BALANCEO DE LNEAS O BALANCE DE LNEAS1. CONCEPTO: El balance o balanceo de lnea es una de las herramientas ms importantes para el control de la produccin, dado que de una lnea de fabricacin equilibrada depende la optimizacin de ciertas variables que afectan la productividad de un proceso, variables tales como los son los inventarios de producto en proceso, los tiempos de fabricacin y las entregas parciales de produccin. El objetivo fundamental de un balanceo de lnea corresponde a igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones del proceso.Establecer una lnea de produccin balanceada requiere de una juiciosa consecucin de datos, aplicacin terica, movimiento de recursos e incluso inversiones econmicas. Por ende, vale la pena considerar una serie de condiciones que limitan el alcance de un balanceo de lnea, dado que no todo proceso justifica la aplicacin de un estudio del equilibrio de los tiempos entre estaciones. Tales condiciones son: Cantidad: El volumen o cantidad de la produccin debe ser suficiente para cubrir la preparacin de una lnea. Es decir, que debe considerarse el costo de preparacin de la lnea y el ahorro que ella tendra aplicado al volumen proyectado de la produccin (teniendo en cuenta la duracin que tendr el proceso).

Continuidad: Deben tomarse medidas de gestin que permitan asegurar un aprovisionamiento continuo de materiales, insumos, piezas y sub ensambles. As como coordinar la estrategia de mantenimiento que minimice las fallas en los equipos involucrados en el proceso.2. OBJETIVOS: Asignar una carga de trabajo entre diferentes estaciones o centros de trabajo que busca una lnea de produccin balanceada (carga de trabajo similar para cada estacin de trabajo, satisfaciendo requerimientos de produccin). Otros objetivos del balance de lnea son:1. Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el nmero de operarios necesarios para cada operacin.2. Conocido el tiempo de ciclo, minimizar el nmero de estaciones de trabajo.3. Conocido el nmero de estaciones de trabajo, asignar elementos de trabajo a la misma.4. Mayor productividad 5. Procesos con tiempos mnimos 6. Eliminacin del desperdicio. 7. Administracin de la produccin 8. Sistema de pago por productividad.

3. MTODO TPICO DE BALANCEO DE LNEAS:Condiciones para el balanceo de lneas: Se da en produccin en serie Se cuenta con maquinaria especializada Tiene mantenimiento activo Hay disponibilidad de materiales en ensambles y produccin Existe precedencia en las etapas que la componenInformacin requerida: Descripcin detallada del proceso Volmenes de produccin Operaciones o elementos de trabajo Tiempos estndar de operacin Secuencia de operaciones Restricciones de la zona Estructura de la lneaProcedimiento:1. Desarrollar red de precedencia2. Si existen restricciones por zona, establecer grupos por zona3. Calcular el peso posicional para cada operacin4. Asignar las operaciones a las estaciones en secuencia tomando en cuenta las restricciones

MTODO DE BALANCEO DE LNEA:

En el mtodo que aplicaremos es importante tener en cuenta las siguientes variables y su formulacin:

Balanceo de lneas de ensamble aplicacin paraingenieraindustrial:

Las lneas de ensamble se caracterizan por elmovimientode una pieza de trabajo de una estacin de trabajo a otra. Las tareas requeridas para completar unproductoson divididas y asignadas a las estaciones de trabajo tal que cada estacin ejecuta la misma operacin en cada producto. La pieza permanece en cada estacin por un perodo de tiempo llamado tiempo de ciclo, el cual depende de lademanda. Consiste en asignar las tareas a estaciones de trabajo tal que se optimice un indicador dedesempeodeterminado. El criterio para seleccionar una asignacin de tareas determinada puede ser el tiempo de ocio total. ste se determina por: I = kc - pi Dnde k es el nmero de estaciones de trabajo, c representa el tiempo de ciclo y pi corresponde al tiempo total de operacin. El propsito es el de tener I = 0. Esto se dara si la asignacin de tareas puede hacerse a una cantidad entera de estaciones. Dos mtodos heursticos son proporcionados por Kilbridge & Wester y Helgeson & Birnie.

4. DIAGRAMA DE PRECEDENCIA.

Es una representacin grfica de la secuencia de los elementos del trabajo segn la definan las restricciones de precedencia.Define grficamente para una observacin visual las restricciones de precedencia que existen entre los elementos de trabajo.

RESTRICCIONES DE PRECEDENCIA: Tambin se conocen como requisitos tecnolgicos de secuenciacin y se refieren al orden en el cual los elementos del trabajo pueden ser ejecutados y que est normalmente limitado por los mismos hasta cierto punto. ELEMENTO MINIMO RACIONAL DE TRABAJO: Son las tareas ms pequeas prcticamente indivisibles, en las que se puede dividir el trabajo. CONTENIDO TOTAL DE TRABAJO: Es la suma de todos los elementos de trabajo a realizar sobre la lnea. ESTACION DE TRABAJO: Es una localizacin a lo largo del flujo de la lnea donde se ejecuta trabajo, bien manualmente o con dispositivos automticos. TIEMPO DE CICLO: Es el intervalo entre las piezas saliendo ya terminadas de la lnea productiva.5. LNEA DE FABRICACIN Y LNEA DE ENSAMBLE. Una versin de una distribucin orientada al producto es una lnea de fabricacin; otra es una lnea de ensamble. La lnea de fabricacin construye componentes, tales como llantas para automvil o partes metlicas para un refrigerador, en una serie de mquinas. Una lnea de ensamble junta las partes fabricadas en una serie de estaciones de trabajo. Ambas pertenecen a los procesos repetitivos y en ambos casos la lnea debe ser balanceada. Es decir, el trabajo llevado a cabo en una mquina debe balancear el trabajo realizado en la siguiente mquina en la lnea de fabricacin, de la misma manera en que se debe balancear la actividad realizada por un empleado en una estacin de trabajo, dentro de una lnea de ensamble, esto mismo debe llevarse a cabo con el trabajo hecho en la siguiente estacin de trabajo por el siguiente empleado. Las lneas de fabricacin tienden a estar acompasadas por la mquina, y requieren cambios mecnicos y de ingeniera para facilitar el balanceo.

DISTRIBUCIN DE UNA LNEA DE ENSAMBLE. Ya que los problemas de las lneas de fabricacin y las lneas de ensamble son similares, se entablar la discusin en trminos de una lnea de ensamble. En una lnea de ensamble, el producto generalmente se mueve va medios automatizados, tal como una banda de transportacin, a travs de una serie de estaciones de trabajo hasta que se complete. Esta es la manera en que se ensamblan los automviles, y se producen los aparatos de televisin y los hornos, o las hamburguesas de comida rpida.

Balanceo de lneas de ensamble aplicacin para ingeniera industrial Las lneas de ensamble se caracterizan por el movimiento de una pieza de trabajo de una estacin de trabajo a otra. Las tareas requeridas para completar un producto son divididas y asignadas a las estaciones de trabajo tal que cada estacin ejecuta la misma operacin en cada producto. La pieza permanece en cada estacin por un perodo de tiempo llamado tiempo de ciclo, el cual depende de la demanda. Consiste en asignar las tareas a estaciones de trabajo tal que se optimice un indicador de desempeo determinado. El criterio para seleccionar una asignacin de tareas determinada puede ser el tiempo de ocio total. ste se determina por: piI = kc - Dnde k es el nmero de estaciones de trabajo, c representa el tiempo de pi corresponde al tiempo total de operacin ciclo El propsito es el de tener I = 0. Esto se dara si la asignacin de tareas puede hacerse a una cantidad entera de estaciones. Dos mtodos heursticos son proporcionados por Kilbridge & Wester y Helgeson & Birnie.

6. BALANCEO DE LNEAS (ANLISIS DE LA PRODUCCIN)El problema de diseo para encontrar formas para igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones se denomina problema de balanceo de lnea. Deben existir ciertas condiciones para que la produccin en lnea sea prctica:1) Cantidad. El volumen o cantidad de produccin debe ser suficiente para cubrir el costo de la preparacin de la lnea. Esto depende del ritmo de produccin y de la duracin que tendr la tarea.2) Equilibrio. Los tiempos necesarios para cada operacin en lnea deben ser aproximadamente iguales.3) Continuidad. Deben tomarse precauciones para asegurar un aprovisionamiento continuo del material, piezas, sub-ensambles, etc., y la prevencin de fallas de equipo.

Los casos tpicos de balanceo de lnea de produccin son:1) Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el nmero de operarios necesarios para cada operacin.2) Conocido el tiempo de ciclo, minimizar el nmero de estaciones de trabajo.3) Conocido el nmero de estaciones de trabajo, asignar elementos de trabajo a la misma.

7. METODOS PARA EL BALANCE DE LINEA7.1 Mtodo heurstico de balanceo de lneasEl balanceo de lneas casi siempre se realiza para minimizar el desequilibrio entre mquinas y personal mientras se cumple con la produccin requerida. Con la finalidad de producir a una tasa especificada, la administracin debe conocer las herramientas, el equipo y los mtodos de trabajos empleados. Despus, se deben determinar los requerimientos de tiempo para cada tarea de ensamble (como taladrar un agujero, apretar una tuerca o pintar con aerosol una parte). La administracin tambin necesita conocer la relacin de precedencia entre las actividades, es decir, la secuencia en que deben desempearse las tareas. En el ejemplo siguiente se muestra como convertir estos datos de las tareas en diagramas de procedencias. EJEMPLO:Queremos desarrollar un diagrama de procedencias para una copiadora que requiere un tiempo de ensamble total de 66 minutos. Una vez proporcionadas las tareas, los tiempos de ensamble y los requerimientos de secuencia para la copiadora.

Una vez construida la grfica de precedencias que resuma las secuencias y los tiempos de ejecucin, pasamos al trabajo de agrupar las tareas en estaciones de trabajo para lograr la tasa de produccin especificada .este proceso incluye tres pasos:1. tomar las unidades requeridas (demanda o tasa de produccin) por da y dividir entre el tiempo productivo disponible por da (en minutos o segundos). Esta operacin da el tiempo del ciclo, o sea, el tiempo mximo que el producto esta disponible en cada estacin de trabajo si debe lograrse la tasa de produccin:

Con base al diagrama de precedencias y los tiempos de las actividades dados, la empresa determina que se dispone de 480 minutos productivos por vida. Lo que es mas, el programa de produccin requiere 40 unidades diarias como salida de la lnea de ensamble. Tiempo del ciclo=Tiempo de produccin disponible por da/Unidades requeridas por da

Tiempo de ciclo = = 12 minutos/unidad2. calcular el nmero mnimo terico de trabajo. Este es el tiempo total de duracin de las tareas (el tiempo que lleva hacer el producto) dividido entre el tiempo del ciclo. Las fracciones se redondean hacia arriba al siguiente numero entero:

Nmero mnimo de estacin de trabajo = tiempo para tarea i/tiempo del ciclo

Nmero de estaciones de trabajo = = 5.5 o 6 3. balancear la lnea asignando tareas de ensamble especficas a cada estacin de trabajo. Un balanceo eficiente permite completar el ensamble requerido, seguir la secuencia especificada y mantener el tiempo muerto en cada estacin de trabajo en un mnimo. Un procedimiento formar para lograrlo es:

a) identificar una lista maestra de tareas b) eliminar las tareas que estn asignadasc) eliminar las tareas cuya relacin de precedencia no se satisface d) eliminar las tareas para las que el tiempo disponible en la estacin de trabajo es inadecuada.e) Usar una tcnica heurstica de balanceo de lneas descrita en la tabla 9.4

La solucin no viola los requerimientos de secuencia y que agrupa las tareas en 6 estaciones. Para obtener esta solucin, las actividades con el mayor nmero de tareas se trasladaron a estaciones de trabajo de manera que usara lo mas posible del tiempo disponible en el ciclo de 12 minutos. La primera estacin de trabajo consume 10 minutos y tiene un tiempo muerto de 2 minutos.

La segunda estacin de trabajo usa 11 minutos y la tercera por 12 minutos completos. La cuarta estacin de trabajo agrupa tres pequeas tareas y se balancea de manera perfecta en 12 minutos. La quinta tiene 1 minuto de tiempo muerto y la sexta (con las tareas G e i) tiene 2 minutos de tiempo muerto por ciclo. El tiempo muerto total en esta solucin es 6 minutos por ciclo. Es posible calcular la eficiencia de balanceo de una lnea si se divide el tiempo total de las tareas entre el producto del nmero de estaciones de trabajo. De esta manera la empresa determina la sensibilidad de la lnea a los cambios en la tasa de produccin y en las asignaciones a las estaciones de trabajo: Tiempos de tareas (Nmero real de estaciones de trabajo) * (Tiempo de ciclo asignado)Eficiencia =

Eficiencia =(6 estaciones) * (12 minutos)= 66/72 = 91.7%66 minutos

Eficiencia =(7 estaciones) * (12 minutos)= 78.6%66 minutos

7.2 MTODO DE PESO POSICIONALMtodo de peso posicional o de Helgeson and Birnie Consiste en estimar el peso posicional de cada tarea como la suma de su tiempo ms los de aquellas que la siguen Las tareas se asignan a las estaciones de acuerdo al peso posicional, cuidando no rebasar el tiempo de ciclo y violar las precedencias.

Las tareas se asignan a las estaciones de acuerdo al peso posicional, cuidando no rebasar el tiempo de ciclo y violar las precedencias. La primera estacin se formara entonces de las tareas 1, 2 y 4 con pesos de 45, 37 y 34. El tiempo total es de 16 y no se violan precedencias

La siguiente asignacin corresponde a las tareas 3 y 5 con pesos de 25 y 19. El tiempo total en la estacin II es de 16.

La ultima asignacion incluye las tareas 6, 7, 8 y 9, con pesos de 16, 9, 5 y 3 respectivamente. El tiempo total de la estacion III es de 16.

EJEMPLO: se describe el siguiente diagrama de precedencias:

Se ve de este diagrama que la unidad de trabajo (00) se debe terminar antes que las (02), (03), (05), (06), (04), (07), (08), (09) y (10); y que la unidad de trabajo (01) debe ser terminada antes que las (03), (04), (07), (08), (09) y (10). La unidad (00) o la (01) pueden ser la primera, o bien, hacerse simultneamente. La unidad de trabajo (03) no se puede iniciar hasta que las unidades (00) y (01) estn terminadas, y as sucesivamente. Para describir estas relaciones la computadora utiliza una matriz de precedencias, como se ilustra en la figura 6-8. En este caso, el nmero 1 significa una relacin de "debe preceder a". Por ejemplo, la unidad de trabajo (00) debe preceder a las unidades (02), (03), (04), (05), (06), (07), (08), (09) y (10). Asimismo, la unidad de trabajo (09) debe de preceder slo a la (10). Ahora debe calcularse un "peso posicional" para cada unidad. Esto se realiza calculando la suma de cada unidad de trabajo y de todas las unidades de trabajo que deben seguirla. Por tanto, el "peso posicional" correspondiente a la unidad de trabajo (00) sera: Sumatoria 00, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10 = 0.46 + 0.25 + 0.220 + 1.10 + 0.87 + 0.28 + 0.72 + 1.32 + 0.49 + 0.55 = 6.26.Enlistando los pesos posicionales en orden decreciente de magnitud queda:

Los elementos de trabajo se deben asignar ahora a las diversas estaciones. Esto se basa en los pesos posicionales (las tareas o elementos de trabajo con mayor peso posicional se asignan primero) y el tiempo de ciclo del sistema. Por tanto, el elemento de trabajo con el mayor peso posicional se asigna a la primera estacin de trabajo. El tiempo no asignado para esta estacin se determina restando la suma de los tiempos de los elementos de trabajo asignados, del tiempo de ciclo estimado. Si hubiera un tiempo no asignado adecuado, entonces se puede asignar el elemento de trabajo con el siguiente peso posicional mayor, siempre que los elementos de trabajo en la columna de "antecesores inmediatos" hayan sido ya asignados.El procedimiento contina hasta haber asignado todos los elementos de trabajo. Por ejemplo, supngase que la produccin diaria requerida era de 300 unidades y que se ha previsto un factor de apreciacin o eficiencia de 1.10. Por tanto: Tiempo de ciclo del sistema= (480-72) (1.10)/300 = 1.50 minutos

Segn la disposicin que se ilustra, con seis estaciones de trabajo se tiene un tiempo de ciclo de 1.32 min (estacin de trabajo No. 4). Tal disposicin cumplir en exceso el requisito diario de 300, y producir:(480-72)(1.10)/1.32 = 341 unidadesSin embargo, con seis estaciones de trabajo se tiene un tiempo de inactividad considerable. El tiempo muerto por ciclo es

Para un equilibrio ms favorable el problema se puede resolver para tiempos de ciclo de menos de 1.50 min. Lo anterior puede originar valores mayores del nmero de operarios y de la produccin por da, que tendr que ser almacenada. Otra posibilidad comprende la operacin de la lnea con un balanceo o equilibrado ms eficiente para un nmero limitado de horas por da.

7.3 MTODO DE BALANCEO: CANDIDATO DE TIEMPO MAYOR.

C = TIEMPO DE CICLOH = HORAS PLANEADAS DE TRABAJOP = VOLUMEN DE PRODUCCIN DESEADOK mn. = NMERO MINIMO DE ESTACIONES DE TRABAJOEJEMPLO:

DIAGRAMA DE PRECEDENCIA:

7.4 MTODO DE BALANCEO DE LINEAS: KILBRIDGE Y WESTER.

Contine la asignacin en el orden del nmero de la columna, hasta que el tiempo del ciclo sea alcanzado o bien que el candidato correspondiente provoque que dicho tiempo de ciclo se exceda.

El proceso de asignacin contina en esta forma hasta terminar con todos los elementos.

C = 1.00 min.

7.5 METODO PROPUESTO POR M.E. SLAVERSON:

Slaveson propone un tiempo de ocio igual a cero (Tocio=0)Propone:Las lneas de ensamble se caracterizan por el movimiento de una pieza deTrabajo de una estacin de trabajo a otra.Las tareas requeridas para completar un producto son divididas y asignadas aLas estaciones de trabajo tal que cada estacin ejecuta la misma operacin enCada producto.La pieza permanece en cada estacin por un perodo de tiempo llamado Tiempo de ciclo, el cual depende de la demanda.Consiste en asignar las tareas a estaciones de trabajo tal que se optimice unIndicador de desempeo determinado.El criterio para seleccionar una asignacin de tareas determinada puede Ser el tiempo de ocio total: ste se determina por:I= Kc-spiDnde k es el nmero de estaciones de trabajo, c representa el tiempo pi corresponde al tiempo total de operacin S de ciclo yEl propsito es el de tener I = 0. Esto se dara si la asignacin de tareas puede hacerse a una cantidad entera de estaciones. 1