utn 005 Balanceo de lineas - Heuristico - 2012 -office 2003

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ANÁLISIS DE LAS LÍNEAS DE PRODUCCIÓN
SINCRONIZACIÓN DEL COMPÁS ó
BALANCEO EN UNA LÍNEA CONTINUA
(METODO HEURÍSTICO)
Helgeson & Birnie
HEURÍSTICO
Un método heurístico es un conjunto de pasos que deben realizarse, para identificar en el menor tiempo posible una solución de alta calidad para un determinado problema. 
	Tiene escaso rigor científico 
ALGORITMO
Conjunto ordenado y finito de instrucciones que permiten hallar la solución a un problema
En términos de programación, un algoritmo es una secuencia de pasos lógicos que permiten solucionar un problema.
Generalmente las soluciones no son únicas
ALGUNAS DEFINICIONES 
ANTES DE DESARROLLAR 
EL MÉTODO HEURÍSTICO
Tarea o elemento de trabajo (i) : 
Es la cantidad de trabajo que no puede distribuirse 
entre 2 estaciones ni entre dos operarios.
Si C= 10 min y trabajamos 2 turnos de 7 horas 40 min
		
92 unidades / día
Producción
Diaria seria
P
i
pi
Ciclo (C) :
Corresponde al tiempo que dispone cada estación 
para efectuar sobre la unidad las tareas asignadas
	máx pi ≤ C ≤ Σ pi salvo estaciones en paralelo
C
Tiempo asignado (pi) :
Es el tiempo asignado a ese elemento de trabajo “ i ” 
Estación de trabajo (j) : 
Es el lugar o puesto de trabajo en donde uno ó 
más operarios realizan las tareas.
j
Elementos asignados (ET) :
Es el conjunto de elementos asignados a una 
estación o puesto de trabajo. (sumatoria de “ i “)
ET
Número mínimo de estaciones (NME) :
Es el cociente entre la sumatoria de los tiempos
de todas las tareas y el tiempo de ciclo.
Es un número entero por exceso.
NME=
Sj = Σ pi ≤ C 
Ocupación de la estación (Sj) :
Corresponde a la sumatoria de los tiempos
asignados a las tareas de la estación 
TMj = C - Σ pi 
Tiempo muerto u Ocioso (TMj) :
Es la diferencia entre el tiempo de ciclo C y la
ocupación de la estacón Sj.
	máx. pi = 6 
	Σ pi = 39
máx pi ≤ C ≤ Σ pi
Para un ciclo C = 10 
	 N = 4
Para un ciclo C = 13	
	 N = 3
		
NME=
	TAREA
i	DURACIÓN
pi	PRESEDENTES INMEDIATAS
	a	5	-
	b	4	-
	c	5	a
	d	6	b
	e	2	c , d
	f	4	e
	g	3	e
	h	5	f , g
	i	2	h
	j	3	h
EJEMPLO N° 1
EFICIENCIA
TIEMPO MUERTO
ELECCIÓN DEL TIEMPO DE CICLO
Para nuestro ejercicio elegiremos un tiempo de ciclo igual a 10 minutos
 
TM = N x C - Σ pi
 4 x 10 – 39 = 1 
El TM ideal tiende a cero ( 0 )
Trabajo efectivo a realizar
Tiempo disponible real
C = 10 
N = 4
LIMITACIONES 
PARA LA ASIGNACIÓN 
DE TAREAS 
EN UNA ESTACIÓN O PUESTO DE TRABAJO
Precedencia:
La tarea “H” no puede realizarse antes de la tarea “I”, por cuestiones tecnológicas.
Zonificación positiva
Obliga a efectuar la tarea en la misma estación que otra tarea por precisar la misma herramienta o habilidad.
Zonificación negativa
Obliga a efectuar la tarea en otra estación por incompatibilidad de tareas. Ejemplo : tareas que ensucian las manos con otras que exigen las manos limpias.
Zonificación límite
Exige que ciertas tareas se realicen en estaciones anteriores o posteriores. P.E.: la pieza debe estar dada vuelta o utilizar herramientas fijas.
EJEMPLO DE APLICACIÓN
Solo se tomarán en cuenta las restricciones por precedencias para simplificar el ejemplo del ejercicio N°1 
	TAREA
i	DURACIÓN
pi	PRESEDENTES INMEDIATAS
	a	5	-
	b	4	-
	c	5	a
	d	6	b
	e	2	c , d
	f	4	e
	g	3	e
	h	5	f , g
	i	2	h
	j	3	h
a
c
f
i
e
h
b
d
g
j
GRAFICO DE PRECEDENCIAS
Pueden existir más de una tarea sin precedentes.
Pueden existir más de una tarea sin siguientes.
Es posible clasificar las tareas por niveles. Como una lista de materiales
Sin restricciones la combinatoria de secuencias posible es 10! (factorial de 10), con las restricciones de precedencia este número se reduce considerablemente.
	TAREA	DURACIÓN	PRESEDENTES	TAREA	DURACIÓN	PRESEDENTES
	a	5	-	f	4	e
	b	4	-	g	3	e
	c	5	a	h	5	f , g
	d	6	b	i	2	h
	e	2	c , d	j	3	h
Prioridades de las tareas
Método de Helgeson & Birnie
Pretende elegir una de las secuencias estableciendo el peso o prioridades de cada tarea
Peso o importancia de la tarea es la suma de su duración más la de todas las tareas que le siguen.
we = e + f + g + h + i + j . 
we = 2 + 4 + 3 + 5 + 2 + 3 = 19	
wf = f + h + i + j
wf = 4 + 5 + 2 + 3 = 14
	TAREA
i	DURACIÓN
pi	PRESEDENTE
	a	5	-
	b	4	-
	c	5	a
	d	6	b
	e	2	c , d
	f	4	e
	g	3	e
	h	5	f , g
	i	2	h
	j	3	h
a
c
f
i
e
h
b
d
g
j
Prioridades de las tareas
Ordenados por peso queda
 
	Tarea	Duración	Precedencias 	Peso
	j	pi	inmediatas	wi
	a	5	 	29
	b	4	 	29
	d	6	a	25
	c	5	b	24
	e	2	c,d	19
	f	4	e	14
	g	3	e	13
	h	5	f,g	10
	i	2	h	3
	j	3	h	2
El algoritmo de Helgeson & Birnie 
Paso 1. Inicio. 	
	Se abre la estación 1 y se le asigna el ciclo como tiempo 	disponible (TD = C)
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
					1
							
							
							
							
C = 10 min		
PASO 1.		 INICIO TD = C
El algoritmo de Helgeson & Birnie 
Paso 1. Inicio. 	
	Se abre la estación 1 y se le asigna el ciclo como tiempo 	disponible (TD = C)
Paso 2. Busca de candidatos. 
	Sea j la estación abierta, y TD el tiempo 	disponible. Se 	establece una lista de tareas candidatos a ser 	asinados a la 	estación j. Cumpliendo las siguientes condiciones:
	1.-	no haber sido asignada todavía
	2.-	tener sus precedentes inmediatas asignadas a una 		estación anterior o no tener precedentes
	3.-	tener una duración inferior o igual a TD
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
	a (29) , b (29)				1
							
							
							
							
C = 10 min		
PASO 2.		 BUSQUEDA DE CANDIDATOS
	Tarea	Duración	Precedencias 	Peso
	j	pi	inmediatas	wi
	a	5	 	29
	b	4	 	29
	d	6	a	25
	c	5	b	24
	e	2	c,d	19
	f	4	e	14
	g	3	e	13
	h	5	f,g	10
	i	2	h	3
	j	3	h	2
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
	a (29) , b (29)	a(29)	5	- - -	1
							
							
							
							
C = 10 min		
PASO 3.		 TEST DE CIERRE
PASO 4.		 ASIGNACIÓN DE TAREAS
	Tarea	Duración	Precedencias 	Peso
	j	pi	inmediatas	wi
	a	5	 	29
	b	4	 	29
	d	6	a	25
	c	5	b	24
	e	2	c,d	19
	f	4	e	14
	g	3	e	13
	h	5	f,g	10
	i	2	h	3
	j	3	h	2
Paso 3. Asignación de tareas. 
	Si hay una sola tarea candidato asignarla directamente a la 	estación j; si hay varias asignar a la estación j la tarea de mayor peso wi de la lista de candidatos.
Paso 4. Test de cierre. 
	Si la lista de candidatos esta vacía, ir al paso 6
Paso 5. Actualización. 
Reducir el tiempo disponible en pi si el TD es nulo (o inferior al menor valor pi existente) ir al paso 6; en caso contrario ir al paso 2
Busqueda de candidatos.
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
	a (29) , b (29)	a(29)	5	- - -	1
2
							
							
							
							
C = 10 min		
PASO 5.		 ACTUALIZACIÓN DE TD, LUEGO SI EL NUEVO TD ES 		MENOR QUE pi IR A 6 – SI NO A 2 
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)	a(29)	5	- - -	1
							
							
							
							
C = 10 min		
PASO 2.		 BUSQUEDA DE CANDIDATOS
	Tarea	Duración	Precedencias 	Peso
	j	pi	inmediatas	wi
	a	5	 	29
	b	4	 	29
	d	6	a	25
	c	5	b	24
	e	2	c,d	19
	f	4	e	14
	g	3	e	13
	h	5	f,g	10
	i	2	h	3
	j	3	h	2
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
1	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)	a(29)
b(29)	5
4	 - -
 - - 
	1
2
3
							
							
							
							
C = 10 min		
PASO 5.		 ACTUALIZACIÓN DE TD, LUEGO SI EL NUEVO TD ES 		MENOR QUE pi IR A 6 – SI NO A 2 
	Tarea	Duración	Precedencias 	Peso
	j	pi	inmediatas	wi
	a	5	 	29
	b	4	 	29
	d	6	a	25
	c	5	b	24
	e	2	c,d	19
	f	4	e	14
	g	3	e	13
	h	5	f,g	10
	i	2	h	3
	j	3	h	2
Paso 4. Asignación de tareas. 
	Si hay una sola tarea candidato asignarla directamente a la 	estación j; si hay varias asignar a la estación j la tarea de mayor 	peso wi de la lista de candidatos.
Paso 5. Actualización. 
Reducir el tiempo disponible en pi si el TD es nulo (o inferior al menor valor pi existente) ir al paso 6; en caso contrario ir al paso 2.
Paso 6. Cierre de estación. 
Cerrar estación j; el tiempo disponible restante después de cerrar la estación es el tiempo muertode la misma, (que iremos acumulando para obtener el tiempo muerto total).
Paso 7. Bucle. 
Si todas las tareas están asignadas fin del algoritmo. 
En caso contrario abrir la estación j+1 y asignarle como tiempo disponible el ciclo ir al paso 2.
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)	a(29)
b(29)	5
4	- -
- - -	1
2
							
							
							
							
C = 10 min		
PASO 3.		 TEST DE CIERRE
PASO 4.		 ASIGNACIÓN DE TAREAS
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
1	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)
- - -	a(29)
b(29)
- - -	5
4
- - -	- - -
- - -
1	1
2
3
	2	10
					4
							
							
							
C = 10 min		
PASO 6.		 CIERRE DE ESTACION
PASO 7.		BUCLE. APERTURA NUEVA ESTACIÓN, IR A 2
	ESTACIÓN	TD	CANDIDATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
1	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)
- - -	a(29)
b(29)
- - -	5
4
- - -	- - -
- - -
1	1
2
3
	2	10
	c(24) d(25)				4
							
							
							
C = 10 min		
PASO 2.		 BUSQUEDA DE CANDIDATOS
	Tarea	Duración	Precedencias 	Peso
	j	pi	inmediatas	wi
	a	5	 	29
	b	4	 	29
	d	6	a	25
	c	5	b	24
	e	2	c,d	19
	f	4	e	14
	g	3	e	13
	h	5	f,g	10
	i	2	h	3
	j	3	h	2
	ESTACIÓN	TD	CANDIATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
1	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)
- - -	a(29)
b(29)
- - -	5
4
- - -	- -
- - -
1	1
2
3
	2	10
	c(24) d(25)	d(25)	6	- - -	4
							
							
							
C = 10 min		
PASO 3.		 TEST DE CIERRE
PASO 4.		 ASIGNACIÓN DE TAREAS
	ESTACIÓN	TD	CANDIATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
1	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)
- - -	a(29)
b(29)
- - -	5
4
- - -	- - -
- - -
1	1
2
3
	2	10
4	c(24) d(25)	d(25)	6	- - -	4
5
							
							
							
C = 10 min		
PASO 5.		 ACTUALIZACIÓN DE TD, LUEGO SI EL NUEVO TD ES 		MENOR QUE pi IR A 6 – SI NO A 2 
	ESTACIÓN	TD	CANDIATOS	ELEGIDO	pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
1	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)
- - - 	a(29)
b(29)
- - -	5
4
- - -	- - -
- - -
1	1
2
3
	2	10
4	c(24) , d(25)
- - - 	d(25)
- - -	6
- - -	- - -
4	4
5
	3	10
					6
							
							
C = 10 min		
PASO 6.		 CIERRE DE ESTACION
PASO 7.		BUCLE. APERTURA NUEVA ESTACIÓN, IR A 2
	ESTACIÓN	TD	CANDIATOS	ELEGIDO	Pi	TM	N° LINEA
	1	10
5
1	a (29) , b (29)
b (29) , c(24)
- - - 	a(29)
b(29)
- - -	5
4
- - -	- - -
- - -
1	1
2
3
	2	10
4	c(24) , d(25)
- - - 	d(25)
- - -	6
- - -	- - -
4	4
5
	3	10
5
3
0	c
e
g
- - -	c
e
g
- - -	5
2
3
- - -	 - -
 - -
 - -
0	6
7
8
9
	4	10
6
1	f
g
- - -	f
h
- - -	4
5
- - -	 - -
 - -
1	10
11
12
	5	10
7
5	j , i
i
- - -	j
i
- - -	3
2
- - -	 - -
 - -
5	13
14
15
C = 10 min		
			TABLA FINAL
	Estac.	Tareas	Ocup.	TM
	1	a,b	9	1
	2	d	6	4
	3	c,e,g	10	0
	4	f,h	9	1
	5	j,i	5	5
N = 5 estaciones
Primera solución surgida del algoritmo
Tiempo muerto total = 11
Estaciones es mayor al mínimo previsto al comienzo. 
Es potencialmente mejorable
Se propone mejorar mediante la observación visual y permuta de tareas entre las estaciones
Mediante la observación se corrige la estación 1, ya que en la 5 hay un tiempo muerto excesivo
	Estación	Tareas	Ocup.
	1	a,c	10
	2	b,d	10
	3	e,f,g	9
	4	h,j,i	10
	Estac.	Tareas	Ocup.
	1	a ,b	9
	2	d	6
	3	c,e,g	10
	4	f,h	9
	5	j,i	5
Solución final
	TAREA
i	DURACIÓN
pi	PRESEDENTES INMEDIATAS
	a	5	-
	b	4	-
	c	5	a
	d	6	b
	e	2	c , d
	f	4	e
	g	3	e
	h	5	f , g
	i	2	h
	j	3	h
1° solución
FIN
	i	pi	prec.	i	pi	prec.	i	pi	prec.
	1	4	- - -	8	2	5	15	3	11
	2	5	- - -	9	3	5	16	2	11,12
	3	6	- - -	10	4	6	17	6	13,14
	4	5	- - -	11	5	7	18	2	15
	5	4	1,2	12	4	8	19	3	16
	6	3	3	13	6	9	20	4	17
	7	6	4	14	2	10	- - -	- - -	- - -
EJERCICIO PARA RESOLVER Y ENTREGAR
CICLO = 12
SE SOLICITA
Numero mínimo de estaciones
La eficiencia para ese número de estaciones
Tabla con los pesos o prioridad de cada tarea
El gráfico de precedencias
Tabla final con la distribución de tareas para todas las estaciones