Actividades: información de proceso y flexibilización de los sistemas de producción

3.5 Actividades: información de proceso y flexibilización de los sistemas de producción

Las actividades y ejercicios propuestos en este apartado consolidan los conceptos desarrollados a lo largo del módulo 3, permitiendo aplicar técnicas de organización, planificación de recursos, teoría de colas y gestión de sistemas a contextos reales de fabricación mecánica. A través de casos prácticos y problemas estructurados, el estudiante desarrollará capacidad de análisis crítico, modelado de sistemas complejos y toma de decisiones fundamentada en datos.

Las actividades propuestas varían en complejidad y profundidad, permitiendo diferentes niveles de aprendizaje según experiencia previa del estudiante. Se recomienda completar todas las actividades básicas antes de avanzar a actividades avanzadas, y consultar soluciones únicamente después de haber realizado intentos genuinos de resolución.

Actividades de aplicación de técnicas de organización

Actividad 1.1: Análisis de layout actual. Una planta de fabricación de componentes metálicos utiliza distribución por proceso con cinco áreas: corte, desbarbado, mecanizado, tratamiento térmico y montaje. Dibuje el layout físico actual (puede ser esquemático), identifique los flujos de material principal y secundarios, y calcule distancia total recorrida por un lote de 100 componentes a través de todas las operaciones asumiendo distancias entre áreas de 50 metros cada una.

Actividad 1.2: Propuesta de redistribución. Considerando datos del ejercicio anterior y sabiendo que el 70% de producción sigue secuencia corte → mecanizado → montaje (omitiendo desbarbado y tratamiento), proponga una reorganización que reduzca distancias de movimiento de material. Calcule la reducción esperada de distancia total.

Actividad 1.3: Análisis de SMED. Un cambio de utillaje en máquina de fresado actualmente requiere 45 minutos: desmontaje de herramienta anterior (15 min), búsqueda de herramienta nueva (10 min), montaje de nueva herramienta (12 min), ajuste y puesta a punto (8 min). Identifique qué tareas podrían realizarse fuera de la máquina (paralelas) y cuáles son estrictamente dependientes de máquina parada. Estime reducción de tiempo de cambio si se implementan mejoras en búsqueda de herramientas y en montaje.

Actividades sobre planificación de recursos humanos

Actividad 2.1: Cálculo de plantilla requerida. Una planta necesita producir 2000 piezas mensuales de componente A, requiriendo 0,5 horas de mano de obra por pieza; 800 piezas mensuales de componente B, requiriendo 1,2 horas de mano de obra por pieza; 1500 piezas mensuales de componente C, requiriendo 0,3 horas. Calcule carga de trabajo total mensual y número de operarios requeridos asumiendo disponibilidad mensual de 165 horas por operario.

Actividad 2.2: Estructura de competencias. Diseñe estructura de plantilla para el escenario anterior que incluya: operarios básicos, operarios cualificados y técnicos especialistas. Especifique número de cada nivel, descripción de responsabilidades, experiencia mínima requerida y plan de formación para operarios nuevos.

Actividad 2.3: Evaluación de opciones de flexibilidad. Una planta experimenta variación estacional de demanda: demanda baja enero-marzo (40% capacidad), demanda media abril-septiembre (85% capacidad), demanda alta octubre-diciembre (120% capacidad). Evalúe tres opciones: (a) plantilla fija dimensionada para demanda media con subcontratación en picos; (b) plantilla escalable con personal temporal; (c) sistema de turnos ampliado. Discuta ventajas, desventajas y costos relativos de cada opción.

Actividades sobre teoría de colas

Actividad 3.1: Cálculo de parámetros M/M/1. Un centro de mecanizado recibe trabajos con tasa promedio de 6 trabajos por día (λ = 0,75 trabajos/hora). Tiempo promedio de procesamiento es 90 minutos por trabajo (μ = 0,67 trabajos/hora). Calcule: (a) utilización del sistema ρ; (b) número promedio de trabajos en el sistema L; (c) tiempo promedio en el sistema W; (d) número promedio de trabajos esperando en cola Lq; (e) tiempo promedio esperando en cola Wq.

Actividad 3.2: Análisis de capacidad con múltiples servidores. Considerando el mismo escenario anterior (λ = 0,75 trabajos/hora, μ = 0,67 trabajos/hora), calcule los mismos parámetros asumiendo: (a) 2 máquinas paralelas; (b) 3 máquinas paralelas. Interprete los resultados y discuta cuántas máquinas serían necesarias para reducir tiempo promedio en sistema a menos de 5 horas.

Actividad 3.3: Validación de modelo contra datos históricos. Recopile datos de su planta o contexto de trabajo (o use datos propuestos): número de trabajos llegados por día durante 30 días, tiempo de procesamiento de cada trabajo. Calcule parámetros λ y μ empíricos, compare contra parámetros teóricos M/M/1, identifique diferencias y potenciales razones (p.e., distribución no exponencial, variabilidad estacional).

Actividades sobre gestión de colas y priorización

Actividad 4.1: Comparación de disciplinas de servicio. Una máquina atiende 5 trabajos con siguiente información:

Calcule para tres disciplinas (FIFO, Earliest Due Date, Shortest Processing Time): (a) tiempo de finalización de cada trabajo; (b) tiempo total en sistema para todos; (c) número de trabajos entregados tarde.

Actividad 4.2: Implementación de kanban. Una célula de fabricación tiene 3 máquinas con capacidad de 10 trabajos/día cada una. Demanda promedio es 25 trabajos/día. Determine número máximo de tarjetas kanban que deberían circular para limitar trabajo en proceso, asumiendo tiempo de ciclo objetivo de 2 días. Describa cómo funcionaría el sistema de liberación de trabajos.

Actividad 4.3: Análisis de mejora operativa. Un centro de torneado tiene estos indicadores actuales: tiempo promedio en cola 6 días, tiempo de procesamiento 2 días, cumplimiento de plazos 88%. Proponga tres mejoras específicas (basadas en contenido del módulo) y estime impacto cuantificable de cada una.

Actividad integradora final

Actividad 5: Proyecto de optimización de sistema productivo. Seleccione un sistema productivo real (su planta, un caso de estudio proporcionado o una empresa conocida). Realice: (1) Descripción del sistema actual (layout, recursos, demanda, capacidad). (2) Identificación de cuellos de botella utilizando análisis de colas. (3) Propuesta de mejoras integradas que combinen al menos tres técnicas del módulo (organización, recursos humanos, gestión de colas, teoría de colas). (4) Análisis cuantitativo de impacto esperado. (5) Plan de implementación con fases y cronograma.

Ideas clave

• Las actividades propuestas permiten transitar desde comprensión teórica de conceptos a capacidad de aplicarlos en contextos reales de fabricación
• El análisis cuantitativo mediante modelos de colas proporciona base más sólida para decisiones sobre capacidad que intuición o experiencia únicamente
• La integración de múltiples técnicas (organización, recursos, priorización) produce mejoras superiores a aplicación aislada de cada una
• La validación de decisiones contra datos históricos y resultados posteriores es fundamental para aprendizaje continuo y mejora de prácticas
• La comunicación clara de propuestas de mejora a stakeholders (operarios, supervisores, directivos) es tan importante como el análisis técnico