Teoría de Balance de Línea

 

Introducción al Balance de Línea

 

 

Una de los problemas más importantes que se tiene dentro de la manufactura, es el de asegurar un flujo continuo y uniforme de los productos a través de los diferentes procesos dentro de la planta. Esto es debido a que los tiempos de operación por parte de las personas, es variable según un sinnúmero de factores, como lo son el cansancio, la curva de rendimiento, el nivel de aprendizaje, dificultad de la operación, temperatura, etc, además de la mano de obra, se cuenta con recursos que pueden limitar en un momento dado como lo son las máquinas, materiales, insumos, etc; hallar la distribución de la capacidad de manera de minimizar este problema es lo que se conoce como Balance de Línea.

 

Si usted es el responsable del proceso productivo de alguna planta manufacturera, y en algunas partes sus operarios se encuentran trabajando a todo vapor, mientras que algunos en operaciones subsecuentes se encuentran en tiempo ocioso o trabajando a mitad de marcha, le cuento algo que ya sabe: su planta está desbalanceada. No se preocupe, no es al único que le ha pasado, personalmente, lucho contra eso, todos los días.


El Balance de Línea debe realizarse según el proceso productivo que se tenga. Cómo así? Recordemos que existen muchas configuraciones posibles de procesos productivos. Por ejemplo, si se tiene una serie de operaciones subsecuentes divididos entre secciones o departamentos, con relativamente pocos productos, pero con gran volumen, a esto lo llamamos Producción en Línea (o Flujo Lineal), pero si para los diferentes productos, debemos realizar diferentes operaciones, con diferentes rutas de proceso, a esto lo llamamos Proceso Intermitente (o Job Shop en inglés). Un ejemplo del primer tipo de proceso lo tenemos en una embotelladora de gaseosas y del segundo en una fabrica de muebles. La tercera forma de producción es la de producción por proyectos, es aquella en la que la producción de un sólo item nos podemos estar demorando un buen tiempito... por ejemplo en un astillero de submarinos, en la fabricación de un edificio, de aviones, etc, y ahora, en tiempos relativamente recientes, se ha puesto de moda la manufactura modular, es aquella dónde a una línea de producción la dividimos en varias, para que cada una se encargue de una referencia, reduciendo los tamaños de lote, el tiempo de carga de la línea, el inventario en proceso, aumentando la flexibilidad, y el tiempo de respuesta. Un ejemplo para este tipo de producción lo podemos encontrar en Confección.

 

Ejemplo para un Producto: 

 
Se tiene un clásico proceso de aserrío de madera, con los promedios de tiempos como se muestran a continuación. Si se tienen 6 personas, en la sección, durante 8 horas diarias. Cómo se puede distribuir las operaciones de manera que se maximice la producción?

 

Id Operación Nombre Tiempo (Seg) Máquina No Máquinas
1 Largo Bruto 16.94 Péndulo o Sierra Radial 2
2 Ancho y Espesor 7.7 Sierra Circular 3
3 Planeado 21.02 Planeadora 3
4 Calibrado 3.6 Calibradora 1
         
  Total 49.26    

Una forma trivial de hacerlo es hallar el porcentaje de tiempo de cada operación con base en el tiempo total de operación y aplicar este porcentaje para distribuir el no de personas, según esto:
Tiempo         % Porcentaje   
 16.94  34.39%
  7.7  15.63%
  21.02  42.67%
  3.6  7.31%
   
  49.26  100%
   


Esto significa que la primera operación toma un 34.39% del tiempo total de operación en la sección, por lo tanto el 34.39% de la capacidad de mano de obra debe estar en esta operación para que la línea este balanceada y asi para las demás operaciones, es decir: para la primera operación 6*34.93%=2.06. Y así para el resto de las operaciones

 

Tiempo           % Porcentaje      No Personas    
 16.94  34.39%  2.06
  7.7  15.63%  0.94
  21.02  42.67%  2.56
  3.6  7.31%  0.44
     
  49.26  100%  6 
     

 

Estudiemos el primer valor: 2.06 personas!!!  Por supuesto no tenemos 2.06 personas, no podemos partir las personas en pedacitos... pero si podemos usar fracciones de su tiempo de trabajo! 2.06 personas nos indica que para tener un máximo de producción con esta configuración debemos usar 2 personas en esa operación y un 6% del tiempo de otra.  Si observamos la operación siguiente, requiere de 0.93 personas, o lo que es lo mismo, el 93% del tiempo de una (en una jornada laboral), el 7% del tiempo, estará ocioso... a menos que usemos ese 7% de su tiempo, para apoyar el 6% que nos hace falta para la primera operación, dónde decimos que necesitamos el 6% de un operario. Nos quedaría entonces con un 1% ocioso.. que le hacemos!!! Seguro ya encontraremos algo que ponerlo hacer en ese 1% ;-)


Okay, hasta ahi todo bien. Pero.. resulta que solo tenemos dos máquinas para la primera operación, para dos personas. Que hacemos con el 6% de la otra? En que máquina lo hará? Si vamos a usar ese 6% no hay elección, habrá que esperar a tener la máquina desocupada, podría tener el horario corrido entrar a laborar media hora más tarde (o más temprano), sacar las unidades correspondientes al 6%, y las unidades del 93% en la otra máquina.  Si por algún caso, no se puede hacer esto, entonces en la segunda operación se tendrá mucho más tiempo ocioso.


Cuántas unidades podemos producir, con este balanceo, durante el turno?


No Unidades = (No Personas * TiempoTurno) / Duración de la Operación


Por ejemplo, la primera operación con dos personas, producimos: (un turno tiene 480 min, es decir 28.800 seg)

 

No Unidades = ( 2 Personas * 28800 Seg/Turno ) / 16.94 Seg = 3400 Unid


Con 2.06 personas:


No Unidades = ( 2.06 Personas * 28800 Seg/Turno ) / 16.94 Seg = 3502 Unid


En la segunda operación con 1 persona:


No Unidades = ( 1 Persona * 28800 Seg/Turno ) / 7.7 Seg = 3740 Unid. Si se tuviera el inventario, pero como la operación anterior sólo nos puede dar 3400 unidades con 2 personas, o 3502 con 2.06 personas. Es decir nuestra producción máxima será de 3502 unidades (el resultado teorico puede variar un poco, por la aproximación decimal).
En resumen tenemos que el balanceo debe ser con dos operarios en la primera operación más un apoyo del 6% del tiempo del tercer operario, el resto del tiempo de este tercer operario lo dedica a la segunda operación, en la tercera operación tenemos  dos personas y el 56% del tiempo del último operario, el tiempo restante, lo dedica a la última operación
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