Tecnologia de grupos a presentar

1. “Diseño de Producción” Tecnología de grupos Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica

2. ANTECEDENTES HISTORICOS -) En 1925 en el articulo presentado por R.E. Flanders para la American Society of Mechanical Engineers describe como resolvían los problemas que tenían en la fabricación utilizando los siguientes principios“estandarización de productos, departamentización por productos y no por procesos, minimización del transporte y control visual del trabajo”. -) En 1937, A Sokolovskiy , describió las características esenciales de la tecnología de grupos y propuso que las partes de configuración similar se produjeran mediante una secuencia de proceso estándar.

3. -) J.c. Kerr en un artículo presentado en 1938 en la Institution of Production Engineers , sobre planificación en una empresa de ingeniería sugiere el concepto de ' seccionarización ' de grupos de maquinas herramientas, 'la idea es dar a ciertas máquinas trabajos están dar que estén en secuencia con otras máquinas'. -) Otro investigador. H. Opitz en Alemania, estudió las partes de trabajo manufacturadas por la industria de máquinas herramienta de Alemania y desarrolló el conocido sistema de clasificación y codificación para partes maquinadas que lleva su nombre .

4. -)En 1958, el investigador S. Mitrofanov , de la ex Unión Soviética, publicó un libro titulado Científico Principies of Group Technology . El libro se difundió ampliamente y se le considera responsable en más de 800 plantas en la ex Unión Soviética que usan tecnología de grupos desde 1965 . -)En Estados Unidos, la primera aplicación de la tecnología de grupos fue en la Langston División de Harris- lntertype en New lersey , alrededor de 1969. Cuando los cambios se llevaron a cabo mejoró la productividad en un 50% y los tiempos de producción se redujeron de semanas a días.

5. DEFINICIONES PREVIAS PRODUCCIÓN MULTIPRODUCTO: (Producción conjunta) Existe cuando las empresas producen y venden más de un producto utilizando los mismos factores de producción. La producción multiproducto se puede dar tanto en estructuras productivas competitivas (producen bienes similares o sustitutos) como en no competitivas (productos primarios).

6. TIPOS DE PRODUCCIÓN MULTIPRODUCTO

7. OPERACIONES BALANCEADAS: Se refiere al tiempo que lleva realizar una tarea en una maquina debe ser igual o “estar balanceado” con el tiempo que lleva realizar el trabajo en la siguiente maquina de la línea de producción . CONTROL DE INVENTARIO: En el campo de la gestión empresarial, el inventario registra el conjunto de todos los bienes propios y disponibles para la venta a los clientes. Materias primas, productos de procesos, productos terminados, suministros. R educir el inventario ha sido un elemento clave en las filosofías de Lean Manufacturing o Just in Time.

8. DEFINICIÓN La tecnología de grupos es una filosofía de fabricación en la que las piezas similares se identifican y agrupan conjuntamente con el fin de aprovecharse de sus similitudes en el proceso de diseño y fabricación. La tecnología de grupo busca descomponer los sistemas de manufactura en varios sub-sistemas, o grupos, controlables.

9. La TG aprovecha las similitudes de partes mediante la utilización de procesos y herramientas similares para su producción. Si se clasifican y agrupan las piezas de forma que las características de las distintas piezas de un grupo sean similares .

10. FAMILIA Es una colección de partes que comparten características de geometría similares o que su proceso de fabricación tiene unas tareas similares . Una familia de partes es un grupo de partes que poseen similitudes en la forma geométrica y el tamaño, o en los pasos de procesamiento que se usan en su manufactura. Siempre hay diferencias entre las partes en una fa­milia, pero las similitudes son lo bastante cercanas para poder agrupar las partes en la misma fami­lia.

11. Una familia de productos y subfamilias con características internas similares .

12. EJEMPLO 01 Tenemos dos piezas que geométricamente son idénticas, pero no pertenecen a la misma familia. La primera es de PVC, se fabrica altas cantidades y tiene unas tolerancias muy amplias La segunda es de latón, con una producción baja y unas tolerancias muy bajas. la maquinaria para procesar PVC no será la misma que la que procesara metal, además de que cuanto menores sean las tolerancias aceptadas, más cara y compleja será la maquinaria usada.

13. EJEMPLO 02 Vemos dos piezas diferentes entre ellas, pero que comparten la maquinaria para su fabricación, por lo que forman parte de la misma familia.

14. TÉCNICAS DE AGRUPACIÓN

15. METODO DE INSPECCION VISUAL

16. CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES Clasificar(agrupar en partes separadas el total de un producto) .Codificar significa transformar una información en una serie de signos gráficos que permitan comprender el mensaje . Codificación significa colocar un patrón de números o números y letras a cada grupo de elementos iguales, también conocido como “clave ”. De los tres posibles, es el que más tiempo consume . Es el método que probablemente se use más Es el más costoso . implica la identificación de similitudes y diferencias entre las partes para relacionarlas mediante un esquema de codificación común . La mayoría de los sistemas de clasificación y codificación están entre los siguientes: sistemas basados en atributos del diseño de partes. sistemas basados en atributos de la manufactura de partes. sistemas basados tanto en atributos de diseño como de manufactura. (ver tabla3.1 )

17. un sistema de clasificación y codificación que sea satisfactorio para una empresa no es necesariamente apropiado para otra . Cada organización debe diseñar su propio esquema de codificación Atributos de diseño y manufactura que se incluyen comúnmente en un sistema de clasificación y codificación de partes. Atributos de diseño de partes : Dimensiones principales ,Forma básica externa . Forma básica interna , Relación longitud/diámetro. Tipo de material, Función de la parte . Tolerancias , Acabado superficial   . Atributos de manufactura de partes : Proceso principal, Secuencia de operación. Tamaño del lote, Producción anual . Máquinas herramienta, Herramientas de corte. Dimensiones principales, Forma básica externa . Relación longitud/diámetro , Tipo de material. Tolerancias Acabado superficial.

18. TIPOS Y CARACTERISTICAS DE LOS CODIGOS DE TECNOLOGIA DE GRUPO. L as V ariaciones en los códigos que resultan de la forma en que se asignan los símbolos, pueden ser agrupados en tres tipos de códigos distintos: Monocódigo (código jerárquico) Policódigo (código de tipo dígito) Multicódigo (código combinado ) Monocódigo ( código jerárquico ) En el código jerárquico el significado de un dígito depende del valor del dígito anterior. Se conoce también con el nombre de estructura en árbol. Permite amplias posibilidades de codificación con un reducido número de dígitos.

19. El primer dígito (del 0 al 9) divide el conjunto de partes en los grupos principales como partes de hoja de metal, partes maquinadas, componentes y partes compradas, etc. El segundo y posteriores dígitos dividen más el conjunto en otros subgrupos para cada uno. Considere el código de 110 éste representa una parte maquinada (1) no rotatoria (1) con una relación largo/ancho menor a 1 (0). Ejemplo de monocódigo

20. Policódigo (código de tipo dígito ) En el código tipo d í gito , en cadena o lineal, cada dígito tiene una significación única sin depender de los valores de otros. Proporciona códigos largos pero cada atributo tiene siempre el mismo código, lo que ayuda a su memorización.

21. Multicódigo (código combinado ) La mayoría de los sistemas comerciales son de estructura mixta, con parte del código en estructura jerárquica y parte en cadena. Se utiliza en cadena para una primera clasificación en grupos y dentro de cada grupo se utiliza una codificación jerárquica . El sistema de clasificación de Opitz representa uno de los esfuerzos pioneros en el área de la tecnología de grupos y es probablemente el más conocido de los sistemas de codificación . Los primeros cinco dígitos, llamados código de forma , registran los atributos de diseño, los cuatro siguientes se refieren a atributos de mecanizado: dimensión, material, forma del material en bruto y tolerancias.

22. Estructura básica del sistema de clasificación y codificación de partes de Opitz. Dígito Descripción 1 Clase de forma de una parte: rotacional contra no rotatoria. Las partes rotacionales se clasifican mediante la relación longitud a diámetro. Las partes no rotacionales por longitud, ancho y espesor. 2 Características de forma externa; se distinguen diversos tipos. 3 Maquinado rotatorio. Este dígito se aplica a características de forma interna (por ejemplo, orificios y roscas) en partes rotatorias y características generales de forma rotacional para partes no rotacionales. 4 Superficies maquinadas en plano (por ejemplo, planos y ranuras). 5 Orificios auxiliares, dientes de engranes y otras características. 6 Dimensiones; tamaño general. 7 Material de trabajo (por ejemplo, acero, hierro fundido o aluminio). 8 Forma original de la materia prima. 9 Requerimientos de exactitud. SISTEMA OPITZ(está basado en el código mixto)

23. Estructura básica de un sistema Opitz, clasificación y codificación de partes. OTROS SISTEMAS DE CLASIFICACION Y CODIFICACION : Brisch , Mitrofanov , Opitz, Miclass y Multiclass , Vuoso , Code , Dclass . Se tiene conocimiento de la creación de unos cien sistemas de clasificación y codificación en el mundo. Hay tantos modos de agrupar objetos semejantes como aspectos de semejanza existan. Como son la combinación de factores como aplicación, atributos y relaciones entre ellos, dando resultado proliferación de sistemas.

24. Clase de parte: Parte rotacional L/D=9.9/4.8=2 aproximadamente)basado en el diámetro del circulo del engrana. Por lo tanto, el primer digito será 1. Forma externa: La parte esta rebajada en un lado con una ranura funcional, así el segundo digito será 3. Forma interna: El tercer digito del código es 1 por la perforación. Maquinado de superficie plana: El cuarto digito es cero porque no hay maquinado de superfie plana. Hoyos auxiliares y dientes de los engranes. El quinto digito es 6 porque hay espuelas en los dientes del engranaje en la parte.

25. Análisis de flujo de Producción (PFA) Esta técnica de agrupación se orienta a ordenar o agrupar piezas (o elementos de trabajo) de acuerdo al proceso realizado sobre ellas sin importar su geometría. Por ejemplo hacer agujeros a las piezas tanto cilíndricas como planas. En otras palabras es un método de agrupación de las maquinas empleadas en los productos de fabricación, teniendo en cuenta que maquina necesita cada una de las partes que se fabrican.

26. Para ello, utiliza una matriz en la que las columnas representan las máquinas, y las filas representan las partes. A cada máquina se le asigna un valor numérico, y a cada parte una letra.

27. MANUFACTURA CELULAR DEFINICION : ES UNA APLICACIÓN DE LA TECNOLOGIA DE GRUPOS QUE EMPLEA CELDAS DE MAQUINADO EN LA PRODUCCION. EL DISEÑO DE DICHAS CELDAS SE BASA EN EL CONCEPTO DE PIEZAS COMPUESTAS. UNA PIEZA COMPUESTA ES UNA PIEZA HIPOTÉTICA AQUELLA QUE POSEE TODAS LAS CARACTERISTICAS O ATRIBUTOS DE FABRICACION Y DISEÑO

28. EJEMPLO DE PIEZA COMPUESTA La figura a) representa una pieza compuesta. En la figura b) se representan las características individuales por separado.

29. DISEÑO DE CELDAS DE MAQUINADO Se agrupan de acuerdo al número de máquinas y al grado en que el flujo de material es mecanizado entre máquinas. Entre las cuales se encuentran: A) CELDAS DE MAQUINA UNICA Aquella que posee una sola máquina operada en forma manual. Incluye los soportes y herramientas de apoyo.

30. B) CELDAS DE MAQUINAS MULTIPLES Aquella que posee dos o más máquinas. Se clasifican según la forma de trabajo, ya sea manual o de mecanizado. La figura muestra el diseño de celdas múltiples en forma de ‘U’, el cual es apropiado cuando existe variación en el flujo de trabajo de las piezas fabricadas en la celda. Y la de mecanizado que se emplea generalmente para aumentar la velocidad de producción.

31. C ) CELDAS DE MAQUINAS MULTIPLES CON MANIPULACION SEMI-INTEGRADA Emplean sistemas mecanizados de manipulación, como una cinta transportadora, para mover partes entre las máquinas de la celda. BUCLE RECTANGULAR

32. ORGANIZACIÓN DE LAS CELDAS EL METODO APROPIADO PARA LA ORGANIZACIÓN DE CELDAS DE MANUFACTURA ES EL PROPUESTO POR HOLLIER EL CUAL SE DIVIDE EN : METODO DE HOLLIER 1:

33. EJEMPLO: 1

34. 2 3

35. 4 3

36. 4 3

37. 4 Al reformatear la tabla ‘from-To’, se llega a la secuencia final de máquinas:

38. OBJETIVOS DE LA FABRICACION CELULAR ACORTAR EL TIEMPO DE FABRICACION (LEAD TIME) REDUCIR EL INVENTARIO WIP (WORK IN PROCESS) MEJORA DE LA CALIDAD REDUCCION DEL TIEMPO DE INSTALACION SIMPLIFICACION DEL PROGRAMA DE PRODUCCION

39. PAUTAS DEL USO DE LA TECNOLOGIA DE GRUPOS Las precursoras de la aplicación de la manufactura celular fueron las automotrices en especial Toyota. No se recomienda aplicar en: los programas de producción presentan alteraciones significativas en cantidades y mix de productos . el producto no es fácilmente transportable. Se usan efectivamente en industrias de: Autopartes Metalúrgicas, en general Todas las que se producen a gran escala y podrían reunir familias de los productos con características similares .

40. Para producciones de gran volumen y en serie (utilizando el concepto celular ), A veces requieren duplicar equipos para trabajar en distintas familias de productos. Costos en una empresa al aplicar la fabricación celular 1- Reubicación e instalacion de maquinas 2- Estudios: viabilidad, planificación, diseño y costes 3- Nuevo equipamiento y dualidad de maquinas 4- Preparación 5- Nuevos accesorios y herramientas 6- Controles programables, ordenadores y software 7- Equipamiento de manipulación de material 8- Perdida de tiempo de producción durante la instalacion 9- Subida salarial de los operarios

41. Aplicación de la Tecnología de Grupos. NIVELES

42. Consiste en el mecanizado por familias que puedan mecanizarse en una sola máquina, con el mismo utillaje y con procesos semejantes. Una aplicación de este tipo es indispensable para la utilización de tornos y centros de mecanizado de control numérico. Nivel del trabajo de una sola máquina

43. EJEMPLO: En la Figuras se representa un conjunto de piezas que forman parte de la misma familia, junto con las distintas herramientas necesarias para su fabricación con cambio automático de herramienta.

44. Nivel de trabajo de un grupo La tecnología de grupos aplicada a un grupo de máquinas supone que éstas están agrupadas de forma que una determinada familia de piezas se mecaniza dentro de este grupo, que incluye todas las máquinas necesarias para su fabricación . La aplicación de la TG a este nivel, incluye naturalmente la introducción previa a nivel de máquina , por lo que los beneficios obtenidos serán: •Disminución del tiempo de preparación •Reducción del transporte •Reducción del ciclo de fabricación •Reducción del material en curso •Facilidad de planificación y control

45. Una distribución en planta de las máquinas de forma convencional, es decir, agrupadas en tornos, fresadoras, taladros, etc., en general supone un flujo complicado de materiales, con los inconvenientes que esto supone para la realización de trabajos posteriores, y la planificación resulta difícil, si no imposible. El transporte entre máquinas resulta caro, el ciclo de duración se alarga y por tanto el material en curso y en stock se amplía . Tp: torno paralelo. Tc: torno copiador. Tr: torno revolver. Rc:rectificadora cilíndrica. F:fresadora. M:mandriladora. Ta:taladro.

46. Tp: torno paralelo. Tc: torno copiador. Tr: torno revolver. Rc:rectificadora cilíndrica. Rp:rectificadora plana Rp:rectificadora interiores F:fresadora. M:mandriladora. Ta:taladro.

47. La tecnología de grupos en su más amplio sentido supone, no sólo la racionalización de la producción, sino también la del diseño, preparación del trabajo y planificación de la producción . Esta racionalización consiste, por una parte, en una reducción del número de piezas, en el establecimiento de normas internas de la empresa, y por otra, en simplificar y reducir el trabajo de información necesario para ejecutar una pieza, tratando el problema de planificación y preparación de trabajo en base a familias de piezas en lugar de en piezas individuales . Nivel de conjunto de empresa

48. la implantación de TG a la sección de soldadura en una fábrica de motocicletas y ciclomotores de pequeña cilindrada (Suzuki Motor España S.A.) que tiene una capacidad de 63.000 vehículos al año fabricando cinco modelos básicos en dos o tres colores diferentes en lotes de 150 vehículos. Hace dos años soldaban en diferentes puntos de la empresa EJEMPLO: Aplicación de tecnología de grupos a una empresa de motocicletas

49. con grandes lotes de fabricación que se transportaban en carretillas y se llevaban de un puesta a otro. Partiendo de la creación de varias familias, una de ellas por ejemplo chasis compuesta de: Soldar tubo central, Añadir soportes laterales, soldar tubo dirección etc. se crearon dos minilíneas de soldar chasis (Una para los vehículos que mas se venden y otra para soldar los chasis del resto de vehículos). Para la creación de las minilíneas se seguía el criterio de que las piezas tuviesen la misma fase, pasasen por la misma maquinaria aunque tuviesen tiempo de ejecución diferente. Ahora cuando entra una pieza en una minilínea se acaba toda su fabricación en ella y no hay stocks intermedios.

50. Aunque solamente pasen por esta sección 50 productos la mayoría evolucionan en una dirección aunque alguna excepción obliga al retorno de alguna pieza en alguna máquina. En la figura, se puede ver la situación actual. Como el objetivo es trabajar en equipo aunque los incentivos son los mimos el razonamiento de muchos trabajadores es el siguiente: "Si el equipo lo forman cinco personas y en un momento dado falta una persona cuatro deben de hacer lo de cinco" pero el trabajo en grupo equivale a ayudar al mas rezagado del grupo o sea solidaridad entre los componentes, y en ocasiones debido a la individualidad de los españoles esto no resulta fácil.

51. CONDICIONES PARA LA IMPLEMENTACION DE LA TECNOLOGIA DE GRUPOS Trabajo en pequeñas series. Número de piezas suficiente. Piezas con cierto grado de semejanza. Número de máquinas suficiente. Máquinas de bajo costo. Información de producción precisa Inspección interna mínima .

52. Beneficios y Problemas en la Tecnología de Grupos

53. Beneficios En el diseño y la Producción Promueve la estandarización en las herramientas y en las configuraciones de equipo. Reducción del número de dibujos por la estandarización de las partes . Reduce el inventario dentro del proceso . Se reduce el manejo del material porque las piezas se mueven dentro de una celda de maquinado y no dentro de toda la fábrica. Se reduce el trabajo en proceso. Se reduce el tiempo de producción. Los calendarios de producción pueden ser mas sencillos. Se simplifica la planeación de los procesos

54. En la Calidad Reducción del número de defectos que a su vez conduce a la disminución de la inspección Mejor calidad del producto. En la logística La codificación de las partes compradas ayuda a la estandarización de las reglas de compra. Ahorro en las compras posibles debido al conocimiento exacto de los requerimientos de la materia prima.

55. P roblemas Se requiere tiempo para planear y organizar el reordenamiento de las máquinas para que trabajen en celdas Identificar las familias de piezas cuando se trata de un gran número de ellas