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Universidad Politécnica de Cataluña

Sistemas Avanzados de la Producción

“Business Case 2018”

Joaquín Bautista

Integrantes:

Fabiola Sauceda Jordi Vila Romero

Rubén Martínez Valderrama Filippo Cutrona

Alexandre Susbielle Kevin Herrer Martí Mariné

Pablo Morán Pereiro

miércoles, 16 de mayo de 2018

Integrantes

Fabiola Sauceda

Kevin Herrer

Martí Mariné

Filippo Cutrona

Jordi Vila Romero

Pablo Morán Pereiro

Rubén Martínez Valderrama

Alexandre Susbielle

Índice

Glosario

Business Case 1

Business Case 2

Business Case 3

Business Case 4

Business Case 5

Business Case 6

Business Case 7-8

Business Case 9

Referencias

Glosario

CV: Unidad de potencia (Caballos de Vapor)

EV: Vehículo Eléctrico

GLP: Gas Licuado de Petróleo

ISO: International Standard Organization

kW: Unidad de potencia (kiloWatt)

UE: Unión Europea

UN ECE: United Nations Economic Comission for Europe

Estadísticas GLP España

España

Cataluña

México - Ciudad de México

9,177 vehículos híbridos vendidos en Ene-

Nov 2017

Estadísticas GLP México

Estadísticas GLP Francia

Sobre 7000 estaciones en Francia, existen 1200 estaciones GPL

17% de estaciones son GPL

200 000 vehículos GPL

sobre 30 Millones de vehículos

Estado del arte mercado GLP España

Estado del arte mercado GLP España

•Convertir los modelos de gasolina a GLP es la mejor opción como norma general para la mayoría del baremo de kilometrajes anuales que se pueden realizar.

•Las opciones de gas natural comprimido (GNC) pueden suponer ahorros respecto el GLP para altos kilometrajes anuales (más de ≈ 30.000 km/año).

•Los modelos eléctricos no son la mejor opción. Para 25.000 kilómetros anuales, es una posibilidad por delante de los modelos de gasolina y diésel. Además, es la única alternativa que no usa combustibles provenientes del petróleo.

•Los modelos híbridos perderían la batalla frente a los vehículos impulsados con GLP o GNC. Aunque nos permiten la reducción del consumo de combustible (Gasolina) respecto su modelo homólogo solo impulsado con combustible.

Business Case 1

Definición del Producto

Variantes

Se pretende producir un vehículo híbrido con las siguientes posibilidades:

1. Vehiculo hibrido (GLP/Eléctrico)

a. Motor de combustión (1.0L 79kW ( 107CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))

b. Motor de combustión (1.5L 107kW (145CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))

2. Vehículo híbrido (Gasolina/Eléctrico)

a. Motor de combustión (1.0L 81kW (110CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))

b. Motor de combustión (1.5L 110kW (150CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))


Variantes

1. Vehiculo hibrido (GLP/Eléctrico)

Esta variante cuenta con un motor de combustión igual al de un gasolina

propulsado por gas licuado de petróleo y un motor eléctrico.

El gas se almacena en una bombona la cual se ubica en el espacio donde iría la

rueda de repuesto.

1. Vehículo híbrido (Gasolina/Eléctrico)

Esta variante cuenta con un motor de combustión propulsado por gasolina y un

motor eléctrico.


Comparativa

VARIANTES VENTAJAS INCONVENIENTES

GLP/Eléctrico

● Combustible un 50% más barato

● Mayor ahorro económico

● Menor contaminación

● Conversión de vehículos

● Ahorro IM

● Mayor gasto de combustible

● Mayor peligro

● Configuración más compleja

● Menos estaciones de servicio

Gasolina/Eléctrico

● Mayor potencia

● Menor gasto de combustible

● Configuración menos compleja

● Precio de combustible más caro

● Mayor contaminación

Normativa

Reglamentación general

1. Requisitos iniciales del sistema de calidad

a. Evaluación Inicial (Initial Assessment): ISO 9001:2015

b. Acuerdo de control (COP Agreement): Conformity Of Production

1. Homologación de tipo europeo: Directiva UE 2007/46

Real

Decreto 750/2010

https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:9001:ed-5:v1:en

https://www.boe.es/doue/2007/263/L00001-00160.pdf

https://www.boe.es/boe/dias/2010/06/24/pdfs/BOE-A-2010-9994.pdf

https://www.boe.es/boe/dias/2010/06/24/pdfs/BOE-A-2010-9994.pdf

Normativa

Reglamentación general

3. Homologación de funciones: Reglamentos UN ECE (Se mencionan los más importantes) a. Reglamento UN ECE 67: Homologación de vehículos y componentes de

gas GLP b. Reglamento UN ECE 100: Vehículos eléctricos c. Reglamento UN ECE 83:Emisiones contaminantes de motor (Light Duty) d. Reglamento UN ECE 85: Potencia de motor e. Reglamento UN ECE 101: Consumo de combustible y CO2

Otros como R UN ECE 13H (Frenos), R UN ECE 94 y 95 (Choque frontal / lateral o posterior)…

https://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/R067r3e.pdf

https://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2013/R100r2e.pdf

https://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2013/R083r4am3e.pdf


http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2015/R101r3e.pdf





Normativa

Reglamento UN ECE 67: Homologación de vehículos y componentes de gas GLP

Homologación de equipos específicos de vehículos de las categorías M y N ( 1 ) que utilizan gases licuados de petróleo en su sistema de propulsión y la seguridad de estos.

Reglamento UN ECE 100: Vehículos eléctricos

Requisitos de seguridad con respecto al grupo motopropulsor eléctrico de los vehículos de carretera de las categorías M y N, así como sus componentes y sistemas de alta tensión que están conectados galvánicamente al bus de alta tensión del grupo motopropulsor eléctrico.

Normativa

Reglamento UN ECE 83: Emisiones contaminantes de motor (Light Duty)

En este reglamento, se establecen, asimismo, normas sobre la conformidad en circulación, la durabilidad de los dispositivos anticontaminantes y los sistemas de diagnóstico a bordo.

Procesos de Producción

● Proceso 1 - Carrocería ● Proceso 2 - Chasis ● Proceso 3 - Pintura ● Proceso 4 - Motor ● Proceso 5 - Exterior ● Proceso 6 - Interior ● Proceso 7 - Verificación

Proceso 1

Carrocería En el área de soldadura, los robots ensamblan las piezas de la carrocería.

Proceso 2

Chasis Después se instala el chasis.

Proceso 3 Pintura En el horno de pintura, la carrocería se sumerge en una solución química que prepara el acero para recibir la pintura y se aplica un capa anticorrosión en el exterior y el interior. Después, se sellan los paneles y los robots suministran la capa de color definitiva en un proceso que dura unas 10 horas en total.

Proceso 4 Motor Antes de introducir el conjunto mecánico se retiran las puertas para facilitar el resto del montaje. Luego, un elevador coloca el motor en su espacio para que sea atornillado. En esta fase también se instalan las suspensiones, el cableado, el sistema de escape, los ejes, la transmisión y la columna de dirección.

Proceso 5 Exterior Con el conjunto mecánico ya instalado, comienza la fase final de la cadena montaje que en su primera etapa consiste en «vestir» el cuerpo del coche. Primero se procede a ensamblar las piezas plásticas que completan la carrocería, como los paragolpes. También se instalan los conjuntos lumínicos y las ruedas. El exterior del vehículo se completa con la fijación de las lunas trasera y delantera.

Proceso 6

Interior En esta fase, los operarios completan el acabado interior con asientos, salpicadero, volante, cinturones, etc...para terminar con la reinstalación de las puertas.

Proceso 7 Verificación Antes de abandonar la cadena de montaje, cada vehículo recibe una inspección final por parte de los trabajadores para comprobar que todo esté en orden. El último paso es inyectar los fluidos necesarios para realizar las pruebas mecánicas.

ALTERNATIVA 1

Turno 1 8 hrs

Resumen de procesos - Vehículo híbrido #1 Value Stream Map Data

Unidad de producto

Batch de 10 unidades

Suministro de

inventario Semanal

Demanda mensual

400 batch (4000 vehículos)

Comunicación con

proveedor Electrónica

Demanda semanal 100 batch (1000 vehículos)

Medios utilizados para

entrega Camión Demanda diaria 20 batch (200 vehículos)

Producto

Vehiculo hibrido (GLP/Eléctrico)

Motor de combustión (1.0L 79kW ( 107CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))

Tiempo disponible

establecido 405 minutos

# Proceso 1 2 3 4 5 6 7

Takt Time

Nombre de proceso

Carrocería Chasis Pintura Motor Exterior Interior Verificación

180 sec/ pz

# Operadores 1* 1* 1* 66 4* 4* 2

*Definidos los proveedores. Elementos no fabricados internamente.


Unidad de producto


Suministro de

inventario Semanal

Demanda mensual


Comunicación con





Producto

Vehiculo hibrido (GLP/Eléctrico)

Motor de combustión (1.5L 107kW (145CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))

Tiempo disponible


# Proceso 1 2 3 4 5 6 7

Takt Time

Nombre de proceso


180 sec/ pz

# Operadores 1* 1* 1* 66 4* 4* 2


Turno 2 8 hrs


Unidad de producto


Suministro de

inventario Semanal

Demanda mensual


Comunicación con





Producto Vehículo híbrido (Gasolina/Eléctrico) Motor de combustión (1.0L 81kW (110CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))

Tiempo disponible establecido 405 minutos

# Proceso 1 2 3 4 5 6 7

Takt Time

Nombre de proceso


180 sec/ pz

# Operadores 1* 1* 1* 66 4* 4* 2



Unidad de producto


Suministro de

inventario Semanal

Demanda mensual


Comunicación con





Producto Vehículo híbrido (Gasolina/Eléctrico) Motor de combustión (1.5L 110kW (150CV); Motor eléctrico (40 kW (53 CV))

Tiempo disponible


# Proceso 1 2 3 4 5 6 7

Takt Time

Nombre de proceso


180 sec/ pz

# Operadores 1* 1* 1* 66 4* 4* 2


Recursos

Recursos Humanos

● 66 operadores

● Ingenieros

● Director de la producción

● Supervisores

● Servicio de limpieza

● Guardias de seguridad

Recursos Capital

● Préstamos bancarios

● Accionistas

Recursos

Recursos Materiales

● Robots de ensamblaje

● Horno de pintura

● Solución química (anticorrosión)

● Pintura

● Carrocería de aluminio

● Chasis

● Motor (4 tipos)

● Cableado

● Tornillos

● Suspensión

● Sistema de escape

● Ejes

● Transmisión

Recursos

Recursos Materiales

● Asientos

● Salpicadero

● Volante

● Cinturones

● Fluidos necesarios (aceite, etc.)

● Columna de dirección

● Paragolpes

● Conjuntos luminicos

● Ruedas

● Lunas trasera y delantera

Conocimiento

1. Los operadores dependiendo el proceso en el que trabajen tendrán que tener

dos tipos de conocimientos: a. Programar los robots según el proceso que corresponda.

b. Saber manejar las herramientas de trabajo para el ensamblaje de piezas.

2. Los operadores necesitarán coordinación con los robots y los otros

operadores debido que el producto esta constante movimiento (en ciertos

procesos).

3. Los ingenieros deberán de determinar todas las características de cada

proceso.

4. Los supervisores tendrán los conocimientos necesarios para evaluar si un

proceso se ha hecho de la manera correcta.

Business Case 2

Planificación y Control de Producción

Datos

RHH y Comercial

Bowman sin demanda diferida

Business Case 3

Datos

Los datos son los mismo que los del Business case 2, y hemos añadido

restricciones de stocks et de RRHH

Minimo Maximo

Stock Demanda*10% 300

RRHH 35 coche dia 70 coche dia

Datos Pi = 0.2/coche

dia/obrero

Bowman RRHH ΣCtotal = ΣCprimerturno +ΣCsegundoturno + ΣCstock

Objectivo = Precio mini

Restricciones :

Cumplir la demanda

Mínimo de 40 obreros y máximo de 100

Stock mínimo de 10% de la demanda y máximo 300

Solver

Business Case 4

Demanda según tipo de vehículo híbrido

Capacidad según tipo de línea de producción

# días disponibles*20.2

5


Nota: Un turno tiene 6.75 horas disponibles. TIBIDABO trabaja tres turnos, mientras que MONTJUIC solo 2 turnos.

Tiempo de proceso unitario por tipo de vehículo y línea de producción

Costes variables de producción

Coste de poseer inventario

Stock

Datos

Capacidad según tipo de línea de producción/Tiempo de proceso unitario por tipo de vehículo y línea de producción

(Capacidad restante de GLP*Tiempo de proceso unitario de GLP) / Tiempo de proceso unitario de Gasolina

Coste de pieza del mes pasado + Coste de poseer inventario del mes pasado

(Capacidad restante de GLP*Tiempo de proceso unitario de GLP) / Tiempo de proceso unitario de Gasolina

Nota: Deseábamos el nivel de existencia fuera el doble que el inicial. Debido a que no se uso el Stock inicial, se tendrá que producir solo 100 extra.

TOTAL 33155531

Programación lineal

Datos extra:

Stock

Número de

trabajadores

Cálculo del número de coche por mes

Tibidabo

λ1 * W1max * π

Cálculo del Stock

Stock de cada mes

Cálculo de los trabajadores

Número de trabajadores

Business Case 5

Demanda según tipo de vehículo híbrido (2 centros de distribución)




5





Stock

Distancias

Precio transporte

Datos

Solver Condiciones:

• Horas de trabajo en cada fábrica ≤ establecido (para vehículos y motores)

• Stock final = establecido (para vehículos y motores)

• Stock a final de mes ≥ 0 (no se acepta rotura de stock)

• Vehículos transportados a cada centro de distribución = demanda

• Precio total mínimo

Variables:

• Producción de motores por mes en cada planta

• Producción de vehículos por mes en cada planta

• Transporte de motores por mes entre plantas de producción

• Transporte mensual de cada tipo de vehículo de cada planta de producción a cada

centro de distribución

Solver: demasiadas restricciones

Reducción del número de meses (enero – abril)

Producción de motores

• No se produce en Montjuic en Enero, Febrero y Marzo (costes unitarios mayores)

• Se produce en Montjuic en Abril (Tibidabo saturada).

• Costes de stock de un mes a otro son superiores a la diferencia de costes para producir en Montjuic

• Stock a final de mes 0

Producción de vehículos

• Solo se produce en Montjuic cuando se satura la planta de Tibidabo

• Costes de stock de un mes a otro son superiores a la diferencia de costes para producir en Montjuic

• Stock a final de mes 0

Transporte de motores entre plantas productivas

• En Enero se transportan los motores de stock inicial de Montjuic a Tibidabo

• En Febrero y Marzo se transportan los motores a Montjuic para construir los vehículos necesarios en la

planta

• En Abril se transportan los motores en Montjuic para los vehículos necesarios y cumplir con el stock final

Transporte de vehículos a centros de distribución

• Casi todos los vehículos salen de Tibidabo.

• De Montjuic solo salen los pocos vehículos fabricados en dicha planta.

Solver, conclusiones

• Gran herramienta para optimizar.

• Su programación es compleja.

• Una vez formulado el modelo nos ofrece grandes ahorros de tiempo.

• Permite modificar los valores de entrada del modelo, calculando su precio óptimo para cada

uno.

Business Case 6

Demanda según tipo de vehículo híbrido (2 centros de distribución)




5

# días disponibles*13.5 ¡Mismas capacidades pero añadiendo la demanda del GNC!




Stock

Distancias

Precio transporte

Datos

Motores (enero-abril)

• Stock 0

• Todos los motores GNC se construyen en Montjuic

(menor coste)

Motores (mayo-agosto)

• Stock ≠ 0 (plantas saturadas en Junio, Julio y Agosto)


(menor coste)

Motores (septiembre-diciembre)

• Stock ≠ 0 (plantas saturadas en Octubre, Noviembre y

Diciembre)


(menor coste)

• Se puede cumplir con el stock final.

Vehículos (enero-abril)

• Stock 0

• Todos los vehículo GNC se construyen en Montjuic (menor

coste)

• Gran parte de los vehículos GLP se construyen en Tibidabo

(menor coste)

• Solo se satura Montjuic en Febrero y Marzo

Vehículos (mayo-agosto)

• Stock ≠ 0

• Todos los vehículo GNC se construyen en Montjuic (menor coste)

• Todos los vehículos GLP se construyen en Tibidabo (menor coste)

• Plantas completamente saturadas en Junio, Julio y Agosto.

Vehículos (septiembre-diciembre)

• Stock ≠ 0 en Noviembre para poder cumplir con el

requisito de stock final

• Plantas completamente saturadas en Diciembre.

Transporte de motores (enero-abril)

Transporte de motores (mayo-agosto)

Transporte de motores (septiembre-diciembre)

Transporte de vehículos (enero-abril)

Transporte de vehículos (mayo-agosto)

Transporte de vehículos (septiembre-diciembre)

Business Case 7-8

Línea de montaje motor alternativo

Lista con tiempos


Habrán en total 60 trabajadores, 2 por línea para poder cumplir los objetivos


Línea completa


Ensamblaje


Sistema combustible y pruebas finales


Representación gráfica

Business Case 9

Restricciones Tiempo de ciclo: 1800 seg/pieza

Área máx: 10 m

Equilibrado con atributos Temporales, Espaciales y de Contingencia

Referencias

Amia. (2018). Reporte de venta de vehículos híbridos y eléctricos. Recuperado de

http://www.amia.com.mx

Komparing. (s.f). Gasolineras en Ciudad de México. Recuperado de

https://www.komparing.com/es/gasolineras/Ciudad-de-México-D.F.-México/gas-

licuado-petroleo

Expansión. (s.f). La venta de vehículos híbridos repunta en diciembre de 2017.

Recuperado de https://expansion.mx/empresas/2018/03/12/la-venta-de-vehiculos-

hibridos-y-electricos-repunta-en-diciembre-de-2017

http://www.amia.com.mx

https://www.komparing.com/es/gasolineras/Ciudad-de-M%C3%A9xico-D.F.-M%C3%A9xico/gas-licuado-petroleo













https://expansion.mx/empresas/2018/03/12/la-venta-de-vehiculos-hibridos-y-electricos-repunta-en-diciembre-de-2017























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