SEGUNDO ENSAYO
BALANCEO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA
Para adentrarnos a este tema, es importante
comprender primeramente lo que significa en sí el balanceo de sistemas
flexibles de manufactura, y para esto,
la interrogante más inmediata y lógica que nos puede surgir con respecto
a este tema es ¿qué es y en qué consiste un sistema flexible de
manufactura?... Para tratar de
formarnos una idea sobre lo que se trata el tema en sí, hagamos un desglose
todo su significado.
La palabra Sistema por sí sola, significa un
conjunto de elementos que interactúan entre sí para alcanzar un fin común.
Por otro lado, el Diccionario Enciclopédico Larousse
define la palabra flexible como: “Dícese del ánimo, genio o índole que tiene
disposición a ceder o acomodarse fácilmente al dictamen o resolución de otro”.
Manufactura desde dos puntos de vista y hasta un
poco controversiales, la podemos definir tecnológicamente como el uso de
procesos físicos y químicos para alterar la geometría, propiedades o apariencia
de un material inicial para hacer piezas o productos. Económicamente,
manufactura es la transformación de materiales en artículos de mayor valor por
medio de una o más operaciones de procesamiento.
Ahora bien, en conjunto, las tres definiciones antes
mencionadas, nos ayudarán a comprender mejor el significado de nuestro tópico,
por lo que se entiende el Sistema Flexible de Manufactura, como un
sistema integrado por máquinas que se encuentran enlazadas mediante un sistema
de manejo de materiales automatizado, y que se opera con tecnología
convencional por un CNC (Control Numérico por Computador); es decir, en este sistema las máquinas son
controladas numéricamente por un computador, y cada una de ellas es capaz de
realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las máquinas-
herramientas, y la capacidad de intercambiar herramientas de corte con rapidez
en cuestión de segundos, ya que estos sistemas son relativamente flexibles
respecto al número de tipos de piezas que pueden producir de manera simultánea
y en lotes de tamaño reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser
casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo tener
la capacidad de alcanzar la eficacia de una línea de ensamble bien balanceada.
Por sus siglas en inglés
FMS (Flexible Manufacturig System), es un sistema que permite manufacturar
productos al gusto del cliente, con diversas tasas de demanda, al mismo tiempo
que incrementa el uso de las instalaciones de manufactura. Para lograr esto, se
tienen 4 elementos o piezas clave, que son: las máquinas programables
automáticamente, los cambios y la entrega automática de las herramientas, el
manejo automatizado de materiales incluyendo la carga y descarga de parte a la
máquina y de la máquina, y finalmente, el mecanismo de control centralmente
coordinado.
Aunque ciertamente tales
definiciones parecieran ser de primera instancia aparte de novedosas un poco
desconcertantes para los estudiantes de ingeniería que no teníamos idea de lo
que significa el tópico, lo cierto, es que al hablar de sistemas de este tipo,
rápidamente podemos asociar dicho sistema con una inversión significativa de
hardware y software, así como la capacitación del personal para alcanzar tales
objetivos. Precisamente para tener suficientes volúmenes de producción y para
hacer que la automatización sea atractiva, un sistema de tal naturaleza lo
podemos concebir como un desafío formidable para todo aquél que se involucre en
el diseño, la fabricación y la entrega de artículos, por lo que la planeación
de la producción en un ambiente FMS se convierte en una tarea sumamente
compleja.
En tales enfoques de la
representación conceptual del FMS y el análisis de la planeación de la
producción, se incluyen la simulación por computadora, las colas, la programación
matemática, los algoritmos heurísticos y las metodologías de control
jerárquico.
Por mencionar un ejemplo de donde se aplica un
sistema flexible de manufactura, podemos citar los vehículos que son guiados
automáticamente. En este caso, los FMS disponen de un sistema de manejo de
materiales automatizado que transporta las piezas de una máquina a otra hacia
dentro y fuera del sistema. Pueden tratarse de vehículos guiados
automáticamente (AGV) conducidos por alambre de un sistema transportador o de
carros remolcados por línea y por lo general
se intercambian de plataforma con las máquinas.
Con certeza, dicha temática es toda un área de
estudio, en cuyos temas de control, se involucran el tiempo real para
asegurarse de que el sistema se desempeñe como es de esperarse, y que se ha
logrado la producción esperada.
Actualmente,
un sistema de manufactura moderna, lo encontramos integrado por diferentes
elementos, tales como Máquinas herramientas CNC, Sistemas de manejo de
materiales integrados a la manufactura,
controladores lógicos programables, sistemas de control centralizados,
sistemas integrados de información, así como el flujo de producción continuo y
robots.
En lo referente a los modelos de los productos, la
representación electrónica de una pieza o ensamble incluye datos como la
información de diseño, el análisis, producción, inspección y administración de
la manufactura de un producto. En cuanto al uso de la manufactura integrada por
computadora (CIM), se incluyen diferentes herramientas tales como el CAD, CAM,
CAI, CAP, CAI2, CAAD.
Lo cierto en el porqué automatizar un proceso, es
para lograr un aumento en la productividad y la competitividad, así como por
los altos costos de la mano de obra que se involucran en el proceso, así como
por la seguridad de la mano de obra dado que se trate de un proceso bastante
complejo, así como por la reducción del inventario, y un aumento en la calidad
de los productos. Un Sistema de Manufactura Flexible debe entonces ser capaz de
abarcar todas estas componentes críticas.
A continuación, se muestran dos
representaciones de la constitución de
un Sistema Flexible de Manufactura.
Ahora bien, es importante tener en cuenta que la automatización fija se caracteriza por la secuencia única de operaciones de procesamiento y ensamble. Sus operaciones son simples pero su integración en las diferentes estaciones de trabajo dan lugar a sistemas complejos y costos aplicados a la producción masiva pero cuando se cambia de un producto a otro, es necesario la puesta a punto manual de todo el equipo implicando otras tareas y el cambio de herramientas. En la automatización programable la secuencia de operaciones es controlada por un programa y puede cambiar para diferentes configuraciones del producto. Este tipo de automatización es apropiado para la producción por lotes de tamaño bajo o medio, porque las inversiones en equipo son altas, las velocidades son inferiores a las características de la producción fija y el tiempo de preparación de los equipos para cada lote son considerables.
Cuando hablamos de automatización flexible, hablamos de la capacidad para trabajar diferentes secuencias de operaciones en forma automática permitiendo la fabricación continua de mezclas variables de productos con tiempos de preparación y cambio de herramientas virtualmente nulos, al pasar de un producto a otro.
Por lo tanto, el funcionamiento de un sistema flexible para manufactura sería de la siguiente manera: se aparta la información del plan de producción y se cargan las partes en los porta piezas e igualmente con las herramientas en los porta herramientas; seguidamente, el sistema de cómputo carga las máquinas con los programas de control numérico de acuerdo con la programación de las tareas en la planta y ordena el transporte de las piezas a las máquinas que corresponden. Las piezas se montan en la máquina y el cambio de herramientas es muy rápido. Al pasar de una operación a la siguiente una vez que la máquina termina el trabajo sobre un grupo de piezas estas retornan a los porta piezas para transportarlos automáticamente a otra sección de trabajo. Finalmente, las operaciones de control de calidad se realizarían en cada estación.
Retomando todos los puntos anteriores, nuestro siguiente análisis sobre el tema, sería el involucrar todos los conceptos antes expuestos con el balanceo para un sistema flexible de manufactura o de ensamble; cuando hablamos de balanceo, nos referimos a un equilibrio entre todo ese conjunto de actividades que han de realizarse, de tal forma que las cargas de trabajo queden distribuidas uniformemente, aunque estemos hablando de automatización de un proceso. La diferencia que yo noto aquí, desde mi punto de vista, es que la mano del hombre ha de ser sustituida por la de la máquina, y aunque una máquina no piense ni se queje del trabajo, lo que sí puede pasar es que la sobrecarguemos de trabajo y se nos descomponga por una acumulación de actividades.
Es por esto, que los tiempos vienen a ser críticos nuevamente para realizar nuestro balanceo, sobre todo sabiendo que el sistema es flexible y que permite que se hagan cambios de productos dada su flexibilidad, por lo que hay que considerar dichos tiempos, incluyendo sus tiempos para Set Up o tiempos de preparación, y sobre todo, contar un una buena distribución de planta o Lay Out, que nos permita tener un eficiente manejo de materiales para alcanzar los niveles de producción deseada.
Al decidir sobre una distribución de planta para un FMS se tienen que especificar los números y el diseño tanto de las plataformas como de los distintos tipos de accesorios, se tienen que crear y organizar la planeación, la programación y las estrategias de control para operar el sistema.
Como las especificaciones del diseño y las necesidades cambian, esto ocasiona que los diseños iniciales de un FMS varíen mucho. Después de la creación y subsiguiente implantación del diseño de FMS, los modelos resultan también útiles para establecer y programar la producción a través del sistema.
Con certeza, en un contexto cada vez más competitivo la Manufactura Flexible se ha convertido en una necesidad impostergable para garantizar la calidad y velocidad de respuesta al cliente. El escenario internacional presenció en los últimos años a un creciente número de compañías con diversos productos, procesos y mercados, que han experimentado este acelerado proceso de conversión hacia distintos sistemas de producción enmarcados en esta filosofía. De igual manera el buscar reducir nuestros costos por pérdidas de tiempo, propiamente, refiriéndonos al balanceo de un Sistema Flexible de Manufactura, nos permitirá muy probablemente reasignar nuestras actividades, de manera que las cargas de trabajo estén mejor distribuidas en términos del tiempo.
Edna Selene García
