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EJEMPLO BALANCE DE LINEA:
Un fabricante está diseñando una planta que fabricará ventanas de aluminio reforzadas. La capacidad de producción mínima necesaria es de 320 ventanas por día. El gerente de operaciones ha obtenido un diseño tentativo de la distribución física de una línea de ensamblado, el que se muestra en la siguiente tabla y figura. El gerente desea saber si éste es un buen diseño o si se puede mejorar.
SOLUCION:
Es un buen diseño si:
- Satisface la capacidad de producción deseada.
- La secuencia es técnicamente factible.
- Si es una línea eficiente. 1. ¿Es adecuada la capacidad? La capacidad está determinada por el tiempo más largo requerido para pasar todas las estaciones de trabajo. De la tabla se sabe que el trabajo de la estación 1 requiere de 70 segundos, el de la estación 2 de 80 segundos. En la estación 3 el trabajo consiste en dos actividades, introducir los tornillos en el marco C, e instalar el seguro en el marco D). Por lo que el trabajo en la estación 3 requiere de 60 (40 + 20) segundos. Los tiempos que se requieren para las estaciones 4, 5 y 6 son de 70, 50 y 50 segundos, respectivamente. El tiempo más largo, entonces, se requiere en la estación 2 ( segundos), pues una unidad permanece menos de 80 segundos en cualquiera de las demás estaciones. Como las unidades pasan por todas las estaciones y cada una de ellas debe permanecer 80 segundos en la estación 2, ésta es el cuello de botella, la estación que restringe el ritmo de flujo de la línea. El ensamblado de una ventana terminada fluirá del
extremo terminal de la línea cada 80 segundos. Esta longitud del tiempo se denomina el tiempo del ciclo en la línea.
Con un tiempo del ciclo de 80 segundos, ¿cuántas ventanas se producen en un día? Esto depende de las horas que se trabajan en un día. Si la operación se lleva a cabo diariamente en un turno de 8 horas, el tiempo productivo disponible cada día es de 28,800 segundos ( horas x 3.600 segundos/hora). Por tanto, la producción diaria máxima puede ser determinada mediante el siguiente cálculo:
Producción diaria máxima = Tiempo disponible por día = 28,800 segundos/día =360 unidades/día (número de unidades) Tiempo del ciclo/unidad 80 segundos/unidad
Puede verse, entonces, que como puede generarse más de lo que se requiere, que son 320 unidades por día, este diseño de línea de ensamble proporciona una capacidad de producción adecuada. Existe un método alternativo para determinar si la capacidad es la adecuada. Se puede calcular el tiempo del ciclo máximo permisible en el caso que se deseara alcanzar la máxima capacidad (320 unidades por día).
Tiempo del ciclo máximo permisible = Tiempo disponible/día = 28,800 segundos/día =320 unidades/día para satisfacer la capacidad deseada Nº deseado de unidades/día 90 segundos/unidad
Estos cálculos muestran que cualquier diseño con un tiempo de ciclo con una duración de 90 segundos o más, proporcionará la capacidad deseada. Los diseños con tiempos del ciclo que excedan a los 90 segundos no serán de la capacidad adecuada.
- Buscar mejoras subsecuentes.
Para el ejemplo anterior (fábrica de ventanas reforzadas de aluminio) ya se ha llevado a cabo la primera etapa, definir las actividades elementales ya mostradas en la tabla.
La segunda etapa expresa que las actividades elementales no pueden hacerse en cualquier orden. No hay duda de que las unidades de ventanas no pueden ser empacadas hasta que están totalmente ensambladas. Estas relaciones de precedencia se enumeran en la tabla bajo el encabezado "debe de seguir (predecesores)".
Una vez que se ha especificado la producción de línea, se puede calcular el número teórico mínimo de estaciones que se requieren, la tercera etapa en nuestro procedimiento:
Nº teórico mínimo = Contenido total de trabajo * Nº deseado de unidades/dia Tiempo productivo total disponible/día
= 380 segundos/unidad x 320 unidades/día = 4.22 estaciones 5 estaciones (28.800 segundos/día-trabajador)
Como se está tratando con estaciones completas, por lo menos se necesitan cinco. El diseño con el que se cuenta puede requerir más del número mínimo de estaciones; depende de los tipos de relaciones de precedencia que existen en el problema. El diseño inicial utiliza seis estaciones.
La cuarta etapa implica la aplicación de una heurística de asignación. El diseñador debe de asignar ocho actividades a cinco o más estaciones. Se pueden combinar diversas actividades en una estación. En problemas mayores con miles de actividades y cientos de estaciones a menudo se emplean las heurísticas. Se aplicará la heurística de tiempo de operación más largo para encontrar el equilibrio para el tiempo del ciclo de 90 segundos.
Los pasos para la regla del tiempo de operación más largo (TOL) son:
TOL 1. Asignar las actividades restantes a la estación siguiente de acuerdo con el tiempo de operación que se disponga para cada trabajo; primero se asigna la actividad que tiene el tiempo de operación más largo. Se deben de mantener las relaciones de precedencia.
TOL 2. Después de asignar una actividad a una estación, determinar cuánto tiempo aún no asignado queda en la estación.
TOL 3. Determinar si se pueden asignar otras actividades a la estación. Si esto es posible, hacer la asignación. Es necesario mantener las relaciones de precedencia. Si esto no es posible, regresar al TOL 1 y añadir una nueva estación. Continuar con el proceso hasta que todas las actividades hayan sido asignadas a todas las estaciones de trabajo.
Para aplicar la regla, primero se ordenan las actividades en orden descendente de tiempo de operación. La secuencia de las actividades con los tiempos de operación en segundos (dentro de paréntesis) es: B (80), A (70), G (50), H (50), C (40), E (40), F (30) y D (20).
En TOL 1 se trata de asignar B a la estación 1 por el hecho de que B es la que tarda el mayor tiempo. Sin embargo, B es inelegible, pues debe de seguir a A (requerimiento de precedencia). De hecho, A debe de ser asignada a la estación 1 antes de elegir cualquiera otra actividad. Después de que A ha sido asignada a la estación 1, se cuenta con un remanente de 20 segundos no asignados (TOL 2). Usando TOL 3, se ve que D es la única actividad elegible que puede ser asignada a esta estación. B, C y E satisfacen los requerimientos de precedencia, pero sus tiempos de operación exceden al tiempo no asignado (20 segundos) en la estación 1. Por tanto, la estación 1 comprende las actividades A y D para un total de 90 segundos de tiempo de operación.
Después se agrega la estación 2. B tiene el tiempo de operación más largo (80 segundos) entre las actividades posibles no asignadas. B es, por tanto, asignada a la estación 2. Usando TOL 2 encontramos que 10 segundos (90 - 80 = 10) de tiempo no asignado permanecen en esta estación. Como todas las demás actividades requieren más de 10 segundos, ninguna se puede elegir para asignarla a la estación 2.
Para la tercera estación se pueden asignar C o E. Arbitrariamente se selecciona a C, con un tiempo de operación de 40 segundos. El tiempo restante no asignado a esta estación 3 es, por tanto, de 50 segundos (90 - 40 = 50). Entonces E y G se pueden agregar a esta estación. Como G tiene el tiempo de operación más largo, queda asignada. Entonces la estación 3 tiene asignadas a las actividades C y G con un tiempo total de actuación de 90 segundos (
En esta etapa se puede mejorar un diseño mediante ensayo y error, que es la fase 6 de nuestro procedimiento. Además, se pueden utilizar muchas otras heurísticas, en vez de intentar un tiempo de operación más largo. En la actualidad se dispone de diversas heurísticas computarizadas. Y cómo diferentes heurísticas pueden conducir a diseños diferentes, se puede pensar en hacer la prueba con más de un intento.
En ocasiones, la capacidad de producción y la eficiencia se pueden incrementar mediante la desviación de los procedimientos que se presentaron. Por ejemplo, se denomina task sharing (actividad compartida) a la combinación de tres estaciones llevadas a cabo por tres trabajadores distintos, los que disfrutan de cierta inactividad en cada ciclo. Al eliminar un trabajador se puede reducir el ocio o inactividad, dejando que los dos restantes se turnen el trabajo en la tercera estación. Se pueden lograr otras mejoras si más de una persona puede ser asignada a una estación sencilla. Finalmente, si el nivel de producción deseado excede a la capacidad de la línea, es útil hacer un análisis de trabajo más profundo. Las operaciones en cuello de botella pueden ser reanalizadas mediante un estudio de tiempos, o bien pueden buscarse mejoras en los métodos para reducir el tiempo de actividad.
