Estudio de factibilidad para la adquisición de un torno adicional (página 2)
Enviado por IVÁN JOSÉ TURMERO ASTROS
Un modelo (sistema) continuo es aquel en el cual las variables de estado cambian en forma continua a través del tiempo, como por ejemplo, la dinámica de la población mundial. Los modelos de simulación continua normalmente se representan en términos de ecuaciones diferenciales en diferencias que describen las interacciones entre los diferentes elementos del sistema.
3.2.5.2.3.- Modelos Estáticos
Es una representación de un sistema en determinado punto en el tiempo.
3.2.5.2.4.- Modelos Dinámicos
Es una representación de como evoluciona un sistema a través del tiempo.
Este tipo de modelos de simulación esta siendo usada con mayor frecuencia que los modelos estáticos. Esto se ha reflejado en el gran número de software en los mercados destinados a la simulación dinámica. Con la simulación dinámica pude obtenerse información operacional y riesgos en una planta, la comprensión de procesos es más fácil lo que la hace una herramienta poderosa para la optimización de las mismas.
3.2.5.3.- Ventajas y Desventajas de la Simulación
Entre las ventajas que ofrece la simulación se encuentran:
Es un proceso relativamente eficiente y flexible.
Puede ser usada para analizar y sintetizar una compleja y extensa situación real.
En algunos casos es el único método disponible.
Los directivos requieren conocer como se avanza y que opciones son atractivas; el directivo con la ayuda del computador puede obtener varias opciones de decisión.
No interfiere en sistemas del mundo real.
Permite estudiar los efectos interactivos de los componentes individuales o variables para determinar las más importantes.
Sin embargo, entre las principales desventajas se encuentran:
Puede resultar bastante costoso; a menudo el proceso es largo y complicado para desarrollar un modelo.
No genera soluciones óptimas a problemas de análisis cuantitativos, en técnicas como cantidad económica de pedido, programación lineal o PERT / CPM / LPU. Por ensayo y error se producen diferentes resultados en repetidas corridas en el computador.
Los directivos generan todas las condiciones y restricciones para analizar las soluciones. El modelo de simulación no produce respuestas por si mismo.
Cada modelo de simulación es único. Las soluciones e inferencias no son usualmente transferibles a otros problemas.
3.2.5.4.- Etapas de un Estudio de Simulación
El desarrollo de una simulación pueden seguir las siguientes etapas (Banks ,1996) (14):
1. Formulación del problema: En este paso debe quedar perfectamente establecido el objeto de la simulación. El usuario y el analista deben acordar lo más detalladamente posible los resultados que se esperan del simulador, el plan de experimentación, el tiempo disponible, las variables de interés, el tipo de perturbaciones a estudiar, el tratamiento estadístico de los resultados, la complejidad de la interfaz del simulador, etc. Se debe establecer si el simulador será operado por el usuario o si el usuario sólo recibirá los resultados. Finalmente, se debe establecer si el usuario solicita un trabajo de simulación o un trabajo de optimización.
2. Definición del sistema: El sistema a simular debe estar perfectamente definido. El cliente y el desarrollador deben acordar dónde estará la frontera del sistema a estudiar y las interacciones con el medioambiente que serán consideradas.
3. Formulación del modelo: Esta etapa es un arte, la cual comienza con el desarrollo de un modelo simple que captura los aspectos relevantes del sistema real. Los aspectos relevantes del sistema real dependen de la formulación del problema; para un ingeniero de seguridad los aspectos relevantes de un automóvil son diferentes de los aspectos considerados por un ingeniero mecánico para el mismo sistema. Este modelo simple se irá enriqueciendo como resultado de varias iteraciones.
4. Colección de datos: La naturaleza y cantidad de datos necesarios están determinadas por la formulación del problema y del modelo. Los datos pueden ser provistos por registros históricos, experimentos de laboratorios o mediciones realizadas en el sistema real. Los mismos deberán ser procesados adecuadamente para darles el formato exigido por el modelo.
5. Implementación del modelo en la computadora: El modelo es implementado utilizando algún lenguaje de computación. Existen lenguajes específicos de simulación que facilitan esta tarea; también, existen programas que ya cuentan con modelos implementados para casos especiales.
6. Verificación: En esta etapa se comprueba que no se hayan cometidos errores durante la implementación del modelo. Para ello, se utilizan las herramientas de ajuste provistas por el entorno de programación.
7. Validación: En esta etapa se comprueba la exactitud del modelo desarrollado. Esto se lleva a cabo comparando las predicciones del modelo con mediciones realizadas en el sistema real, datos históricos o datos de sistemas similares. Como resultado de esta etapa puede surgir la necesidad de modificar el modelo o recolectar datos adicionales.
8. Diseño de experimentos: En esta etapa se decide las características de los experimentos a realizar: el tiempo de arranque, el tiempo de simulación y el número de simulaciones. No se debe incluir aquí la elaboración del conjunto de alternativas a probar para seleccionar la mejor, la elaboración de esta lista y su manejo es tarea de la optimización y no de la simulación. Debe quedar claro cuando se formula el problema si lo que el cliente desea es un estudio de simulación o de optimización.
9. Experimentación: En esta etapa se realizan las simulaciones de acuerdo el diseño previo. Los resultados obtenidos son debidamente recolectados y procesados.
10. Interpretación: Se analiza la sensibilidad del modelo con respecto a los parámetros que tienen asociados la mayor incertidumbre. Si es necesario, se deberán recolectar datos adicionales para refinar la estimación de los parámetros críticos.
11. Implementación: Conviene acompañar al cliente en la etapa de implementación para evitar el mal manejo del simulador o el mal empleo de los resultados del mismo.
12. Documentación: Incluye la elaboración de la documentación técnica y manuales de uso. La documentación técnica debe contar con una descripción detallada del modelo y de los datos; también, se debe incluir la evolución histórica de las distintas etapas del desarrollo. Esta documentación será de utilidad para el posterior perfeccionamiento del simulador.
3.2.5.5.- Software ARENA 7.0
El software ARENA 7.0 es una ponderosa herramienta que permite crear y experimentar con modelos un sistema determinado, probando ideas en el computador (laboratorio), donde se puede predecir el futuro de manera segura y sin alterar el ambiente real del sistema en estudio (ARENA help topics, 2002) (15).
ARENA permite al analista estudiar varias alternativas antes de tomar una decisión definitiva sobre el sistema en estudio. Esto se logra debido a que el lenguaje SIMAN, el cual es usado por el software ARENA, permite formar modelos muy flexibles y al mismo tiempo animar el comportamiento del sistema en el computador mediante herramientas gráficas, siendo más fácil la comprensión del mismo por los posibles usuarios.
3.2.5.5.1.- Usos de ARENA 7.0
Con ARENA 7.0 se puede (ARENA user"s guide, 2002) (16):
Modelar un proceso para definirlo, documentarlo, y comunicarlo.
Simular el comportamiento futuro del sistema en estudio para comprenderlo y/o identificar oportunidades de mejora.
Visualizar las operaciones con gráficos de animación dinámica.
Analizar como el sistema bajo estudio puede comportarse alternado de alguna manera sus componentes bajo cualquier posibilidad, y analizando los resultados para que se pueda escoger la mejor manera de mejorarlo.
3.2.5.5.2.- Diagrama de Flujo (Flowchart)
El diagrama de flujo es la base de modelado en ARENA. Éste es un mapa que muestra el flujo por medio del cual la entidad se mueve en el proceso estudiado. Responder a las preguntas: ¿Dónde entra la entidad al proceso?, ¿Qué le pasa a la entidad en cada proceso?, ¿Qué recursos se necesitan para completar el trabajo?, y visualizar el proceso desde la perspectiva de la entidad ayudará a entender mejor todo el sistema.
Para construir el diagrama de flujo se utilizan los módulos de las plantillas (templates) que se encuentran ubicadas en la barra de proyecto (Project Bar) a la izquierda del programa. Dichas plantillas se encuentran agrupadas en categorías como: Tablero del proceso básico (Basic Process panel), tablero del proceso avanzado (Advanced Process Panel), entre otros.
A continuación se describen tabla 2 los módulos más utilizados:
Tabla 2: Módulos más utilizados en ARENA 7.0
3.2.5.5.3.- Reportes de ARENA 7.0
Luego de haber simulado el sistema bajo estudio, podrá visualizarse en los reportes los resultados del experimento.
Existen varias categorías de resultados como:
Áreas de actividad
Entidades
Procesos
Colas
Recursos
Entre otras
Algunas de las preguntas que podrán ser respondidas con los reportes son:
¿Cuánto tiempo, en promedio, pasa la entidad en el sistema modelado?
¿Qué porcentaje de tiempo tuvo el recurso en uso?
¿Cuál fue el tiempo mayor de atención de una entidad?
¿Cuál fue el costo promedio de atención de una entidad?
¿Cuál fue el número máximo de entidades en espera por atención?
Entre otras
3.3.- Definición de conceptos
A fin de dar un sentido más exacto a lo que se pretende estudiar, se definen a continuación los términos de mayor uso en la presente investigación:
3.3.1.- Modelo
Conjunto de aproximaciones sobre cómo trabaja el sistema. En vez de estudiar el sistema real, se estudia un modelo del mismo, lo cual usualmente es más fácil, económico y seguro.
3.3.2.- Submodelo
Organizador utilizado en el software ARENA 7.0 para agrupar cualquier objeto que este dentro del modelo a simular. El uso de esta herramienta no sólo incrementa la cantidad de espacio en el modelo, sino que también permite mantener organizado el diagrama de flujo.
3.3.3.- Eficacia
Es una medida del logro de los resultados. Se es eficaz cuando se logran los objetivos en el tiempo indicado y con la menor cantidad de recursos.
3.3.4.- Eficiencia
Es el logro de las metas con la menor cantidad de recursos. Es la razón entre el esfuerzo y los resultados.
3.3.5.- Efectividad
Es el cumplimiento de las metas en el lapso de tiempo establecido para su logro.
3.3.6.- Entidad
Objetos o personas que se mueven en el sistema, cambian de estatus, afectan y son afectadas por otras entidades. Entra al sistema, son atendidas, y salen del mismo.
3.3.7.- Atributo
Características de las entidades. En algunas entidades es el mismo, y en otras difiere.
3.3.8.- Variables
Son atributos que se fijaron durante el diseño del sistema ya sea por el diseñador o por la naturaleza, por ejemplo: la cilindrada del motor, la aceleración de la gravedad (Tarifa, tomado de Internet 2005) (17).
3.3.9.- Recurso
Objeto o persona que da un servicio. Las entidades los utilizan y luego lo dejan. Puede tener varas unidades de capacidad, por ejemplo, los asientos en un restaurante.
3.4.- Hipótesis
A continuación se expone la explicación tentativa al problema formulado, representada por la hipótesis general la cual se buscó comprobar en el presente estudio. Además se presentan hipótesis específicas cuya comprobación sirvió para concretar la hipótesis general de la cual se derivan.
3.4.1.- Hipótesis General
La utilización de dos tornos en la cuadrilla máquinas herramientas permitirá un equilibrio entre la aleatoriedad de la demanda y la capacidad de horas máquina, aumentando la efectividad de entrega de los trabajos, el porcentaje de utilización de la maquinaria y eliminando la necesidad de utilizar jornadas extraordinarias.
3.4.2.- Hipótesis Específicas
1. Operando la actividad de torneado con dos tornos se incrementará la efectividad de entrega de los trabajos.
2. Operando la actividad de torneado con dos tornos se incrementará la eficiencia de entrega de los trabajos.
3. Operando la actividad de torneado con dos tornos se incrementará la utilización de los mismos.
4. Utilizando dos tornos en la cuadrilla máquinas herramientas sólo se necesita el turno diario para cumplir con la demanda de trabajo, eliminando los sobre tiempos y operaciones con mano de obra contratada.
5. Si se logra mantener la probabilidad de ocurrencia de las solicitudes de trabajo de mantenimiento preventivo por encima de las correctivas, se presentará una holgura que permitirá adaptarse a la aleatoriedad de la demanda de trabajo, incrementándose tanto la efectividad de entrega, como la utilización del torno actual.
3.5.- Sistema de Variables
En la siguiente sección se presentan las definiciones conceptuales y operacionales de las variables que fueron objeto de estudio y que permitieron determinar el curso de acción que optimizara las operaciones de torneado.
3.5.1.- Variables Independientes
Número de servidores (Tornos)
Probabilidad de ocurrencia de las solicitudes de trabajo
Tiempo entre llegadas de solicitudes de trabajo
Tiempo de maquinado
3.5.2.- Variables Dependientes
Efectividad de entrega
Eficiencia de entrega
Utilización de la maquinaria
3.5.3.- Definición Conceptual y Operacional de las Variables
3.5.3.1.- Número de Servidores (Tornos)
3.5.3.1.1.- Definición Conceptual
El torno es una máquina herramienta por medio del cual se llevan a cabo trabajos de manufactura en piezas de revolución necesarias para asegurar el mantenimiento de los equipos más productivos de la empresa.
3.5.3.1.2.- Definición Operacional
Se manipuló esta variable mediante la exposición de un torno adicional en las operaciones del taller, lo que implica 8.5 horas adicionales en el turno diurno (7 p.m. a 4:30 p.m.) basándose en las especificaciones del sistema actual para observar los efectos en el mismo.
3.5.3.2.- Probabilidad de Ocurrencia de las Solicitudes de Trabajo
3.5.3.2.1.-Definición Conceptual
Las solicitudes de trabajo son formularios por medio del cual se tramitan los trabajos de mantenimiento. Éstas se dividen en cuatro (4) categorías: Emergencias, tipo 1, tipo 2 y tipo 3, las cuales llegan a Taller Central en cantidades y horarios distintos. Luego, cada una tiene una posibilidad con relación a las demás de presentarse en un momento dado, pudiéndose calificar sus llegadas como eventos probabilísticas.
3.5.3.2.2.- Definición Operacional
Se utilizaron indicadores porcentuales para la operacionalización de esta variable mediante una relación entre el número de solicitudes la totalidad de la muestra, obteniéndose la proporción de cada tipo.
3.5.3.3.- Tiempo entre llegadas
3.5.3.3.1.-Definición conceptual
El tiempo entre llegadas es aquel lapso de tiempo que transcurre entre la llegada de una solicitud y otra. Esta variable es utilizada para analizar la demanda se clientes en un sistema dado de líneas de espera. Por medio del mismo se determinó el comportamiento de las llegadas al sistema el cual podía ser un número fijo (determinístico) o desconocido (probabilística).
3.5.3.3.2.-Definición Operacional
Para la medición de esta variable se llevó a cabo mediante una razón inversa de la cantidad de solicitudes que arriban diariamente a Taller Central.
3.5.3.4.- Tiempo de Maquinado
3.5.3.4.1.-Definición Conceptual
Se refiere al lapso de tiempo que tarda el operador en maquinar la pieza, dichos tiempo abarcan demoras inevitables como preparación de la maquinaria, búsqueda de materiales y/o herramientas, espera por trabajo, entre otras
3.5.3.4.2.-Definición Operacional
Para la medición del tiempo de maquinado se procedió al igual que con la variable tiempo entre llegadas a elaborar una base de datos de las horas de inicio y fin de cada actividad, las cuales son registradas por el supervisor de taller central en los reportes diarios de mantenimiento
3.5.3.5.- Efectividad de Entrega
3.5.3.5.1.- Definición Conceptual
La efectividad es una medida del logro de los resultados por lo que servirá como indicador para medir el desempeño mensual de las actividades de torneado baso una situación particular.
3.5.3.5.2.- Definición Operacional
Se medirá la efectividad mensual de las actividades de tornado estableciendo un grupo llamado "A tiempo" para aquellas solicitudes cuyas fechas de requerimientos sean iguales o menores al último día del mes bajo análisis y se entreguen antes o el mismo día del lapso requerido. Por otro lado, las entregas tardías serán agruparas en la categoría "Atrasadas".
3.5.3.6.- Eficiencia de Entrega
3.5.3.6.1.- Definición Conceptual
Las solicitudes de trabajo tienen un lapso de espera de acuerdo a su prioridad. Así las solicitudes con prioridad E deben realizarse lo más rápido posible, aquellas con prioridad 1 normalmente pueden esperar hasta una (1) semana, y las de prioridad 2 pueden esperar, en promedio, un (1) mes. Para mayor exactitud en los lapsos de espera de cada solicitud se utilizó una relación de probabilidad en relación a los reportes estudiados. Luego la eficiencia de entrega será el cumplimiento de los lapsos de espera promedio utilizados.
3.5.3.6.2.- Definición Operacional
La efectividad se medió seleccionando los trabajos que cumplieran los plazos de tiempo de entrega de acuerdo a la prioridad. De tal forma, se obtuvo la efectividad de cada mes seleccionando en un grupo llamado "a tiempo" aquellos trabajos finalizados antes de la fecha límite de entrega, y en un grupo llamado "atrasados" aquellos los cuales se hayan entregado después de la fecha límite. Finalmente se puedo obtener una relación mensual y semanal de la efectividad de entrega respecto a los meses estudiados.
3.5.3.7.- Utilización de la Maquinaria
3.5.3.7.1.- Definición Conceptual
Existe una jornada regular (7 a.m. a 4: 30 p.m.) de 8.5 horas diarias de lunes a jueves, y de 8.0 horas los días viernes. En el transcurso de dicha jornada el torno está disponible. Así mismo, se ha destinado la utilización del mismo en jornadas extra ordinarias, a disposición de Taller Central de acuerdo al volumen de trabajo pendiente, conformadas por 6 horas de lunes a jueves y 6.5 los días viernes en el turno 3 p.m. a 11 p.m., o bien sea en sobre tiempos durante los fines de semana.
3.5.3.7.2.- Definición Operacional
La utilización del torno se determinó por medio de una razón entre las horas efectivas operadas y las horas totales utilizadas en un mes. La misma se calculó por separado para la jornada regular (turno diurno) y para la jornada extraordinaria (sobre tiempos y turno mixto) para facilitar el análisis.
3.5.4.- Operacionalización de las Variables
En la tabla 3, mostrada a continuación se describen los indicadores utilizados para la medición de las variables que fueron objeto de estudio.
Tabla 3: Operacionalización de las Variables
CAPÍTULO IV
Marco metodológico
4.1- Tipo de Investigación
Desde el punto de vista del propósito, la investigación es aplicada, por cuanto sus resultados podrán utilizarse para mejorar las operaciones de Taller Central.
Desde el punto de vista del conocimiento, el presente estudio es de tipo explicativo, pues se buscó comprobar las ventajas y desventajas que traería la utilización de dos tornos exponiendo la situación actual a través del conocimiento de las causas que originan el problema, y sí tomar una decisión adecuada para mejorar la situación.
Se llevó a cabo una investigación por muestra con diseño experimental de campo, con post prueba únicamente y grupo de control, ya que los datos fueron recogidos de la realidad empírica y presenta objetivos formulados que requieren la comprobación de relaciones causa efecto hipotéticas entre variables independientes (Torno adicional, probabilidad de ocurrencia de solicitudes de trabajo, etc.), y dependientes (efectividad de entrega, eficiencia de entrega y utilización de la maquinaria), mediante el tratamiento y comparación de resultados de la operación de torneado propuesta respecto a la situación actual.
El estudio se caracteriza por utilizarse el método científico para observar y luego analizar de manera lógica y sistemática la situación actual formulando el problema a investigar para así poder llevar a cabo la experimentación y presentar los resultados obtenidos.
4.2 – Población y Muestra
La población esta representada por todas las solicitudes de trabajo que requieren torneado para el año 2005, provenientes de las áreas productivas y de servicio de CVG CARBONORCA. Entre estas áreas se encuentra Molienda y Compactación, Equipo Móvil, Hornos de Cocción. Debido al tamaño considerado de la población y al desconocimiento de sus límites, ésta se considera infinita.
La muestra de datos para la realización del modelo esta determinada por las solicitudes de trabajo de los meses Enero, Febrero, y Marzo de 2005. Dicha muestra esta constituida por cien (100) solicitudes y la misma fue seleccionada a través de un muestreo no probabilístico de tipo causal (incidental o de sujetos voluntarios), debido a la dificultad presentada para estudiar datos históricos de años anteriores y al tiempo de estudio.
Por otro lado, las muestras utilizadas para la realización de las pruebas con el modelo fueron completamente aleatorias, así como la asignación a las pruebas realizadas. La muestra presenta un comportamiento exponencial con media 21.05 horas entre llegadas y se utilizó un lapso de 2112 horas las cuales representan los meses Enero, Febrero y Marzo, manteniéndose concordancia con los reportes históricos estudiados.
4.3 – Técnicas y/o Instrumentos
La recolección de la información se hizo a través de entrevistas de tipo no estructuradas al personal del Taller Central, la observación directa, registro de datos de reportes diarios de mantenimiento, facturas, solicitudes de pedido y consulta de normas y procedimientos del sistema de gestión de la calidad de CVG CARBONORCA, lo que supone el uso de fuentes tanto primarias como secundarias.
4.3.1 – Entrevistas de Tipo no Estructuradas
Se realizaron entrevistas de tipo no estructuradas al superintendente de Talleres y Servicios, programadores de la Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento, supervisor y operadores de máquinas herramienta del Taller Central, con el objetivo de recolectar información relacionada con las variables objeto de estudio (Tiempo entre llegadas de solicitudes, número de servidores (tornos), efectividad de entrega, eficiencia de entrega, utilización de la maquinaria, tiempos de maquinado, probabilidad de ocurrencia de las solicitudes).
4.3.2 – Observación Directa
Permitió conocer el proceso Planificación y Ejecución de Mantenimiento en el Taller Central, así como el comportamiento de las variables de estudio.
4.3.3 – Registro de Datos Históricos
Como se mencionó anteriormente se revisaron las solicitudes de trabajo de mantenimiento de los meses Enero, Febrero y Marzo de 2005 referentes a la actividad de torneado, para el análisis y detección de tendencias, ciclos y otros indicadores de comportamiento de los mismos a través del tiempo. Así mismo, facturas de autorizaciones de pago y pedidos a talleres foráneos para conocer el volumen de trabajo que el taller delega a empresas foráneas.
4.3.4 – Revisión de Normas y Procedimientos del Sistema de Gestión de la Calidad de C.V.G. CARBONORCA.
Los lineamientos a seguir para la gestión y ejecución de mantenimiento en el Taller Central están contenidos en las normas y procedimientos 10.01-02 Planificación y Ejecución de Mantenimiento de Sistema de Gestión de la Calidad de C.V.G. CARBONORCA. De igual manera el procedimiento Emisión de Solicitud de Pedido de servicios foráneos esta regulado bajo el código 07.01-01. Dichos procedimientos se revisaron para conocer con veracidad el flujo de las solicitudes de pedido que llegan al Torno de Taller Central.
4.4 – Materiales
Referencias bibliográficas para la fundamentar las bases teóricas del estudio.
Se utilizó el software ARENA 7.0, para la creación de un modelo de las actividades de torneado en el Taller Central y la simulación del mismo bajo distintos escenarios para conocer y detectar puntos clave de mejora.
El software Microsoft Excel se utilizó para el análisis de datos históricos.
El software Microsoft Project se utilizó para la planificación del cronograma a utilizar en la elaboración del estudio.
Por otro lado el software Microsoft Visio se utilizó para la elaboración del diagrama de flujo del procedimiento Planificación y Ejecución de Mantenimiento.
4.5 – Procedimiento
El procedimiento a seguir presenta los siguientes aspectos
4.5.1 – Diseño
1. Identificar y analizar de los hechos referentes a la investigación
2. Plantear el problema de investigación.
3. Definir el objetivo general y específicos de la investigación.
4. Elaborar el marco teórico de la investigación. Para ello fue necesario revisar material bibliográfico concerniente a estudios de factibilidad e investigación de operaciones y definir las bases teóricas para el estudio.
En este espacio también se plantean las hipótesis para el logro del objetivo general y los objetivos específicos, así como la identificación de las variables a medir.
5. Definir el tipo de estudio y método a seguir y seleccionar las fuentes y técnicas de recolección de datos
6. Preparar el cronograma de trabajo a seguir (Ver anexo A).
7. Preparar el anteproyecto del estudio.
4.5.2.- Desarrollo
8. Autorización para realizar el estudio.
9. Estudiar la demanda de solicitudes de mantenimiento cerradas para los meses Enero, Febrero y Marzo de 2005 que hayan requerido de actividad de torneado.
10. Recolectar y ordenar los datos de las variables a estudiar (número de servidores, tiempo entre llegada, utilización del torno, efectividad de entrega, eficiencia de entrega, tiempo de maquinado, probabilidad de ocurrencia de las solicitudes) para el diagnóstico del desempeño de las actividades de torneado en la situación actual.
11. Formular el diagnóstico de la situación actual.
12. Formular el modelo de simulación basado en la teoría de líneas de espera del proceso de maquinado en Torno de solicitudes de trabajo en el Taller Central.
13. Verificación de posibles errores en el modelo.
14. Simulación de las operaciones con la utilización de dos tornos (dos servidores) en el turno diario.
15. Observar y analizar los resultados.
16. Simular las operaciones con un torno en el turno diario y aumento en las solicitudes de mantenimiento preventivo.
17. Observar y analizar resultados.
18. Definir propuesta de factibilidad de adquisición de un torno adicional y recomendaciones.
19. Presentación de resultados.
CAPÍTULO V
Diagnóstico de la situación actual
5.1.- Procedimiento Planificación y Ejecución de Mantenimiento
En C.V.G. CARBONORCA se han establecido una serie de lineamientos para solicitar, programar, ejecutar, supervisar y controlar los trabajos de mantenimiento requeridos en la planta. Tales lineamientos están contenidos en el procedimiento Planificación y Ejecución de Mantenimiento (código 10.01-02) (18) del Sistema de Gestión de la Calidad, el cual incluye las unidades responsables, normas y procedimientos a seguir. En el presente capítulo se describe el procedimiento referente a la planificación y ejecución de mantenimiento con el torno de Taller Central, así como el análisis de las condiciones actuales las cuales sirvieron de base para el diagnóstico y solución del problema bajo estudio. Así mismo se presentan las pruebas
realizadas bajo teorías de simulación para la comprobar las hipótesis formuladas.
5.1.1.- Solicitud de Trabajos de Mantenimiento
De acuerdo con la norma número tres del procedimiento Planificación y Ejecución de Mantenimiento (op. cit.) (19): "Todo requerimiento de trabajo de mantenimiento debe tramitarse mediante el formulario "Solicitud de Trabajo" ante la Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento en horario administrativo" (p. 2). Además el trabajo debe ser solicitado por el responsable del equipo o instalación. Dicho formulario contiene diversos campos que el emisor debe llenar como área de procedencia, nombre del emisor, descripción del trabajo requerido, entre otras. Sin embargo, los dos campos más importantes son la fecha requerida y la prioridad debido a que dependiendo de éstas el trabajo se realizará más rápido que el resto en espera. La prioridad esta clasificada de la siguiente manera:
E: Emergencia, la cual de no realizarse lo más rápido posible, puede arriesgar la seguridad del trabajador o la continuidad de las operaciones en planta.
1: Corresponde a un trabajo que no puede esperar más de una (1) semana por su ejecución.
2: Este tipo de trabajos puede esperar hasta un (1) mes, debido a esto son los que usualmente se planifican.
3: Los trabajos con prioridad 3 pueden esperar más de un (1) mes por su ejecución. Casi nunca se presentan este tipo de trabajos en Taller Central.
Una vez llenado por el emisor, el formulario se entrega a la Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento (en caso de tener prioridad 2 o 3), donde se firmará, registrará la fecha y hora y devolverá una copia a la unidad usuaria para su control. Si el trabajo presenta prioridad E o 1, el emisor entrega el formulario al Supervisor de Taller Central (o en su defecto al operador máquina-herramienta) notificando todas las especificaciones para realizar el trabajo requerido.
5.1.2.- Planificación de Trabajos de Mantenimiento
En la Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento, se le asigna un Código y una Orden de Trabajo. El código de trabajo es un número de siete (7) dígitos (XXX XXXX) donde los tres primeros indican la familia de equipos a los que pertenece le material o pieza a trabajar, y los otros cuatro dígitos corresponden a un consecutivo de orden numérico. El código de trabajo es asignado para la estandarización de los trabajos, tomando en cuenta procedimiento, frecuencia y duración de los mismos, a fin de facilitar su planificación. Por otro lado, la Orden de trabajo es un número asignado para mantener un orden en la planificación el cual consta de siete dígitos (X X XXXXX) donde el primer número corresponde al sitio de ejecución, el segundo dígito corresponde al año en curso, y los demás cinco dígitos son un consecutivo de orden numérico.
La Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento debe tramitar los trabajos de taller notificando a la Superintendencia Talleres y Servicios para su completa planificación. Luego de asignado el Código y la Orden de trabajo, el programador los registra en el sistema NATURAL (Es una actualización del SIMI: Sistema Integral de Mantenimiento Industrial) junto con la duración estimada del trabajo y su número de ficha (como responsable de la planificación).
Cuando se requiere la contratación de servicios para realizar un trabajo, ya sea porque no hay tiempo de realizarlo para la fecha requerida o porque requiere tolerancias que el Torno del Taller Central no permite, se procede a la emisión de una solicitud de pedido (en caso de un costo mayor de 500 UT), o la Superintendencia Talleres y Servicios se encarga de seleccionar a un Taller Foráneo para su ejecución por medio de una Autorización de Pago (en caso de un costo menor a 500 UT).
5.1.3.- Programación de los Trabajos de Mantenimiento
El programador consulta en el sistema las órdenes de trabajo ya planificadas y asigna nuevos trabajos para luego obtener el Programa Semanal de Mantenimiento (preliminar) los días martes, el cual de acuerdo con la Norma 19 del procedimiento Planificación y Ejecución de Mantenimiento (20) "debe ser revisado y discutido por las Superintendencias Mantenimiento y Producción el día de la reunión de la programación" (p. 4).
Luego de obtenerse el preliminar el programador gestiona junto con Almacén por medio del sistema SAP/R3 las reservas de materiales y repuestos requeridos para ejecutar las tareas programadas, las cuales serán retiradas por el Distribuidor Industrial. Todos los días viernes de cada semana, se entrega el Programa Semanal de Mantenimiento para la semana próxima al Supervisor de Taller Central junto con las respectivas Órdenes de trabajo.
5.1.4.- Ejecución, Supervisión y Control de los Trabajos de Mantenimiento
Una vez entregado el programa semanal de mantenimiento junto con las órdenes y los recursos, se ejecutan los trabajos bajo instrucciones del Supervisir de Taller Central, quien una vez finalizada la tarea firma la orden junto con el emisor en señal de ejecución y conformidad del trabajo.
Para el caso de las solicitudes de trabajo no planificadas (aquellas con prioridad emergencia o tipo 1), el emisor deberá tramitar el recurso en Almacén y presentar la solicitud ante el Supervisor de Taller Central, quien por tratarse de trabajos más importantes debe ejecutarlos antes de cualquier trabajo ya planificado.
El supervisor de taller puede decidir utilizar sobre tiempos para la culminación o adelanto de trabajos pendientes, o en última instancia, enviar las solicitudes de trabajo que no puedan ser finalizadas para la fecha, debido a la cantidad de trabajos en espera, a la Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento donde junto con la Superintendencia Talleres y Servicios decidirán utilizar una solicitud de pedido o autorización de pago para su ejecución en un taller foráneo. Una vez realizadas, las órdenes de trabajo parcialmente terminadas son registradas junto con las finalizadas (anexando la solicitud) por el Supervisor de Taller Central en el Reporte Diario de Mantenimiento y luego entregadas a la Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento al día siguiente de su ejecución. Las actividades programadas que no se hayan terminado pueden ser reprogramadas para su posterior culminación.
La Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento registra las órdenes de trabajo ejecutadas para mantener el control sobre el mantenimiento realizado y luego las archiva por mes calendario en cajas las cuales a los tres meses se depositan en almacén con el nombre de Archivo Muerto.
El procedimiento antes mencionado puede ser resumido en la figura 2 mostrada a continuación.
Figura 2: Diagrama de flujo del Procedimiento Planificación y Ejecución de Mantenimiento en Torno
Fuente: Elaborado por el autor
5.2.- Condiciones Actuales de las Actividades de Torneado en Taller Central
Taller Central cuenta con un solo torno para maquinar las piezas que se necesiten para el mantenimiento en planta durante el turno diurno, el cual comprende desde las 7 a.m. hasta las 4:30 p.m. de lunes a jueves, con una horas de descanso al medio día, y los días viernes de 7 a.m. a 4 p.m. (corresponde a 42 horas semanales).
Los trabajos vienen por medio de una solicitud la cual es atendida de acuerdo con la prioridad que ésta tenga. La Superintendencia Talleres y Servicios sostiene que es necesario un torno adicional debido a la utilización constante del mismo en sobre tiempos durante los fines de semana y en el turno mixto, el cual comprende desde las 3 p.m. hasta las 11 p.m., con media hora de descanso. Sin embargo, el operador sólo puede utilizar el torno a partir de las 4:30 p.m. ya que a esa hora es que se libera el turno diurno, teniéndose 6 horas de lunes a jueves y 6.5 horas los días viernes.
Durante varios recorridos se observaron ciclos de inactividad, por lo que se diseñó un modelo de las operaciones para conocer, por medio de simulación, la factibilidad de utilizar un torno adicional en la cuadrilla máquinas herramientas. Esto se realizó manipulando la variable número de servidores para observar los cambios sobre las variables dependientes efectividad de entrega, eficiencia de entrega y utilización de la maquinaria. El simulador se utilizó para la experimentación y el usuario sólo recibió los resultados. A continuación se describen los pasos realizados.
5.2.1.- Definición del Sistema de Líneas de Espera
Es necesario reconocer que las operaciones de torneado obedecen a un sistema de líneas de espera. Al respecto Taha (op. cit.) (21) afirma que los elementos principales de una situación de colas son el cliente y el servidor y que el sistema sigue la secuencia siguiente:
1. Llegadas, representada por el tiempo entre llegadas el cual puede ser probabilística o determinístico.
2. Colas, constituida por un disciplina que puede ser primero en entran primero en ser atendido, último en entrar primero en ser atendido, por prioridad, orden aleatorio, disciplina general.
3. Servicio, representado por el tiempo de servicio, el cual puede ser probabilística o determinístico.
4. Salidas, del sistema o a otro servidor.
De acuerdo con dichos elementos, las operaciones de torneado conforman un modelo de líneas de espera, donde los clientes están constituidos por las solicitudes de trabajo que requieren torneado y el servidor esta representado por un torno. Existe un gran número de tales solicitudes, de modo que se puede suponer razonablemente, que la población de clientes es infinita. Además, el flujo del sistema puede explicarse en relación a la figura 3 mostrada a continuación:
5.2.1.1.- Llegadas de Solicitudes de Trabajo
La llegada de solicitudes de trabajo esta representada por dos características, el número de solicitudes que arriban por día y por el tiempo que transcurre entre la llegada de una solicitud y otra, llamado normalmente tiempo entre llegadas (o Inter. arribo).
Se elaboró una base de datos de cien (100) solicitudes basadas en los reportes diarios de mantenimiento de los meses Enero, Febrero y Marzo de 2005 y por medio del software INPUT ANALYZER se determinó, con un error de 3.83%, que la demanda de solicitudes sigue una distribución de POISSON con media 1.14 solicitudes por día laboral (ver apéndice A). En el gráfico 1 puede observarse el flujo de llegadas semanales durante los tres primeros meses del año 2005.
Gráfico 1: Demanda de Solicitudes de Trabajo Enero, Febrero, Marzo de 2005
En el gráfico 1 puede notarse que durante algunas semanas arriba una gran cantidad de solicitudes, sin embargo durante otras la llegada de los trabajos es muy baja, lo que quiere decir que de no tener trabajo atrasado se presenta inactividad.
Por seguir una distribución de POISSON, las llegadas son completamente aleatorias, lo que significa que no hay forma de predecir cuando llegará una solicitud a Taller Central.
Taha (op. cit.) (22), plantea que, "Si el número de llegadas a una instalación de servicio durante un período específico ocurre de acuerdo con una distribución de Poisson, entonces, de forma automática, la distribución de intervalos entre llegadas sucesivas debe seguir la distribución exponencial negativa (o simplemente exponencial)" (p. 492). En relación a lo anterior, la media de la distribución de POISSON y EXPONENCIAL obedecen a las siguientes expresiones:
De esta forma se tiene que el tiempo entre la llegada entre una solicitud y otra es de 21.05 horas.
5.2.1.2.- Colas
Existen dos colas. La primera es en la Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento donde arriban las solicitudes tipo dos (2) y tipo tres (3) las cuales deben esperar, bajo el criterio primero en llegar primero en ser atendido, a ser programados para semanas futuras.
La segunda cola deben hacerla todas las solicitudes y corresponde a la espera mientras el Torno se libera, donde las primeras en ser atendidas son aquellas que tienen la más alta prioridad. Así el orden de atención es el siguiente:
1. Emergencias
2. Tipo 1
3. Tipo 2
4. Tipo 3
Otra característica del proceso de colas es el número de espacios de espera en cada fila, es decir, el número de clientes que pueden esperar (o que esperarán) para ser atendidos ya sea para programación o para maquinado. En este caso ese número es bastante grande debido a que el cliente es una solicitud de trabajo y por ende no significa ningún problema práctico considerándose infinito.
5.2.1.3.- Maquinado en Torno
El proceso de servicio esta constituido por un solo servidor (torno) en el cual solo se puede maquinar una pieza a la vez. Así mismo, se permite la prioridad, es decir, que el operador puede detener el maquinado de una pieza y empezar a ejecutar otra con mayor prioridad, como es el caso de una actividad programada que se esté ejecutando, que puede ser detenida para empezar a maquinar una emergencia la cual presenta mayor prioridad.
El tiempo de duración del maquinado en el Torno se determinó por medio de los reportes diarios de mantenimiento de los meses Enero, Febrero, Marzo de 2005 en los cuales el supervisor del taller registra la hora de inicio y fin de cada actividad (Ver Apéndice B). Utilizando el software INPUT ANALYZER, se determinó con un error de 0.89% que el tiempo de maquinado sigue una distribución Exponencial con media 5.07 horas.
5.2.1.4.- Salidas
Una vez que el maquinado en el torno se ha terminado la pieza puede ir a otras áreas del taller si requiere otro tipo de actividad, sino se firma como terminada y se entrega el trabajo al usuario.
5.2.1.5.- Otras Características de las Actividades de Torneado Actualmente
5.2.1.5.1.- Utilización del Torno
Durante los tres primeros meses del año 2005 la mayor utilización del torno en el turno diurno fue de 118 H-M (70.2%) y la más baja fue de 82.5 H-M (46.6%), presentándose en promedio 99.3 H-M (57.1%) (Ver apéndice 3), es decir, que 4.8 H-M se utilizan diariamente en el turno diurno.
La utilización en los primeros meses del año 2005 puede verse en el gráfico 2, mostrado a continuación.
Gráfico 2: Utilización del Torno Situación Actual
En el gráfico 2 puede observarse que la utilización total mensual del torno tiene una tendencia horizontal, manteniéndose un promedio de 168.5 H-M (Turno diurno, mixto y sobre tiempo) al mes. Así mismo, la capacidad del turno diurno, la cual varía de acuerdo con los días laborales de cada mes, es en promedio 173.8 H-M, por lo que la utilización total representa el 96.9% del mismo.
A pesar de el total de utilización no sobre pasarse la capacidad del turno diurno, éste sólo es utilizado 99.3 H-M de las 173.8 H-M disponibles, representando una tasa de uso de 57.1 %. Debido a esto, se debe disponer mensualmente de 50.2 H-M en el turno mixto y 19 H-M en sobre tiempos para terminar los trabajos, constituyendo una utilización extra de 28.88% y 10.93% respectivamente. Luego, se necesita mensualmente 39.81% adicional al turno diurno para cumplir con los trabajos.
A pesar de esta situación, en los meses estudiados, altas tasas de utilización del torno en jornadas extraordinarias estuvieron precedidas por altas tasas de inactividad en el turno diurno (Ver apéndice 3 para más detalles). El caso más claro en el mes de Marzo donde sólo se utilizaron 82.5 H-M en el turno diurno de 177 H-M disponibles, requiriendo 84 H-M en sobre tiempos y H-H contratadas durante el turno mixto para terminar los trabajos. A continuación se muestra la utilización de algunas semanas del trimestre estudiado.
Gráfico 3: Utilización del Torno Semana del 24 al 31 Enero de 2005
En el gráfico 3, el cual representa la utilización del torno en la semana del 24 al 31 de Enero de 2005, puede observarse la inactividad durante el turno diurno (color amarillo) seguida de una utilización constante en el turno mixto (color verde) y ausencia de sobre tiempos en el fin de semana, pudiéndose notar que la causa de la utilización en jornadas extras no se debe a la carencia de H-M durante el turno diurno.
Por otro lado, en la semana del 21 al 27 de Febrero de 2005, la inactividad durante el turno diurno fue baja. Sin embargo, la utilización del turno mixto fue sólo de un día y el sábado y domingo hubo sobre tiempos, cuyo objeto fue terminar trabajos acumulado en la semana. Esto puede verse en el gráfico 4 a continuación.
Gráfico 4: Utilización del Torno Semana del 21 al 27 Febrero de 2005
Al igual que en el mes de Enero, en Marzo hubo una semana donde se utilizó el turno mixto aún con tasas constantes de inactividad en el turno diurno, como es el caso de la semana del 21 al 27 mostrada en el gráfico 5 a continuación
Gráfico 5: Utilización del Torno Semana del 21 al 27 Marzo de 2005
Como puede observarse en los gráficos anteriores, la demanda aleatoria requiere de jornadas extraordinarias para atender con eficiencia los trabajos. Sin embargo, el hecho de que la demanda sea completamente impredecible no la hace un problema imposible de resolver. La dificultad de manejarla se debe a que el 71% de la misma esta representada por solicitudes de trabajo tipo 1 y emergencia y sólo el 29% es tipo 2, lo que implica menores tiempos de espera y tiempos de respuesta más rápidos.
5.2.1.5.2.- Utilización de H-H contratadas
Como se mencionó anteriormente, se utiliza a un operador contratado durante el turno mixto para operar el torno cuando la carga de trabajo lo amerita. Sin embargo, dicho operador también es utilizado en otras actividades de máquinas herramientas del taller constituyendo un operador integral. La utilización de las H-H contratadas durante los tres primeros meses del año en curso puede verse en el gráfico 6.
Gráfico 6: Utilización H-H Contratadas Situación Actual
Como puede observarse en el gráfico 6., el turno mixto tiene una capacidad promedio de 130 H-M ((128 H-M + 122 H-M + 140 H-M)/3), de las cuales 50.2 H-M son utilizadas en torno (38.61%) y 22.3 H-M en otras actividades del taller (17.2%), quedando 39.64% (55.5 H-M) disponibles.
5.2.1.5.3.- Delegación de Trabajo a Talleres Foráneos
Si bien durante años anteriores se han delegado trabajos a talleres foráneos por medio de un pedido abierto de H-M, así como también por medio de autorizaciones de pago, durante los meses estudiados no hubo autorizaciones de pago concernientes a maquinado en torno. De igual forma, los pedidos realizados para el año en curso de los diferentes centros de costo de la empresa no conciernen a maquinado en torno, a excepción del pedido de horas hombres para el turno mixto las cuales son utilizadas como refuerzo de mano de obra en el taller.
5.2.1.5.4.-Efectividad de Entrega
La efectividad de entrega es una relación entre el número de solicitudes que se requiere al mes y el número de solicitudes que se terminan para esa fecha (Ver apéndice 4). Así se puede indicar de forma porcentual el desempeño en cuanto a las entregas mensuales del taller en la actividad de torneado.
En relación a la muestra estudiada Taller Central tiene una efectividad promedio de 100%. Dicho porcentaje al mes no disminuye más de 97%, esto puede notarse en el gráfico 7 mostrado a continuación.
Gráfico 7: Efectividad de Entrega Situación Actual
En un mes regular de trabajo del turno diurno se pueden ejecutar 34.28 piezas (173.8 horas * (1 / 5.07 horas / pieza)). Sin embargo, como se mencionó anteriormente sólo se utiliza un promedio de 57.1% del mismo, lo que representa 19.6 piezas, por lo que la efectividad no se lograría prescindiendo de sobre tiempos y turno mixto, con los cuales pueden hacerse 9.9 y 3.8 piezas respectivamente, completando de este modo la demanda mensual de 33.33 piezas.
5.2.1.5.5.- Eficiencia de Entrega
La eficiencia de entrega es una relación entre los trabajos finalizados a tiempo y los finalizados con atraso. Este indicador se obtuvo seleccionando los trabajos entregados a la fecha requerida en un grupo llamado "A tiempo" y los entregados con tardía en uno llamado "Atrasados" (Ver apéndice 4). A continuación se muestra en el gráfico 8 la efectividad durante los tres primeros meses del año 2005.
Gráfico 8: Eficiencia General Situación Actual
En el gráfico 8 se puede apreciar que en el mes donde se obtuvo mayor eficiencia fue Enero, donde además se utilizó la mayor cantidad de H-H contratadas y no hubo sobre tiempo. Por otro lado en Febrero se utilizó la mayor cantidad de sobre tiempos y la menor cantidad de H-H contratadas y se obtuvo la menor eficiencia. En Marzo se utilizó tanto sobre tiempo como H-H contratadas pero la inactividad de la maquina en horario regular fue la mayor.
El 66% de eficiencia se debe a que los tres tipos de solicitudes que se ejecutan (E, tipo 1 y tipo 2) tienen prioridades distintas, lo que representa tres tipos de eficiencias. Debido a que la minoría de la demanda es tipo 2 (29%), su eficiencia es baja ya que se dejan como última opción en la ejecución bajando el índice de eficiencia total de entrega. Esto puede observarse en el gráfico 9 a continuación.
Gráfico 9: Eficiencia por tipo de Solicitud Situación Actual
En el gráfico 9 puede apreciarse que la mayor eficiencia de entrega la tienen las solicitudes de emergencia y tipo 1 y la menor las solicitudes tipo 2, pero a pesar de tener prioridades distintas, en promedio las eficiencias de entre las solicitudes tiene valores cercanos.
Finalmente, se ha resumido la situación actual en la tabla 4 donde se muestran las principales características de la misma.
Tabla 4: Características de la Situación Actual
5.3.- Análisis de las Operaciones por medio de Simulación
5.3.1.- Formulación del Modelo
El modelo utilizado para la simulación presenta dos partes: Lógica y Resultados.
5.3.1.1.-Lógica del Modelo
La lógica constituye todo el algoritmo del flujo de las solicitudes de trabajo y se representó bajo el lenguaje SIMAN (utilizado en el software ARENA 7.0) el cual permite la utilización de módulos programables los cuales representan cada una de las partes del procedimiento estudiado. La lógica se organizó en grupo llamados submodulos las cuales son explicadas a continuación (Ver apéndice 5 para más detalle)
5.3.1.1.1.-Arribo de Solicitudes desde Planta
Las entidades son generadas una a la vez de acuerdo con una distribución exponencial negativa con media 21.05 horas entre cada solicitud partiendo de una estación llamada Planta el cual representa las áreas operativas de la empresa. Los arribos ocurren en el horario laboral de trabajo y las distintas entidades son seleccionadas de acuerdo con la variable probabilidad de ocurrencia de las solicitudes de trabajo representada por 40% para las emergencias, 31% para las solicitudes tipo 1 y 29% para las tipo 2. Luego a cada entidad por separado se le asignan una serie de atributos los cuales determinan los resultados que se esperan obtener. Entre los atributos asignados se encuentran:
Hora de llegada, asigna la hora de llegada de la solicitud de trabajo la cual será utilizada para determinar la efectividad de entrega de la misma.
Secuencia, debido a que las solicitudes tipo 2 van a planificación antes de ser ejecutadas, se asigna un atributo el cual guiará a la entidad por la ruta adecuada.
Tipo de entidad, se define la entidad como solicitud tipo emergencia, 1 o dos de acuerdo con la probabilidad de ocurrencia.
Cambio de prioridad, se le asigna una característica numérica a cada tipo de entidad el cual será utilizada para el cambio de prioridad cuando pasan largos lapsos de espera.
Hora de salida requerida, debido a que cada tipo de solicitud tiene un lapso de espera distinto, los mismos son asignados con probabilidades discretas, de acuerdo con los datos recolectados en los reportes diarios de mantenimiento.
Así mismo, se presentan contadores los cuales registra la información concerniente al Número de solicitudes entrantes (Ver apéndice 5).
5.3.1.1.2.- Superintendencia Planificación y Programación de Mantenimiento
Constituye una de las esperas de las solicitudes tipo 2. Este submódulo sigue la lógica de la planificación de las solicitudes de trabajo, donde las solicitudes deben esperar por una programación semanal que sale todos los lunes a las 7 a.m. representando éstas el cronograma de la semana (Ver apéndice 5).
5.3.1.1.3.-Oficina del Supervisor Taller Central
Tal como en el sistema real, las solicitudes programadas y emergencias llegan a la oficina del supervisor donde son organizadas por prioridad para su posterior ejecución (Ver apéndice 5).
5.3.1.1.4.-Máquinas Herramientas
En el área máquinas herramientas es donde se ejecutan las piezas. Sin embargo, antes de la ejecución las solicitudes deben aguardar en una cola hasta que el operador termine con la pieza que esta ejecutando.
Como se mencionó anteriormente cada solicitud tiene un lapso de espera donde las emergencias son las que menos pueden esperar. Debido a esto el sistema fue diseñado para que de acuerdo con una distribución discreta (DISC (0.25, 48, 0.75, 24, 1.0, 12)), cada 48, 24 o 12 horas se chequea y se le asigna nueva prioridad a las que más tiempo hayan esperado de acuerdo con su lapso de espera permisible. Esto simula las actividades del supervisor en el taller el cual debe estar atento a que se ejecuten primero las emergencias, luego las tipo 1 y finalmente las tipo 2 y tipo 3.
Luego que se ejecute una pieza se maquina otra siguiendo un tiempo de maquinado de 5.07 horas en promedio de acuerdo con una distribución exponencial negativa. En esta sección, en el sistema real, se permite la prioridad, es decir, el operador puede desmontar una pieza que ha empezado a maquinar y seleccionar otra con mayor prioridad. Sin embargo, en el modelo, esta característica no se pudo simular, por lo que una pieza será maquinada solo cuando se termine la que se está ejecutando. No obstante, para efectos de las pruebas, esta situación no presenta problema alguno ya que se evaluó la eficiencia en general y no de cada trabajo en particular.
Una vez finalizada la pieza se registran las siguientes variables: Número de solicitudes entregadas a tiempo, atrasadas y número de solicitudes ejecutadas (Ver apéndice 5).
A continuación se muestra en la figura 4 la lógica descrita anteriormente.
Figura 4: Lógica del Modelo de las Actividades de Torneado
5.3.1.2.- Resultados
La segunda parte del modelo, los Resultados, esta formada por una pequeña animación y una serie de tablas, las cuales contienen los indicadores de desempeño y de verificación del modelo. Entre estos indicadores se encuentran los siguientes:
Datos de corrida: el cual contiene fecha de simulación, hora de simulación, replicación actual, total de replicaciones a realizar y hora de simulación
Requeridas: donde se registra el número de solicitudes de trabajo que llegan durante la simulación. Esta especificada por las categorías emergencias, tipo 1, tipo 2, tipo 3 y total el cual el la sumatoria de las llegadas.
Esperas: se muestran el número de solicitudes que esperan ya sea por planificación, por maquinado o en el torno.
Ejecutadas: de la misma manera que los arribos, el número de salidas de las solicitudes que se maquinaron se registran por categorías y se totalizan.
Eficiencia de entrega: en una categoría llamada "A tiempo" se registra el número de solicitudes que se terminaron antes o a la misma fecha de requerimiento, y se totalizan. De la misma manera se registran aquellas que se terminaron atrasadas.
Utilización de la maquinaria: en este indicador se registra la utilización de la maquinaria a través de una razón entre las horas que el torno estuvo ocupado y las horas disponibles (8.5 h de lunes a jueves y 8 h los días viernes).
La figura 5 mostrada a continuación representa la vista del panel de resultados.
Ilustración 01
Ilustración 02
Ilustración 03
Figura 5: Vista General del Panel de Resultados del Modelo de las Actividades de Torneado
5.3.2.- Colección de Datos
Los datos fueron provistos por medio de registros históricos de las operaciones durante los tres primeros meses del año 2005.
En la tabla 5 contiene los datos principales utilizados para el diseño de la lógica del modelo (Ver apéndice 6 para mayor detalle).
Tabla 5: Datos Utilizados para Lógica del Modelo de las Actividades de Torneado
5.3.3.- Pruebas
Se realizaron tres (3) pruebas independientes: Simulación con dos tornos; 71% solicitudes tipo 2 y un torno; 50% solicitudes tipo 2 torno. En cada prueba se efectuó una corrida de 2112 horas, es decir, los tres primeros meses del año 2005, y en cada una se realizaron dos (2) repeticiones aleatorias con el fin de obtener una muestra representativa del trimestre estudiado. Los resultados de cada prueba se obtuvieron calculando la media de las repeticiones y luego la media mensual de cada indicador: Efectividad, eficiencia y utilización de la maquinaria. A continuación se describen las pruebas realizadas.
5.3.3.1.- Simulación con dos Tornos
Se modificó el número de servidores (tornos) aumentándose a dos (2) para observar los efectos sobre las variables: efectividad de entrega, eficiencia de entrega y utilización de la maquinaria. Para ello se simuló el turno diurno para comprobar si con la introducción de un torno adicional a la cuadrilla se puede prescindir de la utilización del turno mixto en la semana y/o sobre tiempos durante los fines de semana.
Luego de simular las operaciones y promediar los resultados (Ver apéndice 7), se determinó que la efectividad de entrega es de 100% y la eficiencia de entrega de 82.5%, lo que representa un incremento de 15.5% respecto a la situación actual (67%). Por otro lado, la utilización de la maquinaria es de 48.6%, siendo esto una baja de 8.5% respecto a la utilización del turno diurno actualmente (57.1%). En el gráfico 10 se muestran los resultados.
Gráfico 10: Indicadores de Desempeño Operativo con dos Tornos
Las características de las operaciones con dos tornos se pueden resumir en la tabla 6 mostrada a continuación:
Tabla 6: Características de las Operaciones con dos Tornos
5.3.3.2.- Simulación con un Torno y 71% Solicitudes Tipo 2
Debido a que la demanda esta representada en su mayoría por mantenimiento correctivo (71%), se simularon las operaciones invirtiendo las probabilidades de ocurrencia de las solicitudes, dando a esta variable los valores: 71% para las solicitudes tipo 2 y para el de emergencia y tipo 1 15% y 14% respectivamente. Esto se hizo con el objeto de introducir mejoras en la eficacia de las operaciones manteniendo el torno actual.
Los resultados arrojaron que la efectividad alcanza un 91%, disminuyendo 9% respecto a la situación actual (100%). Por otro lado, la eficiencia es de 68%, lo que representa 1% más que en la situación actual, y la utilización de la maquinaria logra ser 88.5% aumentando 31.37% respecto a la situación actual (57.1%). Esto puede verse en el gráfico 11 a continuación.
Gráfico 11: Indicadores de Desempeño Operativo con un Torno y 71% Solicitudes Tipo 2
5.3.4.3.- Simulación con un torno y 50% Solicitudes Tipo 2
Debido a que es casi imposible lograr un 71% de solicitudes tipo 2, se simularon las operaciones con un 50%, otorgando 25% a las emergencias 25% a las solicitudes tipo 1 y 25% a las tipo 1
Los resultados arrojaron que la efectividad de entrega es de 80.5%, disminuyendo 19.5% respecto a la situación actual (100%). Por otro lado, la eficiencia es de 60.24%, lo que representa 6.76% menos que la situación actual (67%). Sin embargo, la utilización de la maquinaria logra una tasa de 78.26%, la cual es 21.16% más que la situación actual (57.1%). Esto puede observarse en el gráfico 12 mostrado a continuación.
Gráfico 12: Indicadores de desempeño operativo con un torno y 50% Solicitudes Tipo 2
Las características de las operaciones con un solo torno y mejoras en el mantenimiento preventivo se resumen en la tabla 7 a continuación
Tabla 7: Características de las Operaciones con un Torno y Aumento en las solicitudes Tipo 2
CAPÍTULO VI
Propuesta
6.1.- Análisis de los Escenarios Modelados vs. Situación Actual
De acuerdo con el análisis de los datos, la demanda de trabajo para las actividad de torneado de Taller Central es aproximadamente de 33.33 solicitudes mensuales. Para satisfacer en 100% (efectividad) esta demanda, actualmente se disponen 265.5 H-M al mes, lo que equivale a un 153% de la capacidad la cual es de 173.8 H-M/mes.
Ya que se sobre pasa en 53% a la jornada regular ha surgido la hipótesis de operar con un torno adicional en vez de utilizar sobre tiempos y el turno mixto, existiendo para muchos una aparente necesidad de maquinaria.
Sin embargo, debe señalarse que de las horas dispuestas sólo se utilizan efectivamente 168.9 H-M, siendo ésta cifra el requerimiento real, lo que equivale a 96.9%; el resto de las horas corresponden a inactividad. El gráfico 13 mostrado a continuación describe la información planteada.
Gráfico 13: Promedio de Utilización del Torno Situación Actual
En el gráfico 12 puede notarse que el porcentaje de uso en sobre tiempos y el turno mixto (39.81% = 28.88% + 10.93%) es casi igual a la inactividad en el día del torno (42.9%), incluso es menor, pudiéndose apreciar, como se explicó anteriormente, que la utilización en jornadas extraordinarias no supera la capacidad de H-M del taller. El 12.65 % correspondiente a inactividad en el turno mixto representa la ausencia del operador contratado mientras realiza otras actividades en el taller.
6.1.1- Operaciones con dos Tornos vs Situación Actual
Actualmente, en promedio, se logran ejecutar 33.33 trabajos al mes, de los cuales 22 se entregan a tiempo y 11.33 atrasados. Debido a que la utilización del turno diurno no es completa, sólo se logra terminar 19.6 solicitudes en el mismo representando 58.86% del trabajo realizado, en el turno mixto se terminan 9.9 lo que constituye el 29.73% y en los sobre tiempos se terminan 3.8 siendo el 11.41%.
La causa de la inactividad y por ende de requerir sobre tiempos y turno mixto se debe a que el tiempo de llegada entre una solicitud y otra es completamente aleatorio siguiendo éste una distribución exponencial. No obstante, la aleatoriedad de la demanda no es el mayor problema, sino que el 71% de la misma esta representada por trabajos de mantenimiento correctivo y/o emergencia los cuales están caracterizados por requerir atención lo más rápido posible y por presentar lapsos de espera muy cortos. Es por esto que se plantearon las hipótesis siguientes:
1. Operando las actividades de torneado con dos tornos incrementará la efectividad y la eficiencia de entrega de los trabajos.
2. Operando las actividades de torneado con dos tornos incrementará la utilización de los mismos.
3. Utilizando dos tornos en la cuadrilla máquinas herramientas sólo se necesita el turno diario para cumplir con la demanda de trabajo, eliminando los sobre tiempos y operaciones con mano de obra contratada.
Para determinar la veracidad de las hipótesis planteadas, se simularon las operaciones durante el turno diurno, obteniéndose una efectividad de entrega de 100%, el cual es igual a la actual. En cuanto a la eficiencia, ésta alcanza un 82.5% aumentando en 16.5% respecto a la situación actual (66%), comprobándose de ésta manera la hipótesis número uno.
Respecto a la utilización de la maquinaria, ésta se mantiene en una tasa de 48.61% de utilización del turno diurno presentándose una baja de 8.49% respecto a la situación actual (57.1%). Por esta razón la hipótesis número dos es rechazada.
6.1.1.1.- Ventajas y Desventajas de Adquirir Torno Adicional
La adquisición de un torno adicional para la cuadrilla máquinas herramientas presenta las siguientes ventajas:
La eficiencia de entrega de las solicitudes de trabajo se incrementa 16.5% respecto a la situación actual.
Sólo es necesaria, en condiciones normales, la utilización del turno diurno para el cumplimiento en 100% de la demanda de trabajo, prescindiéndose del turno mixto y sobre tiempos.
Sin embargo, presentaría las siguientes desventajas:
La utilización de la maquinaria sería sólo de 48.61%, lo que representaría una tasa de inactividad mayor a la mitad de la jornada de trabajo, presentándose una subutilización de la maquinaria.
6.1.2- Operaciones con un Torno y Aumento de las Solicitudes Tipo 2
Si bien, se logra 100% de efectividad con dos tornos y una eficiencia de 82.5%, la capacidad de H-M se duplica a 347.6 H-M al introducir otra máquina, y debido a que solo se utilizaría efectivamente 48.61% de la misma, esto traería como consecuencia una subutilización de la maquinaria. Debido a esto, se buscó la manipulación de otra variable a objeto de mejorar las operaciones de torneado sin adquirir más maquinaria, planteándose la siguiente hipótesis.
4. Si se logra aumentar el mantenimiento preventivo, se presentará una holgura que permitirá adaptarse a la aleatoriedad de la demanda de trabajo, incrementándose tanto la efectividad como la eficiencia de entrega y la utilización del torno actual.
A objeto de comprobar la afirmación anterior se manipuló la variable probabilidad de ocurrencia de las solicitudes de trabajo, la cual es un indicador porcentual de la ocurrencia de los eventos (llegadas de solicitudes) en las operaciones de torneado.
Actualmente la mayoría de la demanda esta representada en 71% por solicitudes de mantenimiento correctivo. Por ello se simularon las operaciones con 71% mantenimiento preventivo y 29%.
Después de la simulación durante el turno diurno sin cambiar ninguna otra variable independiente, se obtuvo que manteniendo un solo torno y el turno diario pueden alcanzarse niveles mensuales de 91% en la efectividad de entrega. Por otro lado, la eficiencia puede alcanzar 68% incrementándose en 1% respecto a la situación actual y la utilización de la maquinaria sería de 88.47%, aumentando 31.37% respecto a la situación actual (57.1%). Debido a que no se logra un 100% de efectividad no se puede prescindir del turno mixto, sin embargo, su utilización sería sólo 15.19 H-M, es decir, 8.39% adicional al turno mixto.
Dado que alcanzar un 71% de mantenimiento preventivo es difícil de lograr, se simularon las operaciones con una tasa de 50%, manteniéndose una relación de paridad entre el mantenimiento correctivo y el preventivo. Los resultados arrojaron que la efectividad puede lograr un valor de 80.5% y la eficiencia 60.24%. En cuanto a la utilización del torno, ésta sería de 78.26%, incrementándose en 21.16% respecto a la situación actual (57.1). Ya que la efectividad no se logra en su totalidad, tampoco se puede prescindir del turno mixto para esta situación, pero la utilización del mismo sólo sería de 32.92 H-M, es decir, 18.94% adicional al turno diurno.
6.1.2.1.– Ventajas del Aumento de las Solicitudes Tipo 2
Mantener el mantenimiento preventivo por encima del correctivo presenta las siguientes ventajas:
Se mejoraría la utilización de la maquinaria entre 21.16% y 31.37% para un rango de 50% y 71% de mantenimiento preventivo respectivamente, reduciéndose por ende la inactividad durante el mismo.
La utilización del turno mixto y sobre tiempos estaría entre 18.94% y 8.39% para un rango mayor de 50% y menor de 71% en el mantenimiento preventivo, siendo mucho menos de lo requerido actualmente (39.81%).
La programación de las solicitudes mejoraría, aumentando la eficiencia de las operaciones.
6.2.- Propuesta de Factibilidad
Luego de estudiarse cada situación por separado se resumen los indicadores evaluados en el gráfico 14 mostrado a continuación.
Gráfico 14: Resumen de Escenarios de Mejora Estudiados
La efectividad se mantiene en 100% y la eficiencia aumenta a 84% cuando se opera con dos tornos prescindiendo de los sobre tiempos y del turno mixto, respondiendo efectivamente a la demanda de emergencia, correctivo y preventivo. Sin embargo la utilización de la maquinaria disminuye presentándose una tasa 48.6% lo que representa una subutilización de la maquinaria.
Además, la utilización de H-M totales (turnos diurno y mixto y sobre tiempos) mensualmente es de 96.9% la cual no supera la capacidad de H-M del turno diurno.
Por lo tanto, se determina como no factible la adquisición de un torno adicional en la cuadrilla máquinas herramientas.
La efectividad actual de 97% mensual, con una máquina, es bastante aceptable y dado que la utilización del turno diurno es sólo de 57.1% y eficiencia de entrega es de 66%, éstas pueden mejorarse sin necesidad de adquirir otro torno, utilizando el turno diurno sin prescindir del turno mixto ya que el mismo es necesario para acortar los lapsos de espera de las solicitudes específicamente aquellas de mantenimiento correctivo.
Conclusiones
El análisis y discusión de los resultados obtenidos en la presente investigación permiten concluir los siguientes aspectos:
1. La demanda de solicitudes de trabajo de a torneado es de 33.33 solicitudes mensuales y ésta cambia de acuerdo con el número de días del mes siguiendo un comportamiento exponencial, lo que la caracteriza como aleatoria e impredecible.
2. La utilización de 39.81% (sobre tiempo y turno mixto) adicional a la jornada de trabajo para satisfacer la demanda se debe a que el mantenimiento correctivo y/o emergencia representa el 71% de la misma por lo que deben tenerse tiempos de respuesta más rápidos en las ejecuciones de los mismos.
3. A pesar de la aleatoriedad de la demanda, la misma presenta en promedio un requerimiento de 169.8 H-M al mes representando el 96.9% de la capacidad de la jornada regular (turno diurno) la cual es de 173.8 H-M.
4. La utilización de dos tornos en la cuadrilla máquinas herramientas mantiene la efectividad en 100% y la eficiencia a 82.5% respondiendo exitosamente a la demanda. Sin embargo, la utilización de la maquinaria sería solo de 48.61%, presentándose una inactividad de 51.39% promedio dando como resultado una subutilización de las maquinarias.
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