Se desarrolló un simulador de costos de fábrica para una fábrica de moldeo por inyección. La producción se caracterizó por altos costos de preparación y tiempos en el proceso de moldeo por inyección. Otra característica del proceso fue el área de inspección centralizada para la inspección del producto final. Se utilizó el simulador de costos de fábrica para simular el impacto de los ajustes de frecuencia del transporte interno en los gastos operativos totales. El diseño de la fábrica constaba de una sala de producción separada para las líneas de moldeo por inyección, un área de inspección central para la inspección del producto final y, posteriormente, un área central de embalaje, almacenamiento y reubicación en el edificio del almacén. En el otro extremo del almacén, en la zona de envío, había estaciones para facilitar la recogida, el etiquetado, el envoltorio y el despacho a través de las puertas del muelle. Como referencia, consulte el diseño de ejemplo a continuación. El entorno de producción era producción PUSH basada en planes, es decir, fabricación según stock basada en la demanda neta pronosticada periódicamente.

La producción se recoge en bandejas. Una vez que una bandeja excede el límite de peso objetivo, se considera completamente cargada y se transfiere a carros de transporte internos móviles ubicados al final de la línea de producción. Estos carros circulan entre la central de inspección y producción, dependiendo de la frecuencia del transporte interno. Como referencia, se puede ver un carro similar en el siguiente vídeo de Youtube. data.

Un estudio de simulación, aplicando el simulador de costos de fábrica desarrollado específicamente para este proyecto, tuvo como objetivo optimizar las frecuencias de transporte interno para la reducción general de costos. La transparencia resultante relacionada con los costos ayudó a los tomadores de decisiones en la gestión del cambio, lo que resultó en tamaños y frecuencias de lotes de transporte interno optimizados y, en consecuencia, costos reducidos. El simulador de costos de fábrica fue desarrollado en Python usando SimPy. Puede encontrar plantillas introductorias de simulación de talleres de trabajo y estudios de casos relacionados en la tienda SCDA aquí: https://www.supplychaindataanalytics.com/product-category/shop/

Los ciclos de transporte interno más largos generan más chatarra

Los operadores en el área de inspección central inspeccionan muestras de piezas en cada bandeja, o al menos dentro de las primeras bandejas de un lote, e informan cualquier problema de calidad a la línea de producción. Cuanto más largo sea el ciclo de transporte interno, mayor será el retraso de retroalimentación entre el proceso de inspección y el proceso de producción. En el peor de los casos, la línea de producción produce desechos hasta que el equipo de inspección informa sobre los problemas de calidad detectados. En promedio, esto resulta en más chatarra y mayores costos de chatarra asociados.

Los ciclos de transporte interno más cortos resultan en mayores costos de transporte interno

Cuanto más corto es el ciclo de transporte interno, más ciclos de manipulación y movimiento interno del carro se producen. Los operadores facilitan el movimiento de los carros hacia y la descarga en la línea de inspección, y el esfuerzo laboral asociado aumenta cuanto más frecuentes son los transportes internos. Por tanto, cuanto más corto sea el ciclo de transporte interno, mayor será el coste laboral asociado al movimiento y descarga del carro.

Los ciclos de transporte interno más largos aumentan los costos de mantenimiento del inventario de reserva.

Las máquinas de moldeo por inyección generalmente producen lotes grandes que exceden el volumen de un solo carro de transporte. Si se aumenta la frecuencia del transporte interno desde la producción hasta la inspección, los carros están en promedio más llenos y, por lo tanto, contienen más inventario. Esto vincula el capital y aumenta los gastos por intereses calculados sobre el capital de trabajo. También puede aumentar la necesidad de una superficie de almacenamiento intermedio en el área de producción productiva, o dar lugar a la necesidad de carros más grandes y más caros. Esta es la razón por la cual los aumentos en la frecuencia del transporte interno resultan en mayores costos de mantenimiento del inventario de reserva.

Los ciclos de transporte interno más cortos aumentan los costos de inspección y embalaje.

Los carros que transportan las bandejas desde las líneas de producción se descargan en una cinta de clasificación situada delante de la estación de inspección. A partir de ahí, las bandejas se clasifican según su número de producto (número de material) y se envían a estaciones de inspección que inspeccionan un lote de inspección a la vez. Un lote de inspección se refiere en este caso a un conjunto de bandejas con el mismo número de material previamente contenidas en el mismo carro y luego descargadas en la cinta de clasificación. Entre cada número de material, es decir, lote, se requieren ciertas configuraciones y cambios en las estaciones de inspección. A medida que el aumento de la frecuencia del transporte interno conduce a tamaños de lotes de inspección más pequeños, esto aumenta el número de cambios necesarios. En última instancia, esto aumenta el esfuerzo laboral de inspección.

Después del proceso de inspección, el contenido de la bandeja se vacía en una caja. Luego, la caja se envía al embalaje en una única línea transportadora centralizada. El material de embalaje depende del producto, es decir, del número de material, y el cambio de un material de embalaje a otro está asociado a tiempos y costes de cambio definidos.

Los ciclos de transporte interno más cortos aumentan los costos de almacenamiento y reubicación.

Las cajas empaquetadas llegan por un único transportador al área de almacenamiento. Aquí están preparados para su almacenamiento. Si no hay disponible un palé medio lleno con el mismo número de material en el almacén de productos terminados, todas las cajas que llegan con ese número de material respectivo se apilan en un nuevo palé vacío y luego se almacenan en el área de almacenamiento (en caso de que se sepa que llega otro lote). llegar más tarde ese día) o guardarlo en el almacén. Si ya existe un palé medio lleno con el mismo número de material en el almacén, se recoge y luego se entrega al área de reubicación donde las cajas se han almacenado mientras tanto. A continuación se llena el palet y se guarda. Este es el llamado proceso de reubicación.

Un ciclo de transporte interno más corto da como resultado lotes de inspección más pequeños con el mismo número de material, lo que se traduce en lotes más pequeños del mismo número de material que llegan al área de almacenamiento o reubicación. Para cada proceso de reubicación se debe recuperar un pallet mediante la carretilla elevadora. Esto genera esfuerzo laboral y ocupación de carretillas elevadoras. Los lotes más pequeños dan lugar a más procesos de reubicación y, por tanto, aumentan el esfuerzo laboral. En el área de almacenamiento, lotes más pequeños dan como resultado más palés medio llenos, lo que a su vez resulta en más procesos de reubicación y, por tanto, en última instancia, un mayor esfuerzo laboral para el proceso de reubicación.

Posteriormente, después del almacenamiento y una vez que el equipo de envío ha recibido el pedido del cliente, se retira del almacén un pallet con el número de material respectivo, se recogen y preparan las cajas solicitadas para el envío y se coloca el pallet medio lleno restante resultante. lejos nuevamente en el almacén.

Los ciclos de transporte internos más cortos aumentan los costes de almacenamiento

Como se ha mencionado, los ciclos de transporte interno más cortos, es decir, una mayor frecuencia de transporte interno, dan como resultado más palets medio llenos en stock. Esto significa que el espacio de almacenamiento se utiliza de manera menos eficiente, a menos que se mezclen las cantidades de materiales. Sin embargo, los palés mixtos aumentarían el esfuerzo de recogida y envío. Un uso menos eficiente del almacenamiento, con un mayor nivel de palets puros medio llenos, se traduce sin embargo en una mayor demanda de superficie de almacenamiento. Esto aumenta los costos de almacenamiento .

Frecuencia de transporte interno óptima para una rentabilidad general

El siguiente gráfico resume las diversas relaciones de costos y cómo se ven influenciadas por la frecuencia del transporte interno. Utilizando un modelo de simulación SimPy , se simularon los procesos de fábrica relevantes con diferentes frecuencias de transporte interno. Los costos resultantes fueron analizados, por categoría y en su conjunto.

Como resultado del estudio de simulación, se aumentó la frecuencia del transporte y se diseñaron incentivos adicionales para aumentar la estabilidad de la producción a largo plazo, centrándose en el mayor riesgo de chatarra.

Observaciones finales y referencias.

Si bien los distintos departamentos pueden centrarse en sus propios objetivos, el director general, el director financiero o el director ejecutivo deben centrarse en el coste óptimo general, es decir, en el resultado global eficiente. El uso de un modelo de simulación , es decir, una copia digital de la fábrica del mundo real, permite a los gerentes probar ajustes al sistema real y analizar el resultado. Todo ello evitando al mismo tiempo los riesgos asociados con la intervención en procesos del mundo real. El uso de la gestión del simulador de costos de fábrica puede confirmar y comunicar las implicaciones de costos en toda la fábrica resultantes de los ajustes del proceso. Esto les permite impulsar la mejora continua y, al mismo tiempo, facilitar la gestión del cambio basada en KPI.

Si está interesado en aplicar la simulación a su proceso de producción o almacenamiento, aquí tiene algunas herramientas, productos y artículos adicionales que lo llevarán más lejos:

• Enlace : Taller de trabajo SimPy Python simulación
• Enlace : Programador de taller de trabajo de Python

Linnart Felkl

Ingeniero industrial especializado en optimización y simulación (R, Python, SQL, VBA)