Este artículo cubre la simulación de procesos de línea de ensamblaje y el balanceo de línea basado en simulación. El modelo de simulación se utiliza para equilibrar líneas y procesos de montaje.
Implementé esta herramienta con paquetes de software que no tienen ningún costo de licencia. En otras publicaciones de este blog , ya mostré otras herramientas de simulación de cadenas de suministro y fábricas que desarrollé sin tener que invertir en licencias comerciales de software de simulación. Aquí hay unos ejemplos:
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Los costos de las licencias de software de simulación comercial son significativos. Para aplicaciones o proyectos más pequeños, estos costos no pueden justificarse. Sin embargo, para los procesos, tanto internos de fábrica como de toda la cadena de suministro, así como las animaciones 2D asociadas, los gerentes no tienen que depender de herramientas comerciales. En cambio, pueden usar herramientas gratuitas de manera segura. Esto simplemente requerirá que los gerentes contraten analistas que puedan usar estas herramientas de manera confiable.
Escenarios y ámbitos de aplicación
Esta herramienta de simulación se puede aplicar a la planificación de la fabricación, especialmente al equilibrio de líneas y al diseño de celdas de montaje, así como al diseño de líneas de montaje. La herramienta admite la simulación de procesos de ensamblaje de varias líneas. Por ejemplo, los subconjuntos y las piezas de ensamblaje se pueden fabricar en una celda y luego se pueden ensamblar en estaciones de ensamblaje aguas abajo o en una estación de ensamblaje en línea como parte de otra línea de ensamblaje (principal).
Las líneas pueden tener cantidades arbitrarias de pasos de fabricación, y los tiempos de procesamiento y los tamaños de lote en cada paso pueden variar. El modelador debe establecer el equilibrio efectivo de la línea de tiempo de fabricación. Este es el enfoque correcto de todos modos.
Los búferes de fabricación de piezas y subensamblajes entre las etapas de ensamblaje son compatibles con la herramienta de simulación de la línea de ensamblaje. Por ejemplo, puede hacer que una pieza de ensamblaje se produzca parcialmente en un búfer temporal si, por ejemplo, la línea de ensamblaje principal (que consume esa pieza o subensamblaje) está operando en un tiempo de ciclo más lento (es decir, más largo). Ese búfer puede ser consumido más tarde por la línea de montaje principal tan pronto como se detenga la producción de piezas (siguiendo la velocidad de la línea de montaje principal).
Pila de tecnología para simulación de línea de montaje
El simulador de línea de ensamblaje es una herramienta de Python y se desarrolló como un marco de trabajo de Python que consume los marcos de trabajo de Python existentes para la simulación y animación de eventos discretos. Lo más importante, el marco desarrollado consume Tkinter y SimPy en Python. Las bases de datos SQLite y MySQL se pueden integrar en la herramienta si así lo desea el usuario. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones esto no es necesario.
Ejemplos de aplicaciones de simulación de líneas de montaje
A continuación se muestra una animación generada por la herramienta y que visualiza el rendimiento en un proceso de ensamblaje.
La línea de fabricación superior opera a una tasa de rendimiento más alta y un tiempo de ciclo más corto, operando casi al doble de la velocidad de la línea de ensamblaje inferior con fabricación de piezas integradas.
La máquina 24 produce piezas que luego se inspeccionan en línea. A continuación, las piezas se recogen automáticamente en un contenedor que, una vez lleno, se almacena en un palet. El palé actúa como un amortiguador, ya que la fabricación de piezas en la máquina 24 funciona con un tiempo de ciclo (significativamente) más corto que la fabricación de piezas en la máquina 57.
La máquina 57 produce piezas de base sobre las que se ensamblan las piezas producidas por la máquina 24. Algunas otras piezas más pequeñas se ensamblan primero sobre las piezas base, en línea y sin retrasar el tiempo de ciclo de la máquina 57. Las piezas utilizadas para el montaje, fabricadas en la máquina 24, se ensamblan luego sobre la pieza base. Luego, el ensamblaje se coloca en la máquina de láminas donde se lamina y luego se empaqueta en cajas. Luego, estas cajas se apilan en paletas y finalmente se envían al cliente. Cuando el palé intermedio al final de la línea de máquina 24 está lleno, la máquina 24 se apaga y las piezas almacenadas en el palé ahora se utilizan para la operación de montaje en la línea de montaje inferior.
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Ingeniero industrial especializado en optimización y simulación (R, Python, SQL, VBA)
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