Diagrama Hombre – Maquina
El diagrama hombre maquina se utiliza para analizar, estudiar y optimizar una sola estación de trabajo, es decir, el de realizar un balance económico del tiempo ocioso para los hombres y maquinas. En este diagrama se muestran separadamente el tiempo de operación de la maquina con sus varios elementos e el tiempo del operario, así como la relación de las operaciones. Este diagrama es una representación grafica de trabajo coordinado y tiempo de espera de uno o más hombres o una combinación entre maquina y hombres. Describe las relaciones de dos o más secuencias simultaneas de actividades para la misma escala de tiempo.Normalmente el propósito de esta grafica es de disponer la secuencia de operaciones de los recursos, para que así se obtenga un tiempo óptimo o mínimo de cada proceso productivo. Hay que notar que la grafica describe un ciclo completo de la actividad y se selecciona arbitrariamente un punto inicial de actividades, se grafica hasta llegar al ciclo.Para hacer la grafica, primero de deberá tener la información en la parte superior de mismo, come se a hecho en los capítulos anteriores. Seguidamente se colocaran los datos en forma horizontal como ser el hombre y las maquinas. Verticalmente se colocaran los tiempos de cada una de las actividades que al final nos determinaran el ciclo. Se necesita saber que el tiempo de ciclo es igual a carga, maquinado y descargado de las maquinas sean automáticos, ya que estos sucede en la mayoría de los casos. Para tener un conocimiento amplio del tema a continuación se darán casos necesarios.
Ejemplo 1
Se consideran tiempos promedios para las operaciones en estudio, y se comenzara con una maquina hasta alcanzar tres y así poder calcular la producciones por horas. En este ejemplo se trabajara únicamente con maquina iguales.
Solución: ___________________________________________
Operaciones Tiempos en Minutos
Carga
Maquinado automático
Descarga
0.50
2.50
0.40
Con una maquina
Tipo de diagrama: Diagrama Hombre – Maquina
Método: actual Departamento: 5
Operación: 10 Preparado por: C.J.A Operario: x y z Fecha: 6-24-87
0.50 Tc=tiempo de ciclo
3.00
3.40
Tc= CMD 60 minutos
Tc= 3.40 min por pieza por hora
Producción por hora = minutos por horas = 60 min /h = 17.64 piezas por hora minutos por piezas 3.40 min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 2.50 min del ciclo Tiempo inactivo de la maquina = 0 min del ciclo Tiempo trabajado por el hombre = 0.90 min del ciclo Tiempo trabajado por la maquina = 2.50 min del ciclo
Hombre Maquina
Carga carga
InactivoMaquinado
3.00
Descarga Descarga
CON DOS MAQUINAS
0.50
0.90
1.40
3.00
3.40
Tc =3.40 minutos
Para determinar los minutos por piezas tendremos que dividir el tiempo de ciclo entro dos, ya que poseemos dos maquinas, las cuales, cada una de ellas producen una unidad.
Tc = 3.40 minutos = 1.70 minutos por piezas 2 piezas
Producción por hora = minutos por hora = 60 min/h = 35.29 piezas por hora Minutos por pieza 1.70min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 1.60 min del ciclo Tiempo inactivo de la maquina = 0 min del ciclo
Hombre Maquina 1 Maquina 2
Carga M 1Carga
Maquinado
Descarga M. 2
Maquinado
3.00
Descarga
Descarga M. 2 Carga
Inactivo Maquinado
3.90Descarga M 1 Descarga
Tiempo trabajado por el hombre =1.80 min del cicloTiempo trabajado por la maquina = 2.50 min del ciclo
CON TRES MAQUINAS
0.50
0.90
1.40
1.80
2.30
3.00
3.40
Tc = 3.40
Para determinar los minutos por piezas tendremos que dividir el tiempo de ciclo entre tres, ya que estamos trabajando con tres maquina, las cuales cada una de ellas nos produce una unidad.
Tc = 3.40 minutos = 1.13 minutos por pieza 3 piezas
Producción por hora = minutos por horas = 60 min / hr = 53.09 piezas por hora minutos por piezas 1.13 min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 0.70 minutos del cicloTiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo
Hombre Maquina 1 Maquina 2 Maquina 3
Carga M.1 Carga Maquinado Maquinado
1.40
Descarga M.2
Maquinado
3.00
descarga
Carga M.2 Carga
Descarga M.3 Maquinado
3.90
Descarga
Carga M.3 Carga
Inactivo Maquinado
4.80
Descarga M.1 Descarga
Tiempo trabajado por el hombre = 2.70 minutos del cicloTiempo trabajado por la maquina = 2.50 minutos del ciclo
En este ejemplo de observar que al trabajar con tres maquinas se reducirá el tiempo para producir una pieza, obteniendo así una mayor producción, además se redujo el tiempo de inactividad del hombre.
Ejemplo 2
En este ejemplo trabajaremos con las inspecciones que el operario tiene que realizar al poner en marcha la máquina y los traslados que realiza entre ellas.
Solución: ____________________________________________________
CON UNA MAQUINA
Tipo de diagrama: Diagrama Hombre – Máquina Departamento: 11
Método: Actual Preparado por: C.J.A
Operación: 3 Fecha : 6-25-87
Operario: X y Z
Operaciones Tiempos y minutos
Carga
Inspecciona
Maquinado Automático
Traslado
Descarga
0.60
0.03
3.00
0.02
0.45
0.60
0.63
3.60
4.05
Tc: 4.05 minutos por pieza
Producción por hora = minutos por horas = 60min /hr = 14.61 piezas por hora Minutos por pieza 4.05 min /pz
Tiempo inactivo del Hombre = 2.97 minutos del ciclo Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por el Hombre = 1.08 minutos del cicloTiempo trabajado por la maquina = 3.00 minutos del ciclo
Hombre Maquina
Carga Carga
Inspecciona Maquinado
3.60Inactivo
Carga Descarga
CON DOS MAQUINAS
0.60
0.63
0.65
1.10
1.70
1.73
1.75
3.60
4.05
Tc= 4.05 minutos 2 piezas
= 2.025 minutos por pieza
Producción por hora = minutos por hora = 60 min/hr = 29.63 piezas por hora minutos por pieza 2.025min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 1.85 minutos del cicloTiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo
Hombre Maquina 1 Maquina 2
Carga M.1 Carga Maquinado
Inspecciona M.1
Maquinado
3.00
0.65Traslada M. 2
Descarga M.2 Descarga
Carga M.2 carga
Maquinado
4.70
Inspecciona M.2
TrasladaM.1
inactivo
Descarga M.2 Descarga
Tiempo trabajado por el hombre = 2.20 minutos del cicloTiempo trabajado por la maquina = 3.00 minutos del ciclo
CON TRES MAQUINAS
0.600.63
0.65
1.10
1.70
1.73
1.75
2.20
2.80
2.83
2.85
3.60
4.05
Hombre Maquina 1 Maquina 2 Maquina 3
Carga M.1 Carga Maquinado
0.65
Maquinado
1.75
Inspecciona M. 1
Maquinado
3.60
Traslada M. 2
Descarga M. 2 Descarga
Carga M.2 Carga
Inspecciona M.2
Maquinado
4.70
Traslada M.3 Descarga
Descarga M.3 Carga
Carga M.3
Maquinado
5.80
Inspecciona M.3
Traslada M.1
Inactivo
Descarga M.1 Descarga
Tc= 4.05 minutos = 1.35 minutos por pieza 3 piezas
Producción por hora = minutos por hora = 60 min/hr = 44.44 piezas por hora minutos por pieza 1.35 min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 0.75 minutos del ciclo Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre = 3.30 minutos del cicloTiempo trabajado por la maquina = 3.00 minutos del ciclo
Utilizando este tipo de diagrama se podrá determinar los porcentaje en relación con el tiempo de ciclo para haci visualizar mejor los resultados de dicho estudio.
Ejemplo 3
En la producción de una pieza determinada se utilizan dos maquinas atendidas por un solo hombre. Los tiempos para los elementos son los siguientes.
Operaciones Tiempo en minutos
Carga la pieza en la maquina
Inspeccionar
Maquinado automático
Traslado de maquina a maquina
Descarga la pieza terminada
1.00
0.75
3.25
0.25
0.50
Encontrar el tiempo del ciclo, la producción diaria y los porcentajes en relación con el tiempo de ciclo.
Solución: __________________________________________________________
1.00
1.75
2.00
2.50
3.50
4.25
4.50
5.00
Tc= 5.00 minutos = 2.5 minutos por pieza2 piezas
Producción por día = minutos por día = 480 min /hr = 192 piezas por día minutos por pieza 2.5 min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 0 minutos del ciclo
% del tiempo de inactividad del hombre = 0% del ciclo
Hombre Maquina 1 Maquina 2
Carga M.1 Carga Maquinado
2.00
Inspecciona M.1
Maquinado
4.25
Traslada M.2
Descarga M.2 Descarga
Carga M .2 Carga
Inspecciona M.2 Maquinado
6.75
Traslada m.1 Inactiva
Descarga M.1 Descarga
Tiempo inactivo de la maquina = 0.25 minutos del ciclo % del tiempo de inactividad de la maquina = 0.25 =5% del ciclo
5.00
Tiempo trabajado por el hombre = 5.00 minutos del ciclo% del Tiempo de trabajado del hombre = 100% del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina = 3.25 minutos del ciclo
% del tiempo de trabajo de la maquina = 3.25 = 65% del ciclo 5.00
Los diagramas hombre- máquina se podrían comenzar descargando en vez de cargando sin que se afecte el tiempo de ciclo ya que siempre se deberá considerar descarga, carga y el maquinado de la maquina.
Ejemplo 4
En una empresa se le asigna a un operario dos maquinas la cual el maquinado es automático. Los tiempos para realizar la operación son los siguientes.
Operaciones Tiempo en minutos
Carga la pieza en la maquina
Inspecciona
Maquinado automático
Traslado
Descarga la pieza de la maquina
0.80
0.10
2.60
0.05
0.50
Esta empresa está interesada en saber cuál sería la producción semanal de este operario.
Solución: _____________________________________________________________
0.50
1.30
1.40
1.45
1.95
2.75
2.85
2.90
Hombre Maquina 1 Maquina 2
Descarga M.1 Descarga
Maquinado
1.45
Carga M .1 Carga
Inspecciona M.1
Maquinado
3.90
Traslada M.2
Descarga M.2 Descarga
Carga M.2 Carga
Inspecciona M.2
Maquinado
5.35
Traslada M.1
Inactivo
3.90
Tc= 3.90 minutos = 1.55minutos por pieza 2 piezas
Producción por semana = minutos por semana = 2400 min/semanaMinutos por pieza 1.55 min/
= 1548.39 piezas por semana
Tiempo inactivo del hombre = 0.20 minutos del ciclo % de tiempo de inactividad del hombre = 0.20 = 6.5% del ciclo 3.90
Tiempo inactivo de la maquina = minutos del ciclo % del tiempo de inactividad de la maquina = 0% del ciclo
Tiempo trabajado del hombre = 2.90 minutos del ciclo % del tiempo trabajado del hombre = 2.90 = 94% del ciclo 3.90
Tiempo trabajado por la maquina = 2.60 minutos del ciclo% del tiempo de trabajo de la maquina = 2.60 = 84% del ciclo
3.90
Ejemplo 5
A un operario se le asignaron dos maquinas para satisfacer un pedido. Los tiempos son como sigue.
Operaciones Tiempo en minutos
Carga
Alista material
InspeccionaMaquinado automático
Traslada
Descarga
1.00
2.00
0.75
5.50
0.25
0.50
¿La empresa está interesado en saber la producción por día y como se podría hacer para incrementarla?
Solución: ______________________________________________________________
Tipo de: Diagrama hombre –Máquina Departamento: 3
Método: Actual Departamento por: C. J. A
Operación: 2 Fecha: 6- 26 - 87
Operario: X y Z
1.00 1.75 2.00
4.00 4.50
5.50
6.25
6.50
8.50
9.00
Tc= 9.00 minutos = 4.50 minutos por pieza2 piezas
Producción por día = minutos por día = 480 min/día = 106.67 piezas por diaMinutos por pieza 4.50 min/pz
Hombre Maquina 1 Maquina 2
Carga M.1 Carga
Descarga
Inspecciona M.1
Maquinado
6.50
Traslada M.1
Alista M.2
Descarga M.2
Carga M.2 Carga
Inspecciona M.2
Maquinado
12.00
Traslada M.1
Alista M.1 Inactivo
Descarga M.1 Descarga
Tiempo inactivo del hombre = 0 minutos del ciclo% del tiempo de inactividad del hombre = 0% del ciclo
Tiempo inactivo de la maquina = 2.00 minutos del ciclo% del tiempo de inactividad de la maquina = 2.00 9.00 = 22.22% del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre = 9.00 minutos del ciclo% del tiempo de trabajo del hombre = 100 % del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina = 5.50 minutos del ciclo% del tiempo de trabajo de la maquina = 5.50 = 61.11% del ciclo 9.00
Para incrementar la producción es recomendable, que en la operación de alistar material no la realice el operador de las dos maquinas sino que lo haga un ayudante. Para poder notar la diferencia, es decir, al incremento de producción se volverá a realizar el diagrama hombre-máquina.
Tipo de diagrama : Diagrama hombre-máquina Departamento: 3
Método : Mejorado Preparado por: C.J.A
Operación : 2 Fecha : 27-6-87
Operario : X y Z
1.00
1.75
2.00 2.00
2.50
3.50 4. 00
4.25
4.50
6.50 6. 00
7.00 8.00
Tc= 7.00 minutos = 3.50 minutos por pieza2 piezas
Producción por día = minutos por día = 480 min/ día = 137.14 piezas por díaMinutos por pieza 3.50 min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 2.00 minutos del ciclo% del tiempo de inactividad del hombre = 2.00 = 28.57% del ciclo
7.00
Hombre Maquina 1 Maquina 2 Ayudante
Carga M.1 CargaMaquinado
2.00
Alista materialInspecciona M.1
Maquinado
6.50
Traslada M.2
Descarga M.2 Descarga
Alista materialCarga M.2 Carga
Inspecciona M.1
Maquinado
9.00
Traslada M.1
Inactivo
Descarga M.1 Descarga Alista material
Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo
% de tiempo de inactividad de la maquina = 0% del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre = 5.00 minutos del ciclo% del tiempo de trabajo del hombre = 5.00 = 71.43% del ciclo
7.00
Tiempo trabajado por la maquina = 5.50 minutos del ciclo% del tiempo de trabajo de la maquina = 5.50 = 78.57 % del ciclo
7.00
Una vez que se a hecho el método propuesto se podrá notar que la producción se incrementa en un 28.56 %, es decir que se tuvo una producción de 30.47 piezas más que el método original.
Esta resolución matemática se podrá utilizar única y exclusivamente cuando se está trabajando con maquinas iguales e idénticas. Para poder trabajar con este método se deberá saber la utilidad de la siguiente fórmula:
N= a + ta + b
Para M < N Tc = a + tlo = 0lM = M [a+b] – [a + T]
Numero Optimo de Maquina
Φ= Σ+N N 1 Donde Σ= C1 Σ+ N +1 N C2
Entonces:
Si Ф < 1 se escoge N MaquinasSi Ф > 1 se escoge N + 1 Maquina Si Ф = 1 se escoge N + 1 Maquina
Significado de la simbología de las Formulas:
a = Actividad concurrente (carga y descarga).b = Actividad independiente (inspección y descarga). T = Tiempo de maquinado (maquinado automático).N = Numero de maquina a asignar a un operario.M = Numero de maquina a asignar a un operarioTc = Tiempo de ciclo. lo = Tiempo inactivo del operario durante el tiempo del ciclo.lM = Tiempo inactivo de la maquina durante el tiempo del ciclo.C1 = Costo del operador por hora. C2 = Costo de la maquina por hora.Ф = Numero optimo de maquina a asignar por operario.
Hay que tener en mente que este método únicamente se aplica cuando son maquinas iguales.
Ejemplo 6
Para conocer el uso de las formulas se utilizan los siguientes tiempos:
Operación Tiempo en Minutos Costos
Carga
Inspecciona
Maquinado automático
Traslado
Descarga
0.50
0.10
2.0
0.05
0.45
C1 = 3.00 USD
C2 = 7.00 USD
Solución: ________________________________________________________________
N = a + T = 0.95+2.00 = 2.68 máquinas a + b 0.95+0.15 1.10
Para M< N1
Tc = a +TTc = 0.95 + 2 = 2.95 minutos lo = - 2M ( a + b ) + a +Tlo = -2(0.95 +0.15) + 0.95 +2.00lo = 0.75 minutos del ciclo
Para M > N1
Tc = M (a + b)Tc = 3(0.95 + 0.15) = 3.30 minutos
lo = 0 minutos del ciclo lo = M = (a + b ) _ ( a +T ) lo = 3(0.95+0.15) _ (0.95 +2.00)lM = 0.35 minutos del ciclo
3 + 2 7 2.68 = 0.708 x 1.34Ф = 3 + 2+1 2
7
Ф = 0.949
Esto nos indica que a cada operario se le deberá asignar únicamente dos maquinas ya que de esa manera será provechoso el rendimiento de él y de las maquinas.