 320 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 FL 14,4 3,2 PF 72 86,4 147,2 IL 31,2 JM 14
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 234 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 DG 16,8 IL 31,2 JM 14 3 LJ 50,4 86,4 83,2
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
1 170 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 BE 14,4 CI 7,2 1 MC 86,4 60 16,4 16,4 DG 16,8 IL 31,2 3 MI 69,6 86,4 -17,2
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
2 450 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 AJ 43,2 2 79,2 327,6 BE 14,4 DG 16,8 IL 31,2
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
2 407 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 BE 14,4 DG 16,8 IL 31,2 3 JI 52,8 86,4 236,6
EQUILIBRADO DE TRANSPORTE
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
2 323 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 BE 14,4 3 LB 76,8 40,8 191 DG 16,8
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
2 232 AE 4,8 AG 14,4 AI 24 3,4 EA 50,4 60 97,6 DG 16,8
estacion tct trans. tiempos regla eleccion estacion tiempo translado tiempo hasta remanente tiempo muerto ptes. trans. Ptes. próx a oper. Más próxima origen ciclo estacion estación
2 157 AE 4,8 AG 14,4 DG 16,8 3 ID 50,4 33,6 56,2
2 90 AE 4,8 AG 14,4 3,4 GA 33,6 33,6 8,4
2 42 AE 4,8 3 GA 33,6 50,4 -46,8 -46,8
Resumen y Conclusiones RESUMEN TRANSPORTES %OCUPACION
estacion 1 96,4 AK/KL LM MN/NÑ/ÑO/OP PF FL LJ JM MC CI/ IA
estación 2 110,4
AJ JI IL LB BE EA AI ID DG GA AG GA AE
Leyenda
XX: traslado con celda (llena) xx : traslado del operario a estaciuon más cercana (vacío) X: inicio y final del ciclo de cada estacion
ROTAR Y PACTAR PRIMA
Conclusiones generales
Resolución problema de flujo. Equilibrado de líneas independientes
dentro de procesos concretos.