Optimización del proceso de juntas de cabezas de motor mediante escenarios de simulación

Transcripción

1 Optimización del proceso de juntas de cabezas de motor mediante escenarios de simulación Dr. Hugo Carrillo Rodríguez 1, M.C Omar Castelán Villagrán 2, M.C Vicente Figueroa Fernández 3 y Dra. Ma. Eloísa Gurruchaga Rodríguez 4 Resumen La investigación tiene por objetivo simular el proceso de producción de juntas para motor de automóviles, por medio del uso del software ProModel, considerando las operaciones u objetos principales así como sus interacciones como analizar el proceso de producción mediante la determinación de capacidades de máquinas, tiempos de transporte, de operación, de espera, manejo de materiales, dentro de la productividad total de la cadena de valor en la fabricación de junta QLA_100 para la empresa Quebec Motors Parts. La metodología a seguir es recopilar la información necesaria para simular el proceso de producción, desarrollar el modelo de simulación con las condiciones actuales del sistema, analizar los factores principales que ocasionan la baja productividad en la línea de producción, realizar el análisis de resultados del sistema actual y optimizar el sistema para modelarlo y realizar un comparativo del modelo de simulación real con el propuesto. Palabras clave simulación, sistemas de producción, promodel. 1. Introducción Quebec es una empresa que cuenta con menos de 50 trabajadores, la empresa producen una gran cantidad de productos, tales como: empaques de cabeza para motor QLA_100, para bombas de agua, múltiples QLA_300, la línea a simular se eligió con fines de evitar mayor complejidad se tomó la decisión de solo enfocarse en la producción de cabezas de motor, ya que es el producto con mayor cantidad de máquinas empleadas para su fabricación, es necesario identificar los elementos principales de sistema de producción de juntas para motor, para su modelación, programación y análisis de resultados, para tener una administración de recursos materiales principales rollos de nonasbesto y lámina con una distribución, transporte y almacenamiento óptimo de ellos, por la toma de decisiones. 2. Descripción del Proceso a Simular El presente proyecto describe un proceso de elaboración de cabezas de motor, la materia prima utilizada, son los rollos de lámina cromada, los rollos de lámina estañada y el nonasbesto: 1) El camión de nonasbesto es descargado por el operario 1. 2) El camión de rollos de lámina cromada es descargado por el operario 2. 3) El camión de rollos de lámina estañada es descargado por el operario 3. 4) Todos ellos colocan la materia prima en el almacén. El operario 4 traslada el nonasbesto y los rollos de lámina cromada y estañada al área de inspección. 5) El operario 5 inspecciona y verifica de que si cumplan con la calidad esperada del material. 6) El rollo de nonasbesto es cortado en la cortadora de nonasbesto (El operario 5 obtiene las tiras del material) 7) El rollo de lámina cromada es cortado en la cortadora de lámina cromada (El operario 5 obtiene las tiras del material) 8) El rollo de lámina estañada es cortado en la cortadora de lámina estañada (El operario 5 obtiene las tiras del material) 9) De la maquina de picado, sale la tira de lámina picada, la cual es depositada sobre una fila, 1 Profesor Investigador Departamento de Ingeniería Industrial Instituto Tecnológico de Celaya, sus áreas de interés simulación, sistemas virtuales (autor corresponsal) hugo.carrillo@itcelaya.edu.mx 2 Profesor del Departamento de Ingenierías Instituto Tecnológico de Tlaxiaco, sus áreas de interés electrónica de potencia, omarcv71@yahoo.com.mx 3 Profesor Investigador Departamento de Ingeniería Industrial Instituto Tecnológico de Celaya, sus áreas de interés logística, administración de operaciones, vicente.figueroa@itcelaya.edu.mx 4 Profesor Investigador Departamento de Ingeniería Industrial, Instituto Tecnológico de Orizaba, sus áreas de interés gestión del conocimiento, megurruchaga@hotmail.com 509

2 10) La máquina calandria une la tira de lámina picada con la tira de nonasbesto, 11) La cortadora obtiene de cada tira 30 rectángulos de la QLA ) En la prensa hidráulica es realizado el suajado, 13) El operario 7 verifica que el QLA 100 tenga la forma deseada. 14) El operario 7 y 8 se encargan de limpiar el material y luego lo colocan en una banda que lo transporta a una prensa hidráulica especial. 15) La prensa hidráulica especial se encarga de realizar el planchado, éste consiste en quitarle las ondulaciones al material para que quede completamente plano a través de la aplicación de presión, el operario 8 realiza la actividad. 16) En el área de barnizado el operario 8 o el operario 9 colocan pintura, la cual ayuda a que no se caliente el material cuando se encuentre dentro del motor. 17) En el área de secado se mantiene durante 2 horas, para que luego el operario 9 lo lleva al troquel de cierre para realizar el engargolado. 18) La prensa tiene un molde de un flanje (anillo), entonces por presión, el operario 10 plasma la figura del flanje sobre la tira de lamina estañada, estos flanjes son transportados por el Operario 10 a un Troquel de cierre que realiza el engargolado. 19) El troquel de cierre lo que hace es que por presión une las flanjes con el QLA 100, para obtener un engargolado, quien realiza esta actividad es el operario 9 o el operario ) En la prensa hidráulica el operario 9 realiza el planchado, para asegurar que las flanjes no se desprenderán del QLA ) Es llevado a revisión donde el operario 9 comprueban que el flanje este adherido al QLA ) En el área de etiquetado, se coloca a etiqueta en el engargolado. 23) En la selladora vinil se coloca el engargolado-etiquetado dentro de la caja de presentación y se encarga de forrar la caja de presentación con el vinil, así se obtiene el producto terminado (cabeza de motor). 24) El producto se une con las tarimas, para que estos sean transportados al almacén de producto terminado. 25) Una vez que los producto estén en el almacén donde serán colocados en estantes de acuerdo a la orden de ensamble. 26) El producto terminado es distribuido en la tienda 1. 27) El producto terminado es distribuido en la tienda 2. Figura 1. Diagrama de bloques del proceso de producción Fuente: Empresa Quebec 510

3 Figura 2. Diagrama de Flujo del proceso Fuente: Elaboración propia 3. Desarrollo del Modelo de Simulación Declaración de locaciones, entidades, arribos. Para desarrollar el modelo de simulación es necesario crear los iconos en los cuales se va a estar trabajando en el modelo como son las locaciones estas son las maquinas, estaciones de trabajo, filas, bandas y lo que se declara es su capacidad, velocidad, longitud, etc., como se muestra en la Figura 3 (a). Otro icono con el que trabaja el software Promodel son las entidades estas son la materia prima, piezas, productos que son procesadas en las locaciones correspondientes de acuerdo al proceso de producción, como se muestra en la Figura (b), los arribos es otra parte interesante al simular con Promodel ya que son los productos que llegan a alimentar el proceso de producción se definen ciertas características como la entidad que llegue, la locación a la que llegue, cantidad por ocasión, ocurrencias, su frecuencias, etc; como se muestra en la Figura (c). Figura 3. Declaración de Iconos para simular en Promodel (a) Locaciones (b) Entidades (c) Arribos Fuente: Elaboración propia 511

4 4. Resultados Locaciones Se debe hacer un análisis detallado con respecto a las locaciones con menor porcentaje de utilización, pues estas pueden generar tiempo de ciclo mucho mayor y como consecuencia, tiempos de terminación y entregas mucho mayores a lo que el cliente y la empresa quiere. Las locaciones que comienzan a generar problema en la línea son limpieza y prensa hidráulica. Al comenzar un fallo en esta línea, el producto terminado tardará en llegar a la distribución a las tiendas. Esto genera descontento entre los clientes. Planchado y revisión resultan locaciones ociosas dentro del proceso. Estas áreas llegan a ser parte de la poca entrega de producto terminado y tiempo de ciclo. Figura 4. Resultados de locaciones Locaciones de Múltiple capacidad Se tiene gran cantidad de locaciones desocupadas la mayor parte del tiempo. De estas locaciones desocupadas, la mayoría son bandas y filas. También se puede observar que las tiendas no obtienen gran cantidad de producto terminado, pues se observa en la gráfica que no hay actividad en ellas, como se mencionó con anterioridad se requiere revisar las locaciones en donde se realizan las últimas actividades del proceso para poder mejorar la cantidad de producto terminado y que lleguen más a la distribución final. Figura 5. Resultados de locaciones con capacidad múltiple Locaciones de simple capacidad La inspección 2, la prensa y la selladora de vinil tienen un tiempo de espera muy amplio, esto hace que la eficiencia de la línea de producción sea muy baja e inadecuada. Hay máquinas con mucho tiempo ocioso, es decir, que no están trabajando, la locación revisión es la que llegó a operar en mayor medida a comparación de las demás locaciones. También hay demasiadas locaciones bloqueadas debido a que las operaciones posteriores no llegar a realizar sus funciones de manera eficiente y rápida. 512

5 Figura 6. Resultados de locaciones con capacidad simple Entidades Existen muchas entidades que no han sido utilizadas dentro de la línea de producción de la planta, esto puede llegar a ser generado a que utilizan las mismas locaciones que el resto de los materiales sí usados. Al poder controlar adecuadamente el tiempo de proceso de cada uno de los materiales a procesar, se podrá entonces controlar de manera eficiente el resto de los materiales que en esta simulación no fueron utilizados. Figura 7. Resultados de entidades Arribos fallidos Al no tener una línea de producción realmente eficiente, el distribuidor sigue mandado la materia prima a la planta, pero esta no puede ser procesada debido a que no se han procesado los materiales que fueron traídos a la planta con anterioridad. Figura 8. Resultados de Arribos fallidos 513

6 Recursos La mitad de los operadores están la mayoría del tiempo realizando las actividades para los que fueron designados. Lo que da como resultado una eficiencia media en su trabajo. Aunque hay una buena eficiencia en general, el distribuidor y los operadores 1 al 5 tienen mucho tiempo ocioso, es decir, que no están realizando sus actividades. También algunos operadores tienen un alto porcentaje de tiempo en movimiento entre sus áreas de trabajo, por lo que hay que tratar de reducir las distancias. Una de las conclusiones a la que llegamos es que el distribuidor no ha trabajado porque no hay suficiente producto terminado que llevar hacia las tienditas. Figura 9. Resultados de Recursos Tiempo Ciclo Al revisar el mayor tiempo observado en la línea se determina que las piezas pueden pasar gran cantidad en producción. Esto genera que las piezas entrantes no sean producidas y se siga intentando sacar una sola pieza que no defectuosa y se pueda entregar a la distribución final sin defectos. Figura 10. Resultados de tiempo ciclo Conclusiones Este primer desarrollo del proyecto es la recopilación, análisis y resultados del sistema actual, en el cual el equipo de trabajo ha realizado el análisis de los datos y en un posterior proyecto es realizar las recomendaciones de mejora y poder validarlos con el software Promodel para posteriormente tomar una decisión de acciones a implementar en al empresa Quebec Motors Parts. Referencias Bibliográficas Azarang, M. R. y García Dunna, E. Simulación y Análisis de Modelos Estocásticos México. Mc GrawHill / Interamericana Banks, J. y Carson, J.S. Discrete event system simulation. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J Harrell Ch. Ghosh B., Bowden R. Simulation using PROMODEL w/cd-rom, Promodel 514