Módulo 2: Gestión de Producción
Gestión y evaluación de la producción automatizada
Los indicadores de desempeño de la celda de manufactura se obtuvieron a partir de un modelo detallado desarrollado en Tecnomatix Plant Simulation (Siemens), considerando jornadas de 8 horas/día durante 8 días por semana, es decir, un tiempo disponible de 3 840 min/semana. El objetivo del rediseño es pasar de una producción actual de 40 motoreductores/semana a una producción futura de 500 motoreductores/semana mediante la automatización y el balanceo de la línea.
Operación del proceso
Escenario actual (40 motoreductores/semana – baja automatización)
Análisis de proceso
En el escenario actual, la celda opera de forma principalmente manual, con movimientos de material y operaciones de ensamble poco estandarizados. La demanda semanal es de 40 motoreductores, por lo que la línea se encuentra muy por debajo de su capacidad potencial y presenta una utilización reducida.
| KPI | Valor actual (40/sem) |
|---|---|
| Takt time actual | 192 min/unidad |
| Tiempo de ciclo cuello de botella | 30 min/unidad |
| Utilización de la línea | 15.6 % |
| Tasa de producción | 0.31 unidades/hora |
| Productividad de mano de obra | 10 unidades/trabajador/semana |
| MLT (1ª unidad) | 180 min (≈ 3 h) |
| MLT (lote de 50 unidades) | 1 650 min (≈ 27.5 h) |
| Disponibilidad de la línea | 91.4 % |
1. Productividad de mano de obra actual (unidades/trabajador/semana)
La productividad de mano de obra se calculó en Plant Simulation como la relación entre la producción semanal y el número de operarios asignados directamente a la celda (4 trabajadores):
Productividad_MO_actual = 40 unidades / 4 trabajadores = 10 unidades/trabajador/semana
2. Takt time requerido (escenario actual)
Para 40 motoreductores/semana y 7 680 min de tiempo disponible, el Takt time actual obtenido con Plant Simulation es:
TT_actual = 7 680 min/semana / 40 unidades ≈ 192 min/unidad
Layout de la celda
3. Utilización (%) del sistema bajo la demanda actual
Con un tiempo de ciclo manual en la estación crítica de 30 min/unidad, el tiempo efectivo de trabajo para producir 40 unidades es de 1 200 min/semana. La utilización de la línea es por tanto:
Utilización_actual = (1 200 / 7 680) × 100 % ≈ 15.6 %
Esto confirma que, con la demanda actual, la celda está fuertemente infrautilizada y existe un amplio margen para absorber incrementos de volumen mediante un rediseño automatizado.
Diagrama Spaguetti
5. MLT y 6. Disponibilidad en el escenario actual
El Manufacturing Lead Time (MLT) en el escenario actual se estimó con seis estaciones de trabajo principalmente manuales:
- MLT primera unidad: 180 min (≈ 3 h).
- MLT lote de 50 unidades: 1 650 min (≈ 27.5 h).
La disponibilidad de la línea se calculó en Plant Simulation a partir de tiempos medios entre fallas (MTBF) de 480 min y tiempos medios de reparación (MTTR) de 45 min:
Mapa de flujo de valor (VSM)
Estos resultados sirven como punto de referencia para cuantificar la mejora que se consigue con la automatización propuesta.
Indicadores Actuales
Línea automatizada para 500 motoreductores/semana
El rediseño de la celda incorpora automatización del flujo de materiales, estaciones con mayor grado de automatización del ensamble y un balanceo de línea orientado a la nueva demanda de 500 motoreductores por semana. Los indicadores que se muestran a continuación se obtuvieron mediante experimentos de simulación en Tecnomatix Plant Simulation (Siemens).
| KPI | Escenario actual (40/sem) | Línea automatizada (500/sem) |
|---|---|---|
| Takt time (min/unidad) | 192.0 | 15.36 |
| Tc estación cuello de botella (min/unidad) | 30.0 | 13.5 |
| Utilización de la línea (%) | 15.6 | 87.9 |
| Tasa de producción (unidades/hora) | 0.31 | 3.90 |
| Productividad MO (unid/trab/sem) | 10 | 125 |
| MLT 1ª unidad (min) | 180 | 81.0 |
| MLT lote 50 unidades (min) | 1 650 | 742.5 |
| Disponibilidad (%) | 91.4 | 95.2 |
Indicadores Futuros
4. Valor máximo del tiempo de ciclo en las estaciones
Para el diseño de la línea automatizada, el parámetro crítico es el Takt time asociado a la nueva demanda de 500 motoreductores/semana. En este caso:
TT_nuevo = 7 680 min/semana / 500 unidades ≈ 15.36 min/unidad
Considerando un margen de seguridad del 10 % para absorber variabilidad y microparadas, el tiempo de ciclo máximo de diseño en cada estación se fijó en:
Tc_máx_diseño = TT_nuevo × (1 − 0.10) ≈ 13.8 min/unidad
La estación cuello de botella de la línea automatizada opera con un tiempo de ciclo de 13.5 min/unidad, cumpliendo este límite de diseño establecido a partir de la simulación.
5. MLT en la línea automatizada (primer producto y lote de 50 unidades)
En el modelo de Plant Simulation se consideró una línea automatizada con seis estaciones de proceso balanceadas en torno al cuello de botella. El tiempo total de recorrido (MLT) para la nueva demanda es:
- MLT primera unidad: 81 min (≈ 1.35 h).
- MLT lote de 50 unidades: 742.5 min (≈ 12.4 h).
Comparado con el escenario original, el MLT del primer producto se reduce de 180 a 81 min y el MLT del lote de 50 unidades pasa de 1 650 a 742.5 min, lo que evidencia el impacto de la automatización sobre los tiempos de respuesta de la celda.
6. Disponibilidad de la línea de producción automatizada
Para la línea automatizada se incrementó el tiempo medio entre fallas (MTBF) hasta 600 min y se mantuvo un MTTR de 30 min gracias a una mejor mantenibilidad de los equipos. La disponibilidad resultante, calculada en Plant Simulation, es:
A_nueva = 600 / (600 + 30) × 100 % ≈ 95.2 %
Este aumento de disponibilidad, sumado a la reducción del tiempo de ciclo y del MLT, contribuye directamente al incremento del OEE y a la capacidad de la línea para atender la nueva demanda sin comprometer la estabilidad del sistema.
9. Nuevo Takt time requerido para 500 motoreductores/semana
Para la estrategia futura de 500 motoreductores/semana, el nuevo Takt time se calculó en Plant Simulation como:
TT_nuevo = 7 680 min/semana / 500 unidades ≈ 15.36 min/unidad
Toda la lógica de automatización y el balanceo de la línea se diseñaron para que el tiempo de ciclo del cuello de botella (13.5 min/unidad) se mantenga por debajo de este nuevo Takt time, garantizando que la producción pueda seguir el ritmo de la demanda.
10. ¿Se requiere aumento de capacidad para cubrir la nueva estrategia?
Sin automatización, una línea con tiempos de ciclo altos y baja disponibilidad no podría escalar de 40 a 500 motoreductores/semana sin un incremento significativo de recursos. Sin embargo, el modelo de Plant Simulation (Siemens) muestra que, tras el rediseño automatizado:
- El Takt time objetivo es de 15.36 min/unidad.
- El tiempo de ciclo del cuello de botella es de 13.5 min/unidad.
- La utilización de la línea se sitúa en torno al 87.9 %.
- La disponibilidad se incrementa hasta 95.2 %.
Bajo estas condiciones, no se requiere añadir estaciones adicionales para alcanzar los 500 motoreductores/semana: la automatización propuesta (transportadores, estaciones semiautomáticas, lógica de control y balanceo de tareas) es suficiente para cubrir la nueva demanda manteniendo tiempos de ciclo por debajo del Takt time y reduciendo el MLT.
En otras palabras, el aumento de capacidad se logra principalmente por la vía de la automatización y la mejora de los KPI (Takt time, productividad, utilización, disponibilidad y MLT), y no por la simple adición de más mano de obra.
Layout Nuevo
Layout Antiguo
