Optimización del ensamblado de productos de alta variabilidad mediante metodologías Lean

Miguel Palao, Carlos (2021). Optimización del ensamblado de productos de alta variabilidad mediante metodologías Lean. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Optimización del ensamblado de productos de alta variabilidad mediante metodologías Lean
Author/s:
  • Miguel Palao, Carlos
Contributor/s:
  • Clavijo Jiménez, Miguel
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Ingeniería Industrial
Date: September 2021
Subjects:
Freetext Keywords: Videoanálisis, Lean manufacturing, Industria 4.0, perso- nalización en masa, ensamblado manual.
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La industria en los países desarrollados ha experimentado cambios importantes debido a la automatización y la globalización, sin embargo el ensamblaje manual se ha mantenido como una opción competitiva para productos personalizados en masa. Un operario puede realizar muchos montajes similares a un coste más económico que un sistema automático, sin embargo precisa de apoyo y entrenamiento para recordar los diferentes materiales y montajes asociados a un producto configurable. Las cabinas de media tensión son uno de estos productos. Se trata de armarios metálicos que contienen aparellaje de control de redes eléctricas y son elemento indispensable para su gestión y seguridad. Debido a esto es considerado como un elemento crítico y sus operadores imponen estándares muy concretos que los fabricantes deben seguir. Entre las empresas productoras de estos equipos se cuentan Siemens, Ormazábal, ABB, General Electric y Schneider Electric, siendo en la fábrica de Griñón de esta última en la que se ha realizado este estudio. En ella se producen cabinas de la gama SM6, la cual es altamente personalizable a los requisitos del cliente e incluye múltiples modelos y submodelos, los cuales son a su vez configurables. La optimización de procesos y la aplicación de técnicas Lean se pueden aplicar con diferentes herramientas estandarizadas como programas de videoanálisis y gestión de procesos. Estas herramientas han sido empleadas para conseguir el objetivo del proyecto: Optimizar la producción de cabinas SM6 mediante el uso de videoanálisis, centrándose en el modelo DM1, el cual es representativo de la variabilidad de las cabinas al ser altamente configurable y tener múltiples submodelos personalizables a su vez. Para realizar el videoanálisis se ha tenido en cuenta conceptos del Lean Manufacturing tales como la diferencia entre operaciones de valor añadido y no valor añadido y el Kaizen. Antes de comenzar el estudio del proceso se ha analizado las características de la producción de cabinas DM1. Para producir esta cabina son necesarios, de media, 700 materiales diferentes, sin embargo estos son configurados a partir de un conjunto de 7073 referencias, lo que hace que, si bien la DM1 posee 6 submodelos, cada uno de estos posea a su vez variaciones importantes. Los operarios están pues sometidos a un esfuerzo cognitivo importante, ya que deben recordar un número elevado de ensamblados. Por ello es importante renovar las instrucciones de montaje en la línea así como reforzar su accesibilidad y claridad. Entre las herramientas software utilizadas se encuentran el KL2 y LDS. KL2 es un programa de videoanálisis que permite documentar un proceso de ensamblado y generar instrucciones de montaje mientras se analiza el valor añadido en sus operaciones y se optimiza el proceso. La descomposición en actividades se puede exportar a una hoja Excel como instrucciones de montaje. Cada descomposición realizada se denomina un escenario, los cuales se agrupan en proyectos. Los proyectos actúan como unidades de análisis estancas, no pudiéndose transferir información entre ellas. LDS se caracteriza por ser un programa propio de la Industria 4.0. Permite gestionar un proceso productivo a través de una base de datos común, a la que se accede en una serie de módulos. Cada uno de estos tiene una finalidad concreta como por ejemplo monitorizar el estado de la producción, gestionar a los operarios o visualizar instrucciones. Permite un acceso fácil a las instrucciones para los operarios gracias a su interfaz, sin embargo precisa de una única configuración en productos, áreas, líneas y puestos para todos los módulos. Con estas características de los programas en mente se ha desarrollado una metodología e infraestructura para el uso de KL2 y LDS en la optimización del proceso de ensamblado de cabinas SM6 DM1. Tras el análisis realizado, la implementación de las herramientas software y la propuesta de mejoras, se ha conseguido detectar que existen excesos de tiempo de no valor añadido de hasta un 20 % adicional respecto a los registros previos obtenidos por cronometraje y apreciación de actividad. Estudiando la distribución de tiempos se puede observar que la mayoría de las actividades de no valor añadido detectadas se encuentran por debajo de los 30 segundos. Estos microtiempos de no valor añadido detectados suponen porcentajes de entre un 46 y un 95 % del tiempo total de no valor añadido en algunos puestos. Examinando los puestos en los que se ha encontrado mayor diferencia de tiempo de no valor añadido y de microtiempos se puede observar que existen tres problemas (carencia de contenedores de deshechos en los puestos, mala ubicación de los materiales y problemas en el montaje en los potros) Para eliminar estas fuentes de ineficiencia se ha propuesto tres actuaciones. Añadir contenedores para cartón y plástico en todos los puestos, estudiar reubicar materiales en los puestos afectados y utilizar carros como mesas portátiles, los cuales podrían usarse como superficie para dejar materiales y herramientas. De este modo se harían innecesarios los pequeños desplazamientos que se producen ahora y se facilitaría el trabajo de los operarios. Estas medidas permitirían un ahorro directo de 33 minutos y 20 segundos por cabina y en torno a 33000 euros de coste directo en la producción de cabinas SM6 DM1. El estudio por videoanálisis ha permitido pues descubrir una cantidad importante de tiempo perdido en el propio diseño del proceso de montaje, al que se la ha podido poner remedio. Ello permite comprobar la ventaja que ofrece este tipo de solución debido a la mayor precisión en el análisis que supone. Asimismo, la implantación de KL2 y LDS ha permitido reforzar la información disponible para operarios e ingenieros de métodos, al tiempo que ha provisto a estos últimos con una nueva herramienta de trabajo y una nueva metodología de análisis.

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Item ID: 70024
DC Identifier: https://oa.upm.es/70024/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:70024
Deposited by: Carlos Miguel Palao
Deposited on: 08 Mar 2022 15:26
Last Modified: 10 May 2022 22:30
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