Aplicación de herramientas matemáticas en el diseño del proceso de desensamble (página 2)

Desarrollo

La esencia del desensamble es la separación de un conjunto de componentes conectados en dos o más subgrupos de componentes.

Algunos conceptos relacionados:

Desensamble: es la descomposición no destructiva principal de un producto en sus componentes.

Módulo: es el conjunto de componentes relacionados que posee función específica.

Componente: es un objeto que forma parte de un producto y que no puede ser descompuesto sin destruirlo.

Funcionalidad: es la habilidad de realizar alguna función.

Algunos de las finalidades del desensamble pueden ser:

• Para el re-uso
• • Módulo o componente valioso: lente.
  • Reglamentado (peligroso): batería.
• Para el reciclado directo
• • Aislamiento de componentes ricos en materiales preciosos: conectores.
  • Materiales valiosos, bien definidos y casi homogéneos: cubiertas, parachoques.
  • Reglamentado (peligroso): fluidos de trabajo, tubo de rayos catódicos.
• Para el reciclaje indirecto (reducción de los residuos durante el desfibrado)
• • Interiores de carros, cubiertas de madera de los televisores, hormigón de las lavadoras
• Razones técnicas
• • Componentes que obstruyan el desensamble de componentes deseados: cubiertas.
  • Componentes que dañen la operación de desfibrado: cables, hierro colado.

El principal problema en el ensamble es determinar que operaciones de ensamble deben llevarse a cabo y en que orden (secuencia) para obtener el producto final, sin embargo en el desensamble se añade otro problema, y es cuan profundo debe realizarse el desensamble.

A la hora de diseñar el flujo de desensamble se debe tener en cuenta el tipo de conexión que une los componentes, este tipo de conexión puede ser clasificada como reversible(a través de tornillos o pernos) o irreversible, es decir que incurre en su desensamble en una afectación al propio componente. (Soldadura)

Además se debe tener en consideración dos reglas que simplifican en gran medida el diseño de este flujo: la regla del subconjunto y la del superconjunto.

En el caso del subconjunto se refiere a que si un padre puede ser desensamblado en dos subcomponentes, entonces un subconjunto del padre puede también ser desensamblado en dos subcomponentes.

En el caso del superconjunto la regla se refiere a que si un padre no puede ser separado, entonces un superconjunto del padre no puede ser separado en los hijos del padre en principio.

Para elaborar la secuencia del proceso de desensamble se puede hacer uso de un grupo de herramientas empleadas por la inteligencia artificial, como es el caso de los gráficos de estado-espacio o diagramas de estado mencionados por Lambert en su libro Reverse Logistics for Industrial Engineers, part 2.

A continuación se muestra un gráfico de este tipo:

Figura 1. Diagrama de estado (Lambert)

Un diagrama de estado refiere todas las posibles secuencias de desensamble de un producto, sin embargo este diagrama solo es el punto de partida para análisis posteriores ya que lo importante es encontrar la secuencia o camino correcto dentro de la madeja de operaciones que se grafican.

Antes de continuar, es necesario aclarar que para la construcción de este tipo de gráfico en el caso especifico de la secuencia de desensamble es necesario el uso de otra herramienta también referida por Lambert y es la matriz de desensamble precedente o DPM por sus siglas en ingles. En esta matriz se colocan en las filas y las columnas los componentes, sin embargo toma valor 1 cuando el componente de la columna bloquea al de la fila y 0 cuando esto no sucede. Por ejemplo:

Figura 2. Matrices de desensamble precedente. (a) en el sentido de las filas y (b) en el de las columnas.(Lambert)

Como se puede apreciar E bloquea al resto de los componentes y F es bloqueda por todos. Por lo que sería recomendable la extracción primero de E.

El trabajo con la matriz puede continuar eliminando la columna y la fila del elemento que se separo del resto.

A partir de la elaboración de esta matriz es sencillo la construcción de los gráficos de estado.

En el caso de desensambles parciales o en el caso de que sea necesario obtener algún componente con urgencia por las características del mismo que puedan ser dañinos al ambiente o específicamente a la especie humana o que requieran de un tratamiento diferente, se pueden emplear métodos de búsqueda como es el caso de:

• Búsqueda a lo ancho primero: en este tipo de búsqueda se despliegan los nodos a lo ancho y tiene como desventaja que el gráfico que se genera va creciendo exponencialmente en profundidad y como ventajas es que se encuentra la secuencia de longitud mínima.
• Búsqueda a lo profundo primero: se despliegan los nodos en profundidad, solo uno a la vez, y tiene como desventajas que la secuencia que se encuentra no siempre es la óptima, pero es el algoritmo que encuentra primero la solución.

Existen otros algoritmos de búsqueda heurísticos que trabajan a partir de la evaluación de una función heurística que identifica el "mejor camino". En el caso específico del desensamble se puede elaborar una función de costo que evalúe el camino óptimo, esta función de costo puede estar relacionada con el costo de cada operación de desensamble, con el objetivo de minimizar costos.

En el caso que el desensamble se realice con el objetivo de obtener beneficios por la venta de los componentes la función puede ser las utilidades.

Definida por:

U(n)=I(n) – C(n)

La lógica del análisis parte de la presencia de algunos componentes que al ser desmantelados pueden valer más que el equipo completo. Por lo que al evaluar la función se encontrará el camino que maximice las utilidades.

En el caso de que el desensamble se haga para reutilizar algunos componentes entonces la función de ingreso sería sustituida por el valor del componente si se hubiera adquirido uno nuevo afectado por un coeficiente que llamaremos de uso que sería un valor estimado a partir de una serie de parámetros tales como:

• Tiempo de uso
• Estado técnico
• Posibles afectaciones al funcionamiento del equipo o daños a otros componentes.

Cuando el valor de U sea cero quiere decir que el costo por obtener el componente (costo de desensamble) es igual al precio de adquirir un componente nuevo por lo que la mejor decisión sería realizar la compra, lo mismo sucede si este valor es negativo, sin embargo en el caso de ser positiva, el valor de U sería el ahorro por desensamblar. Este tipo de análisis ayudaría a tomar decisiones si se desensambla o no o hasta que punto sería rentable.

Conclusiones

Se puede concluir que el uso de herramientas matemáticas, como los diagramas de estado y los algoritmos de búsqueda, pueden ser un elemento fundamental y de ayuda en el diseño de procesos de desensamble, además de servir de soporte a otras decisiones como la profundidad del desensamble y su factibilidad.

Bibliografía:

Lambert, A. J. D. Modeling and Analysis of Reverse Logistics Systems. Reverse Logistics for Industrial Engineers. Eindhoven University of Technology, Eindhoven, NL (TUE). Part 2: 104. Rakesh, V. and V. Vinayak (2005). REVERSE LOGISTICS An Important dimension of Supply Chain Management. National Institute of Industrial Engineering, Mumbai: 7. RAL (2003). "Procedimientos de logística inversa en productos de alimentación y bebidas." 7. REVLOG (2002). Reverse Logistic. 2005: Pagina Web. Rubio Lacoba, S. (2003). "Un modelo de Gestión de Inventarios con Flujo de Retorno: Aplicación del concepto de Logística Inversa." 28. Tibben-Lembke, R. S. and D. S. Rogers (1998). Going Backward Reverse logistics trends and Practice. Nevada, Reno, Reverse Logistics Executive Council.

Autor:

Ing. Anibal Reyes Selva

Universidad de Holguín

"Oscar Lucero Moya"

Departamento de Ingeniería Industrial