BALANCEO DE LINEAS EN UN ENSAMBLE
El balanceo de línea es una herramienta muy importante para el control de la producción, dado que una línea de fabricación equilibrada permite la optimización de variables que afectan la productividad de un proceso tales como: inventarios de producto en proceso, los tiempos de fabricación y las entregas parciales de producción.
El objetivo fundamental de un balanceo de línea corresponde a igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones del proceso.
Establecer una línea de producción balanceada requiere de una completa consecución de datos, aplicación teórica, movimiento de recursos e incluso inversiones económicas.
Se deben considerar una serie de condiciones que limitan el alcance de un balanceo de línea, dado que no todos los proceso justifican la aplicación de un estudio del equilibrio de los tiempos entre estaciones.
Estudio de tiempos
Esta actividad implica la técnica de
establecer un estándar de tiempo permisible para realizar una
tarea determinada, con base en la medición del contenido de
trabajo del método prescrito, con la debida consideración de la
fatiga, las demoras personales y los retrasos inevitables.
Un
analista de estudio de tiempos tiene varias técnicas que se
utilizan para establecer un estándar: el estudio crono-métrico de
tiempos, datos estándares, datos de los movimientos
fundamentales, muestreo del trabajo y estimaciones basadas en
datos históricos.
El tiempo estándar de una operación
Es el tiempo que
debería tardarse un operario calificado en realizar una
operación, utilizando un método definido, a una velocidad
normal y trabajando en condiciones normales de operación
(iluminación, ventilación, ambiente).
Muchas veces nos preguntamos por qué un operario no cumple
su estándar, surgiendo interrogantes como, por ejemplo:
¿Es un operario calificado, o le falta experiencia?
¿Está utilizando el método correcto?
¿Está trabajando a una velocidad normal?
¿Las condiciones de trabajo (iluminación, ventilación,
ruido…) son aceptables?
A través del tiempo varios autores han estudiado y desarrollado
diversos modelos y métodos, algunos heurísticos, otros
matemáticos, para encontrar el equilibrio de las cargas de trabajo y asegurar el flujo continuo de los productos. Uno de
ellos es el balanceo de línea.
Dos aspectos importantes en el balanceo de línea de ensamble,
son la tasa de producción y la eficiencia. Por definición se tiene
que la tasa de producción es la cantidad de artículos o
servicios que se realizan en cierta cantidad de tiempo, y la
eficiencia está vinculada a utilizar los medios disponibles de
manera racional para alcanzar un objetivo fijado con
anterioridad en el menor tiempo posible y con el mínimo uso
posible de los recursos, lo que supone una optimización.
Para calcular la eficiencia del balanceo de una línea se divide
el tiempo total de las tareas entre el producto del número de
estaciones de trabajo requeridas, por el tiempo de ciclo
asignado
Donde
Tiempos de tareas :
Es el tiempo que lleva hacer
el producto. Tiempo de ciclo
(TC): es el intervalo que transcurre para
que los productos terminados dejen la línea operativa o de
producción. Si el tiempo requerido en cualquier estación. excede el disponible para un trabajador, tienen que
agregarse trabajadores.
SALBP: Simple Assembly Line Balancing Problem
Los SALBP propuestos principalmente por Baybars (1986) y
Scholl (1999), engloban los problemas de equilibrado más
simples, presupone que todos los parámetros se conocen con
certeza, así, una tarea no puede ser dividida entre dos o más
estaciones de trabajo, existen secuencias tecnológicas que
deben respetarse (que determinan relaciones de precedencia e
incompatibilidad entre las tareas) y todas las tareas deben
llevarse a cabo. También se presupone que todas las estaciones
de trabajo están equipadas para poder realizar cualquier tarea y
bajo el mismo costo. A la vez, la duración de realización de una
tarea es independiente de la estación de trabajo a la que sea
asignada y de las tareas que la hayan precedido en ella.
Teniendo en cuenta las anteriores características comunes, se
pueden distinguir cuatro casos distintos de SALBP:
a) SALBP-1: se caracteriza por disponer de un tiempo de ciclo
asignado (o tasa de producción) y desea minimizar el
número de estaciones que se requiere para llevar a cabo el
proceso. Es muy común que se dé cuando la demanda
externa puede ser estimada y un nuevo sistema de montaje
vaya a ser instalado.
b) SALBP-2: a diferencia del caso anterior, se parte de un
número de estaciones fijado y se desea minimizar el tiempo
de ciclo de la línea de ensamble en cuestión. Se acostumbra a presentar dicho problema cuando la línea de ensamble ya
existe.
c) SALBP-E: se busca maximizar la eficiencia de la línea de
ensamble, o lo que es equivalente, se desea minimizar el
producto del número de estaciones y el tiempo de ciclo.
d) SALBP-F: en este caso no se busca maximizar ni
minimizar ningún valor, sino que se limita a encontrar, si
existe, una solución factible para una combinación
cualquiera de tiempo de ciclo y número de estaciones.
GALBP:
General Assembly Line Balancing Problem
Engloba todos aquellos problemas de equilibrio de líneas de
ensamble que no son SALBP, los más comunes son los que
tienen, por ejemplo: modelos mixtos, estaciones en paralelo,
procesamientos alternativos, tiempos de proceso variables. Se
caracterizan por dar cabida a problemas más reales y cotidianos
que los SALBP. Se destacan cuatro tipos diferentes de
problemas GALBP:
UALBP:
(U-line Assembly Line Balancing Problem): se
caracterizan por que en vez de tratar con una línea en serie,
trabaja con una tipo U. En una línea tipo U las estaciones
pueden ser colocadas de tal manera que se pueden manejar
a la vez dos piezas en diferentes posiciones de la línea.
Como se puede consultar en diferentes ejemplos, en esta
tipología de línea hay un mayor número de posibilidades de
asignar las tareas a las estaciones, con lo que el problema se
puede resolver de manera más eficiente que cuando se tiene
una línea en serie. También se pueden distinguir: UALBP1 (minimizar el número de estaciones), UALBP-2
(minimizar el tiempo de ciclo) y UALBP-E (maximizar la
eficiencia de la línea)
MALBP
(Mixed-Model Assembly Line Balancing
Problem): el equilibrado de líneas con modelos mixtos se
caracterizan por tener varios modelos de un mismo
producto, teniendo un conjunto de tareas común a realizar
en la totalidad de los modelos y sin tener en cuenta tiempos
de preparación de la línea.
RALBP:
(Robotic Assembly Line Balancing Problem): en
el equilibrado de líneas robotizadas se desea optimizar la
ejecución de las tareas en la línea, considerando tanto la
asignación de las tareas a cada una de las estaciones.
Balanceo de línea de fabricación y línea de ensamble
Las líneas de producción susceptibles a un balanceo, por ejemplo, son las líneas de fabricación y las líneas de ensamble. La línea de fabricación se desarrollada para la construcción de componentes, mientras la línea de ensamble se desarrollada para juntar componentes y obtener una unidad mayor.
Las líneas de fabricación deben ser balanceadas de tal manera que la frecuencia de salida de una máquina debe ser equivalente a la frecuencia de alimentación de la máquina que realiza la operación siguiente. De igual forma debe de realizarse el balanceo sobre el trabajo realizado por un operario en una línea de ensamble.
En la práctica es mucho más sencillo balancear una línea de ensamble compuesta por operarios, dado que los cambios suelen aplicarse con tan solo realizar movimientos en las tareas realizadas por un operario a otro.
Para ello también hace falta que dentro de la organización se ejecute un programa de diversificación de habilidades, para que en un momento dado un operario pueda desempeñar cualquier función dentro del proceso.
Por otro lado, el ritmo de las líneas de fabricación suele ser determinado por los tiempos de la máquina, y se requiere de desarrollo ingenieril o cambios mecánicos para facilitar un balanceo.
Objetivos del Balanceo de líneas
- El principal objetivo es asignar una carga de trabajo entre diferentes estaciones o centros de trabajo que busca una línea de producción balanceada (carga de trabajo similar para cada estación de trabajo, satisfaciendo requerimientos de producción).
- Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el número de operarios necesarios para cada operación.
- Conocido el tiempo de ciclo, minimizar el número de estaciones de trabajo.
- Conocido el número de estaciones de trabajo, asignar elementos de trabajo a la misma.
- Mayor productividad.
- Procesos con tiempos mínimos.
- Eliminación del desperdicio.
- Administración de la producción
- Sistema de pago por productividad.
REFERENCIAS
Barrios, M. (2010). Balanceo de líneas (análisis de la
producción). Disponible en: http://es.scribd.com/
Chase, R.B. (1974).Survey of paced assembly systems,
Industrial Engineering, 6.82-90.
Díaz, F. J. González, M. (2011) Estado del arte en el
problema de balanceo de líneas de ensamble. En:
Academia Journals. Congreso Internacional de
Investigación. Volumen 3, No. 2
Espinosa, F. Apuntes sobre métodos y tiempos. En
línea: < http://ing.utalca.cl/~fespinos/22-
Metodos_tiempos.pdf >. Disponible en: Universidad
de Talca: Facultad de ingeniería.
