Diseno de Procesos de Manufactura

DISEÑO DE PROCESOS DE

MANUFACTURAPor: Camilo Sánchez Aguilar

La mayor parte de los procesos no sólo de manufactura, sino también de servicios,evolucionan en el tiempo de manera natural y desordenada. La idea del diseño de procesos enla manufactura de productos, es planificar los mismos, de manera que evolucionen de maneraeficiente y controlada.

Conceptos claves: Procesos, Diseño, Curva de Aprendizaje, Modelo de Madurez deProcesos, Modelamiento, Dinámica de Sistemas, Simulación Discreta.

MARCO TEORICO

Dos conceptos que se aplican al Diseño de Procesos de Manufactura son el Modelo deMadurez de Procesos y la Curva de Aprendizaje.

CURVA DE APRENDIZAJE

La idea principal de la Curva de Aprendizaje menciona que por cada vez que seduplica la cantidad acumulada de productos elaborados, el tiempo demanufactura disminuye en una tasa denominada "tasa de aprendizaje". Así, laTabla 1, muestra los tiempos de procesamiento para una tasa de aprendizaje de90%.

Tabla 1: Tiempo de procesamiento para una tasa de aprendizaje de 90%.

ProducciónAcumulada

Tiempo procesamiento

1 100

2 90

3 84.62

4 81.00

El tiempo de procesamiento de la enésima unidad está dado por:

Tn = T1 * n ln k / ln 2 ... Ecuación 1

07/09/2010 DISEÑO DE PROCESOS DE MANUFACT…

web.archive.org/…/disenio_procesos.htm 1/7

Donde, k es la tasa de aprendizaje, Tn el tiempo de procesamiento para laenésima unidad (n) y T1 es el tiempo de procesamiento para la primera unidad.En la Ecuación 1, vemos que una vez establecido T1, sólo nos queda estimar latasa de aprendizaje k a fin de conocer el tiempo de procesamiento de la enésimaunidad. Claro está que la tasa de aprendizaje dependerá de factores como el tipode producto, el grado de complejidad del proceso, el porcentaje de intervenciónhumana en el proceso, etc. Así, es probable que en procesos automatizados, la"curva de aprendizaje" tenga tasas de aprendizaje muy cercanas al 100%.

En el caso de procesos donde la mano del hombre interviene en gran medida, elpatrón de comportamiento del tiempo de ciclo será el de una curva exponencialsemejante a la definida por la Ecuación 1.

Figura 1: Curva de Aprendizaje (k=95%)

Una forma de modelar la Curva de Aprendizaje es la que se muestra en la figura2.

Figura 2: Diagrama de Flujo de la Curva de Aprendizaje



La figura 3, muestra el comportamiento de la variable tiempo de ciclo(TiempoPorUnidad) para el diagrama de la figura 2. En el modelo, el T1 es de27 días y se supone una configuración por proyecto. La constante denominadaVariableAleatoria se emplea opcionalmente para darle aleatoriedad al modelo(caso contrario se iguala a 1).

Figura 3: Patrón obtenido para el Tiempo por Unidad

En realidad, el modelamiento de la Curva de Aprendizaje, puede servirnos para:



Estimar la tasa de aprendizaje del proceso completo.

Aprender a cerca de los factores que influyen en el comportamientotípico de los sistemas (conducta descrita por la denominada Curvade Aprendizaje).

Elaborar modelos más complejos como por ejemplo, un modelo delcomportamiento financiero esperado cuando se presentan éste tipode conductas.

Además, en muchos modelos de Simulación Discreta, se emplean funciones dedistribución para simular la llegada de entidades al sistema. Una alternativa alempleo de variables aleatorias es el uso de modelos con Dinámica de Sistemasque alimenten los modelos de Simulación en base a Eventos Discretos. Laventaja de un modelo mixto de Dinamica de Sistemas con Simulación Discretaes que definitivamente una función de distribución de probabilidad, no me ve apermitir entender las causas de tales conductas "aleatorias", mientras que unmodelo con Dinámica de Sistemas sí me brinda un conocimiento de las"razones". Esto nos permite diferenciar claramente entre modelamientomatemático y modelamiento matemático-causal.

Por otro lado, estudiar el comportamiento de un sistema productivo y suconfiguración en el tiempo, en ocasiones requiere del establecimiento depatrones de conducta que no pueden representarse mediante funciones dedistribución. Como ejemplo, imaginemos que deseamos estudiar laconfiguración para un taller que se va a dedicar a fabricar un producto cuyademanda mensual esperada se ajusta a la Curva del Ciclo de Vida del Producto.Claro es que a medida que el producto madura, las necesidades y losrequerimientos variarán y por lo tanto el proceso evolucionará -al principio demanera desapercibida-. De manera que lo ideal, sería elaborar un modelo deDinámica de Sistemas para establecer la demanda y un modelo de Simulaciónpor Eventos Discretos para estudiar la configuración del taller en el tiempo;ambos modelos, formando un modelo mixto. El modelo podría ser mas útilaún, si establecemos un nivel de servicio mínimo aceptable y permitimos que elmodelo tome decisiones cambiando la configuración del sistema cuando sepresenten niveles de servicio no aceptables (como por ejemplo, esperas que sobrepasen un nivel máximo pre-establecido).

La idea de tal modelamiento combinado, es anticiparnos a decisiones queprobablemente nos toque tomar en el futuro y su empleo en capacitacióndebería ser de gran utilidad. El conocimiento de lo que debemos de hacer frentea escenarios del tipo "y que si ..." nos otorga mayor seguridad y confianza en elmomento de tomar decisiones. Sin embargo, debemos evaluar la relación



momento de tomar decisiones. Sin embargo, debemos evaluar la relaciónesfuerzo/beneficio antes de proceder a elaborar tales modelos.

MODELO DE MADUREZ DE PROCESOS

El Modelo de Madurez de Procesos del SEI (Software Engineering Institute)nos permite identificar con facilidad el estado de un proceso, de manera que:

1. Si un proceso es caótico, no documentado y en el cual sólo el trabajadortiene conocimiento de la labor específica que desarrolla, se dice que es deNIVEL 1.

2. Si el proceso está documentado de manera informal de manera que sedescriben las sub-tareas a ejecutar y todos los requerimientos de lasmismas, entonces decimos que se trata de un proceso de NIVEL 2. Enéste nivel no se cuenta con un visión global del proceso.

3. Si se tiene una visión del proceso en su totalidad y se ha prestado atencióna las interrelaciones entre las tareas que conforman el proceso a través dediagramas de flujo y otros, se dice que es un proceso de NIVEL 3.

4. Si además de obtener una visión global del proceso, éste se ha medidoadecuadamente, decimos que es un proceso de NIVEL 4.

5. Por último, si todo lo anterior se emplea con la finalidad de optimizar elproceso, se dice que se trata de un proceso de NIVEL 5.

DISEÑO DE PROCESOS

A fin de permitir el desarrollo planificado de procesos, nos valdremos del Modelo deMadurez de Procesos adaptándo el mismo para el diseño de procesos. El objetivo dediseñar los procesos, es:

1. Planificar los mismos a fin de obtener procesos eficientes y en lo posible, vencerbarreras tales como la Curva de Aprendizaje.

2. Documentar lo que planeamos será el proceso.

3. Capacitar a quienes serán los responsables del proceso (trabajadores, supervisores,etc.).

4. Servir de base para la aplicación de esfuerzos contínuos de Ingeniería de Procesos.

PASOS RECOMENDADOS PARA EL DISEÑO DE

PROCESOS



Con el objeto de Diseñar los Procesos, se recomienda:

1. Adquirir todo el conocimiento necesario a cerca del producto a fabricar.Los diseños en AutoCAD serán de gran valor para identificar aspectosimportantes del producto que luego nos servirán para el Diseño delProceso.

2. Con el conocimiento adquirido a cerca del producto, estamos encapacidad de elaborar un diagrama de flujo tentatívo del ProcesoProductivo.

3. Estimar los parámetros del proceso, los mismos que nos servirán para suposterior simulación.

4. Elaborar un modelo de simulación (discreto o mixto) a fin de evaluarnuestro diseño tentatívo del proceso. Ésto nos permitirá también estimarvariables tales como: Tiempo de Ciclo del Proceso, Costo de Fabricación,Porcentaje de Utilización de los Recursos, etc. de manera que podemosprocurar optimizar el Sistema en tiempo de diseño.

5. Documentar el proceso obtenido mediante Hojas de Tarea. Si el modelode simulación lo permite, podemos emplear el mismo para registrar elproceso global, de lo contrario debemos elaborar/corregir los diagramasde flujo como parte de la documentación del proceso.

6. Una vez puesto en marcha el proyecto, podemos evaluar/corregir elmodelo de simulación comparándolo con la realidad y analizar las causasde posibles discrepancias. Nuevamente "optimizamos" el sistema ydocumentamos los cambios tornándose en un proceso iteratívo.

Acerca del autor:

El autor del presente optó por el título de Ingeniero Industrial en la Universidad Nacional Hermilio Valdizán deHuánuco" con la tesis titulada "Diseño del proceso de manufactura de un RoomGame mediante Dinámica deSistemas y Simulación Discreta".

Puede ponerse en contacto con el autor mediante correo electrónico en: [email protected] o escribiendo a lasiguiente dirección:



Jr. Mayro 868

Huánuco - PERÚ



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