Balanceo de líneas en planeación y control de la producción

N TRABAJOS EN UNA MÁQUINA

  • Determinar la secuencia óptima de procesar n trabajos en una máquina.
  • Todas las secuencias tienen el mismo makespan.
  • Minimizar el mean flow time es el criterio a satisfacer.
  • Representemos los tiempos de proceso de los trabajos i como pi(i = 1,n).
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  • La secuencia que minimiza el criterio es aquella en la que los trabajos se ordenan del menor tiempo al mayor.
  • Ésta secuencia también minimiza el tiempo promedio de espera y la tardanza promedio (mean lateness).
  • Cuando los trabajos tienen diferente prioridad o peso, el objetivo puede ser el de minimizar el tiempo de flujo promedio ponderado.
  • A mayor valor del índice, el trabajo es mas importante.
    La secuencia óptima sería ordenando los trabajos de menor pi/wi al mayor.
  • Minimizar el promedio ponderado del tiempo de flujo.

La secuencia óptima es (2,5,3,6,1,4).

N TRABAJOS EN 2 MÁQUINAS

  • Los n trabajos se procesan en 2 máquinas con el mismo órden. El criterio es el de minimizar el makespan.
  • El procedimiento a utilizar es el de Johnson.
  • Si pij es el tiempo de proceso del trabajo i en la máquina j, seleccione el mínimo y si éste corresponde a la máquina 1, asígnelo a la primera posición de la secuencia.
  • Si corresponde a la máquina 2, el trabajo se asigna a la última posición de la secuencia.
  • Elimine el trabajo asignado del set y repita el procedimiento con los trabajos no asignados.

Procedimiento de Jonson

  • Determine la secuencia de proceso que minimice el makespan

La secuencia es (2,4,5,3,1).

n Trabajos con Ruta Diferente  en 2 Máquinas

  • Usar algoritmo de Jackson.
  • Formar 4 sets de trabajos;
  • {A} = Los procesados solamente en la máquina 1.
  • {B} = Los procesados en máquina 2 solamente.
  • {AB} = Los procesados primero en máquina 1 y luego en la 2.
  • {BA} = Los procesados primero en máquina 2 y luego en la 1.
  • Secuenciar los trabajos de {AB} y {BA}, por separado, con algoritmo de Johnson.
  • Defina secuencias arbitrarias para los trabajos {A} y {B}.
  • Combine las secuencias de la siguiente manera.
  • Máquina 1: {AB} antes de {A} antes de {BA}.
  • Máquina 2: {BA} antes de {B} antes de {AB}.

n Trabajos en 3 Máquinas

  • Todos los trabajos tienen la misma secuencia de proceso.
  • Puede resolverse con el algoritmo de Johnson si:
  • min {pi1} > máx { pi2}, o
  • min { pi3} >máx { pi2}.
  • La máquina 2 es dominada completamente por la máquina 1 o 3.
  • Se aplica el procedimiento formando 2 máquinas dummy, 1´y 2´, con tiempos de proceso:
  • pi1´= pi1+ pi2  y pi2´ = pi2 + pi3.
  • El procedimiento proporciona una secuencia factible y “buena” aún cuando no se cumplan las condiciones

Secuenciar los siguientes trabajos.

Secuencia óptima

es {2,1,4,3}.

N TRABAJOS EN M MÁQUINAS

  • No existe un método eficiente que proporcione una solución exacta.
  • Se utilizan métodos heurísticos tales como las Reglas de Despacho.
  • Éstas son reglas que determinan qué trabajo procesar al quedar éste disponible de manera secuencial en el tiempo, en lugar de suponer que todos los trabajos están disponibles.
  • Se maneja el concepto de prioridad en los trabajos.

Secuenciación Dinámica de Trabajos

  • Trabajos llegan a procesarse al azar durante un intervalo de tiempo.
  • Su secuencia se determina mediante el uso de reglas de despacho que proporcionan prioridades a los mismos.
  • Las reglas se derivan a través de análisis de líneas de espera, experimentación y simulación.
  • La regla de secuenciación y despacho mas importante es la del tiempo de proceso mas corto (SPT).
  • Otras reglas se derivan del SPT , así como del tamaño de las líneas de espera y la fecha prometida a los clientes.

Otras Reglas de Despacho

  • Basadas en tiempo de proceso.
  • Menor Trabajo Remanente (LWKR): Considera la suma de los tiempos de proceso para todas las operaciones por realizarse en el trabajo.
  • Trabajo Total (TWK): Considera la suma de los tiempos de proceso de todas las operaciones del trabajo.
  • Menor Cantidad de Operaciones por Realizarse (FOPR): Considera el número de operaciones a realizarse en el trabajo.
  • Basadas en Fechas de Entrega:
  • Fecha Prometida (DDATE): La prioridad se asigna en base a la fecha prometida.
  • Tiempo de Holgura (SLACK): La prioridad se asigna en función del tiempo que falta para la fecha prometida menos el tiempo de proceso faltante.
  • Holgura/ Operación Faltante (S/ROP):La prioridad se determina por el cociente entre el SLACK y el número de operaciones faltantes.

BALANCEO DE LÍNEAS DE ENSAMBLE APLICACIÓN PARA INGENIERÍA INDUSTRIAL

  • Las líneas de ensamble se caracterizan por el movimiento de una pieza de trabajo de una estación de trabajo a otra.
  • Las tareas requeridas para completar un producto son divididas y asignadas a las estaciones de trabajo tal que cada estación ejecuta la misma operación en cada producto.
  • La pieza permanece en cada estación por un período 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 desempeño determinado.
  • El criterio para seleccionar una asignación de tareas determinada puede ser el tiempo de ocio total. Éste se determina por:
  • I = kc –  pi
  • Dónde k es el número de estaciones de trabajo, c representa el tiempo de ciclo y  pi corresponde al tiempo total de operación.
  • El propósito es el de tener I = 0. Esto se daría si la asignación de tareas puede hacerse a una cantidad entera de estaciones.
  • Dos métodos heurísticos son proporcionados por Kilbridge & Wester y Helgeson & Birnie.

MÉTODO DE KIBRIDGE & WESTER

  • Considera restricciones de precedencia entre las actividades, buscando minimizar el número de estaciones para un tiempo de ciclo dado.
    El método se ilustra con el ejemplo siguiente.
  • Definir el tiempo de ciclo, c, requerido para satisfacer la demanda e iniciar la asignación de tareas a estaciones respetando las precedencias y buscando minimizar el ocio en cada estación.
  • Considerando un ciclo de 16, se estima que el mínimo número de estaciones sería de 48/16 = 3.
  • Observando el tiempo total de I y analizando las tareas de II, podemos ver que la tarea 4 pudiera reasignarse a I.
  • Al reasignarse la tarea 4 a la estación I se cumple el tiempo de ciclo.
  • Repetimos el proceso con la estación II. Podemos observar que la tarea 5, que se ubica en la estación III, se puede reasignar a la estación II.
  • La reasignación satisface el tiempo de ciclo.
  • Repetimos el proceso y observamos que el resto de las tareas pueden reasignarse a la estación III.
  • La línea se balanceó optimizando la cantidad de estaciones y con un ocio de cero.

MÉTODO DE HELGESON & BIRNIE

  • Consiste en estimar el peso posicional de cada tarea como la suma de su tiempo mas 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.
  • La primera estación se formaría 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 asignación corresponde a las tareas 3 y 5 con pesos de 25 y 19.
  • El tiempo total en la estación II es de 16.
  • La última asignación incluye las tareas 6, 7, 8 y 9, con pesos de 16, 9, 5 y 3 respectivamente.
  • El tiempo total de la estación III es de 16.

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Escalona Moreno Ivan. (2003, julio 24). Balanceo de líneas en planeación y control de la producción. Recuperado de https://www.gestiopolis.com/balanceo-de-lineas-en-planeacion-y-control-de-la-produccion/
Escalona Moreno, Ivan. "Balanceo de líneas en planeación y control de la producción". GestioPolis. 24 julio 2003. Web. <https://www.gestiopolis.com/balanceo-de-lineas-en-planeacion-y-control-de-la-produccion/>.
Escalona Moreno, Ivan. "Balanceo de líneas en planeación y control de la producción". GestioPolis. julio 24, 2003. Consultado el 22 de Septiembre de 2019. https://www.gestiopolis.com/balanceo-de-lineas-en-planeacion-y-control-de-la-produccion/.
Escalona Moreno, Ivan. Balanceo de líneas en planeación y control de la producción [en línea]. <https://www.gestiopolis.com/balanceo-de-lineas-en-planeacion-y-control-de-la-produccion/> [Citado el 22 de Septiembre de 2019].
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