Trabajo Práctico Nº1: Diseño y selección del proceso.

Transcripción

1 Trabajo Práctico Nº1: Diseño y selección del proceso. Selección entre procesos y equipos alternativos. Análisis de equilibrio. Ejercicio 1 Un método estándar en la selección entre procesos o equipos alternativos es el análisis de equilibrio. Un diagrama de equilibrio representa visualmente utilidades y pérdidas alternativas según la cantidad de unidades producidas o vendidas. La opción depende de la demanda esperada. Los Costos Fijos a diferentes capacidades de producción para una planta son: Intervalo de producción Costo fijo ($) El costo unitario variable es de $3.57 por unidad, teniendo en cuenta materiales, mano de obra directa y otros insumos. El precio de venta de cada unidad es de $10 Cuál es el tamaño o capacidad de producción, que garantiza que los costos serán cubiertos por los ingresos? Ejercicio 2 Un fabricante identifico las siguientes opciones para obtener una pieza maquinada: puede comprar la pieza a U$S 200 la unidad (incluido los materiales), puede fabricar la pieza en un torno semiautomático numéricamente controlado a U$S 75 por unidad (incluido los materiales) o puede fabricar la pieza en un centro de mecanizado a U$S 15 por unidad (incluidos los materiales). Si el artículo se compra, el costo fijo es insignificante; un torno semiautomático cuesta U$S , y un centro de mecanizado cuesta U$S Suponer que el costo de compra de los equipos se amortiza a lo largo de 10 años, con valor residual cero. El costo total para cada opción es: a) Cuál será la opción menos costosa para los distintos niveles de demanda? b) Si la pieza se vende a U$S 300 la unidad, analizar para una demanda anual proyectada de unidades, cuál de las opciones minimiza el costo y cuál sería la utilidad esperada?

2 Ejercicio 3 Análisis de proceso. El análisis de proceso implica ajustar las capacidades y el equilibrio entre diferentes partes del proceso para elevar al máximo el resultado o minimizar los costos. Una compañía provee un componente a varios fabricantes de automóviles. Este componente es ensamblado en un taller por 15 trabajadores que cumplen un turno de ocho horas en una línea de ensamble que se desplaza a un ritmo de 150 componentes por hora. Los trabajadores reciben el pago bajo la forma de incentivo grupal que representa 30 centavos por cada parte buena terminada. Este salario se distribuye en montos iguales entre los trabajadores. La gerencia considera que se puede contratar a otros 15 trabajadores en un segundo turno si es necesario. Las partes para el ensamble final provienen de dos fuentes. El departamento de moldeado fabrica una parte crítica y el resto es suministrado por proveedores externos. Hay once maquinas capaces de moldear la parte que se fabrica internamente. Cada máquina exige un operador de tiempo completo. Las maquinas podrían producir cada una 25 partes por hora y a los trabajadores se les paga por pieza a 20 centavos por cada parte buena. Los operarios pueden trabajar tiempo extra con un aumento del 50% en su tarifa corriente, es decir, a 30 centavos por cada parte buena producida. La fuerza laboral para el moldeado es flexible; en la actualidad solo seis trabajadores realizan esta tarea. Hay otros cuatro disponibles, de un pool de trabajadores dentro de la compañía. Las materias primas para cada parte moldeada cuestan diez centavos por unidad; un análisis detallado que efectuó el departamento de contabilidad concluyo que se están utilizando dos centavos de electricidad para fabricar cada parte. Las partes que se compran a terceros cuestan 30 centavos por cada componente final producido. Toda la operación se ubica en un edificio cuyo alquiler cuesta U$S 100 semanales. Los empleados de supervisión, mantenimiento y de oficina reciben U$S semanales. a) Determinar la capacidad (número de componentes producidos por semana) del proceso completo. Están balanceadas las capacidades de todos los procesos? b) Si el proceso de moldeado empleara 10 máquinas en vez de 6, y no se efectuaran cambios en la tarea de ensamble final, Cuál será la capacidad del proceso completo? c) Si la compañía organizara un segundo turno de 8 horas o más en la tarea de ensamble Cuál sería la nueva capacidad? d) Determinar el costo por unidad de producción cuando la capacidad es de por semana, o de por semana. Ejercicio 4 Una compañía produce un componente que luego es utilizado en la industria automotriz. El componente consiste de tres partes (A; B y C) que se compran externamente y cuestan 40, 35 y 15 centavos de dólar por pieza respectivamente. Las partes A y B se ensamblan primero en la línea de ensamble 1, que produce 140 componentes por hora. La parte C es sometida a una operación de taladro antes de ser finalmente ensamblada con el producto que sale de la línea de ensamble 1. En total hay seis taladros mecánicos, pero en la actualidad solo tres de ellos son operacionales. Cada taladro perfora la parte C a una tasa de 50 partes por hora. En el ensamble final, el producto que sale de la línea de ensamble 1 se ensambla con la parte perforada C. La línea de ensamble final produce a un ritmo de 160 componentes por hora. Actualmente, los componentes se producen con base en 8 horas de trabajo diarias, 5 días a la semana. La gerencia considera

3 que en caso de ser necesario, puede contratar un segundo turno de 8 horas en la línea de ensamble. El costo de labor de ensamble es de 30 centavos por parte para cada una de las líneas de ensamble; el costo de labor de taladro es de 15 centavos por parte. Para el taladrado el costo de la electricidad es de 1 centavo por parte. Los costos generales totales se calculan en US$ semanales. a) Dibujar un diagrama de flujo de proceso y determinar la capacidad del proceso completo (número de componentes producidos cada semana). b) Suponer que se utiliza un segundo turno de 8 horas para la línea de ensamble 1 y para la línea de ensamble final. Además, entran en operación cuatro de los seis taladros. Sin embargo los taladros solo operan 8 horas por día. Cuál es la nueva capacidad del proceso?, Cuál de las tres operaciones limita la capacidad? c) La gerencia decide contratar un segundo turno de 8 horas para la línea de ensamble 1 y un segundo turno de solo cuatro horas para la línea de ensamble final. Cinco de los seis taladros mecánicos operan durante 8 horas diarias. Cuál es la nueva capacidad?, cuál de las tres operaciones limita la capacidad? d) Determinar el costo de producción de los incisos b) y c). e) Si la compañía tiene la opción de comprar la pieza C a U$S 3 la unidad Cuál sería el análisis de punto de equilibrio? Suponer que el costo de un taladro mecánico (costo fijo) es de U$S , que se utilizan cuatro taladros mecánicos para la producción y que la compañía produce unidades semanales. Ejercicio 5 En un taller de maquinado se está analizando la posibilidad de adquirir un torno para maquinar una barra de acero de acuerdo a las características del cliente. Las posibilidades son adquirir un torno modelo A o modelo B que poseen las siguientes características: Torno Tiempo de Tiempo de Tiempo de Tiempo Gastos de mecanizado carga descarga adicional operación Modelo A 2.10 min min min. 20% $50/hora Modelo B min % $60/hora El costo del material es de $2.50 y el costo de la mano de obra directa (MOD) es de $5/hora. El costo del torno modelo A es de $ y el del torno modelo B es de $ Se tomará un período de 10 años para amortizar la inversión en el equipamiento. a) Calcular el costo de fabricación de la pieza utilizando el torno modelo A y el modelo B. b) Cuál es el punto de equilibrio, expresado en piezas por año para que resulte indiferente utilizar el torno modelo A o modelo B? Ejercicio 6 Un empresario de la industria manufacturera tiene las siguientes opciones para obtener una pieza maquinada: i) puede comprar la pieza a U$S 200 la unidad (incluido los materiales), ii) puede fabricar la pieza en un torno semiautomático numéricamente controlado a un costo U$S 65 de mano de obra por unidad o, iii) puede fabricar la pieza en un centro de mecanizado a un costo de la mano de obra U$S 5 por unidad. Para las opciones ii) y iii) el costo en materiales es de U$S 10 por unidad. Si el artículo se compra, el costo fijo es insignificante; un torno semiautomático cuesta U$S , y un centro de mecanizado cuesta U$S Suponer que el costo de compra de los equipos se amortiza a lo largo de 10 años, con valor residual cero. Cuál será la opción más conveniente para los distintos niveles de demanda?

4 Balanceo de línea Ejercicio 7 Las siguientes tareas deben ser efectuadas en una línea de ensamblaje en la secuencia y tiempos especificados. Tarea Tiempo de la tarea (segundos) Tareas que deben preceder A B C 20 A D 45 C E 20 C F 25 D G 10 E H 35 B, F, G a) Dibujar el diagrama de precedencia b) En función de los datos de la tabla, cuál es la máxima producción por día que puede obtenerse? Considerar un trabajador por tarea. c) Cuál es el número teórico mínimo de estaciones requeridas para satisfacer una demanda prevista de 400 unidades por día de 8 horas? d) Utilizar la regla del tiempo de la tarea más larga y balancear la línea en el número mínimo de estaciones para producir 400 unidades por día. e) De acuerdo al balanceo realizado en d) cual es el número de unidades que se fabricaran en 8 horas? Ejercicio 8 La siguiente es una línea de producción en la que se deben ejecutar las operaciones de la A hasta la H en ese orden para la fabricación de un producto. Centro de trabajo (CT) Operación A B C D E F G H Tiempo de ejecución de las operaciones (min) 2 1, ,5 3 a) Identificar la operación cuello de botella b) Cuál es el tiempo de ciclo? c) Suponiendo un día de trabajo de 8 horas Cuál es la producción máxima por semana de 5 días que se obtiene con la distribución señalada? d) Si la línea emplea un trabajador por centro de trabajo (CT), cuantas son las horas de inactividad que presenta diariamente? e) Cuál es la eficiencia de la línea? f) Si el producto es modificado y ahora la tarea B insume 2,5 min, Cuál es el tiempo de ciclo con la distribución de trabajadores actual? g) Cómo modificaría el balanceo o la cantidad de trabajadores para volver a tener 4 min de tiempo de ciclo?

5 Ejercicio 9 La empresa Imaginatum va a empezar a producir un nuevo juguete. La demanda esperada para este producto es de unidades por día y la empresa trabajara a 2 turnos con un tiempo efectivo por turno de 7 horas. Después de varios ajustes, se ha diseñado una línea de producción con 4 estaciones de trabajo, cuyos tiempos son: Estación 1: 20 seg/unidad Estación 2: 15 seg/unidad Estación 3: 17 seg/unidad Estación 4: 10 seg/unidad. a) Calcular el tiempo de ciclo de la línea, la eficiencia del equilibrado y la productividad prevista expresada en Unidades/hora operario. b) Cuántos puestos de trabajo debería tener la línea si se quiere producir con el mínimo stock posible de producto terminado, que productividad se obtendría? Ejercicio 10 Se desea diseñar la distribución de una línea de ensamblaje para abastecer unidades por semana. La tabla siguiente contiene información sobre las tareas que requiere este producto, el tiempo de la tarea y la relación de precedencia Actividad Precedencia Duración (Segundos) A B C A 13 D A, B 8 E B 10 F C 6 G C, D 12 H D, E 7 I E 8 J F, G 6 K H, I 8 L J, K 12 La empresa trabaja 5 días a la semana y 500 minutos por día. a) Dibujar el diagrama de precedencia y calcular el takt time. b) Equilibrar la línea utilizando el tiempo más largo de la tarea como regla primaria. Cuál es la eficiencia del balanceo? c) Cuantos segundos estarán ociosos los operarios diariamente? Suponer que hay un operario por estación de trabajo. d) Una vez que se pone en marcha la línea, imprevistamente aumenta la demanda a unidades por semana, como podría hacer frente a esto? Justifique

6 Ejercicio 11 Una empresa va a empezar a producir un juguete formado por cinco piezas diferentes. En la Tabla se muestran las tareas definidas para este producto: Tarea Descripción Tiempo Predecesora (seg) 1 Pieza 1 y 2 en contenedor Tomar piezas 1 y Ensamblar pieza 1 y Introducir en máquina de pintura Pintado automático Extraer de máquina de pintado automático Secado de la pintura Desplazar subconjunto 1 a soporte de ensamble Ensamble 5 8, 6A 10 Depositar en caja de producto terminado Stock de producto terminado A Pieza 3 y 4 en contenedor A Tomar piezas 3 y 4 4 1A 3A Ensamblar pieza 3 y 4 6 2A 4A Posicionar conjunto en soporte y tomar pieza 5 4 3A 5A Remachar pieza 5 sobre el conjunto 4 4A 6A Desplazar subconjunto 2 a soporte de ensamble 3 5A La demanda estimada para el producto es de unidades por mes. Se producirá en una fábrica que trabaja un turno por día. La legislación laboral prevé un 15% de tiempo de descanso para los trabajadores. Considerar que cada mes tiene 20 días laborables. Se pide: a) Dibujar el diagrama de proceso. b) Calcular el takt time, el tiempo de proceso y el tiempo manual. c) Si se quiere trabajar con el mínimo stock posible de producto terminado, cuál será el número de estaciones óptimas que deberá tener la línea de producción? d) En las condiciones de c) balancear la línea y calcular la eficiencia del balanceo. e) Calcular el tiempo de ciclo real de la línea, la capacidad diaria y la productividad de la línea en Unidades/hora operario. f) Cuál será el stock de piezas en la etapa de secado? Ejercicio 12 La empresa Islandian Cold-Fish, dedicada al salado de bacalao fresco quiere reorganizar el proceso de limpiado de pescado de acuerdo con los nuevos datos previstos sobre la demanda del mercado, lo que obliga a dimensionar la capacidad a 2100 unidades por día. El proceso de limpiado es, mayormente manual, pero existen actividades que se realizan de manera automática sin intervención del operario. La empresa produce solamente durante un turno de 8 horas, entre las cuales se deben descontar: 2 descansos de 10 minutos, 20 minutos de desayuno y 45 minutos de almuerzo.

7 Las actividades del proceso se detallan a continuación: Código Descripción de la tarea Tiempo Predecesoras A1 Desembalar pescado en contenedor 4 seg --- A2 Lavado exterior y posicionado para traslado 7 seg A1 A3 Traslado automático a línea de trabajo 5 seg A2 A4 Posicionar y cortar la cabeza 5 seg A3 A5 Depositar en máquina para corte longitudinal 3 seg A4 A6 Corte automático y eliminación de espina central 4 seg A5 A7 Limpieza de aletas, espinas y piel contorno 35 seg A6 A8 Inspección y eliminación de espinas ocultas 10 seg A7 A9 Salado y deposito en bandeja para secado 4 seg A8 a) Dibujar el diagrama de proceso. b) Calcular el takt time para la línea de producción en las condiciones indicadas. c) Determinar el número de estaciones mínimo para poder cubrir la demanda. d) Balancear la línea, calcular la eficiencia del balanceo y determinar la capacidad real del proceso (en unidades por turno). Ejercicio 13 Una empresa acaba de recibir una oferta para producir unidades de fragancias por una promoción de Navidad. Estas unidades tienen que estar en el almacén del cliente antes de dos meses (42 días laborales). Por otro lado, 2500 unidades tienen que estar antes de los primeros 21 días laborales, ya que serán las muestras que los vendedores utilizarán para vender el producto. A continuación se detalla el proceso: Operación Precedentes Duración (seg) A B A 60 C D C, B 45 E D 15 Teniendo en cuenta que la empresa trabaja 12 horas por día y que no trabaja los fines de semana: a) Se puede asegurar el servicio de las primeras 2500 unidades, teniendo en cuenta que durante el primer mes solo se dispone de un operario libre para asignarlo a esta línea?, cuál será el tiempo de ciclo durante el primer mes? b) Cuantas personas tendrá que asignar la línea en el segundo mes (21 días laborales) para terminar el total de la producción?. Diseñar la línea para el segundo mes.