hombre maquina cap 5

Diagrama Hombre – Maquina
El diagrama hombre maquina se utiliza para analizar, estudiar y optimizar una sola estación
de trabajo, es decir, el de realizar un balance económico del tiempo ocioso para los
hombres y maquinas. En este diagrama se muestran separadamente el tiempo de operación
de la maquina con sus varios elementos e el tiempo del operario, así como la relación de las
operaciones. Este diagrama es una representación grafica de trabajo coordinado y tiempo
de espera de uno o más hombres o una combinación entre maquina y hombres. Describe las
relaciones de dos o más secuencias simultaneas de actividades para la misma escala de
tiempo.
Normalmente el propósito de esta grafica es de disponer la secuencia de operaciones de los
recursos, para que así se obtenga un tiempo óptimo o mínimo de cada proceso productivo.
Hay que notar que la grafica describe un ciclo completo de la actividad y se selecciona
arbitrariamente un punto inicial de actividades, se grafica hasta llegar al ciclo.
Para hacer la grafica, primero de deberá tener la información en la parte superior de mismo,
come se a hecho en los capítulos anteriores. Seguidamente se colocaran los datos en forma
horizontal como ser el hombre y las maquinas. Verticalmente se colocaran los tiempos de
cada una de las actividades que al final nos determinaran el ciclo. Se necesita saber que el
tiempo de ciclo es igual a carga, maquinado y descargado de las maquinas sean
automáticos, ya que estos sucede en la mayoría de los casos.
Para tener un conocimiento amplio del tema a continuación se darán casos necesarios.
Ejemplo 1
Se consideran tiempos promedios para las operaciones en estudio, y se comenzara con una
maquina hasta alcanzar tres y así poder calcular la producciones por horas. En este ejemplo
se trabajara únicamente con maquina iguales.
Operaciones
Tiempos en Minutos
Carga
0.50
Maquinado automático
2.50
Descarga
0.40
Solución: ___________________________________________
Con una maquina
Tipo de diagrama:
Diagrama Hombre – Maquina
Método: actual
Departamento: 5
Operación: 10
Preparado por: C.J.A
Operario: x y z
Fecha: 6-24-87
0.50
Hombre
Maquina
Carga
carga
Tc=tiempo de ciclo
Maquinado
Inactivo
3.00
3.00
Descarga
3.40
Tc= CMD
Descarga
60 minutos
Tc= 3.40 min por pieza
por hora
Producción por hora = minutos por horas = 60 min /h = 17.64 piezas por hora
minutos por piezas 3.40 min/pz
Tiempo inactivo del hombre
Tiempo inactivo de la maquina
= 2.50 min del ciclo
= 0 min del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre = 0.90 min del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina = 2.50 min del ciclo
CON DOS MAQUINAS
Hombre
Maquina 1
Carga
Maquina 2
Carga M 1
Maquinado
Descarga M. 2
Descarga
0.50
0.90
Descarga M. 2
1.40
Inactivo
Maquinado
3.00
Carga
Maquinado
3.00
Descarga M 1
Descarga
3.90
3.40
Tc =3.40 minutos
Para determinar los minutos por piezas tendremos que dividir el tiempo de ciclo entro dos,
ya que poseemos dos maquinas, las cuales, cada una de ellas producen una unidad.
Tc = 3.40 minutos
2 piezas
= 1.70 minutos por piezas
Producción por hora = minutos por hora = 60 min/h
= 35.29 piezas por hora
Minutos por pieza 1.70min/pz
Tiempo inactivo del hombre
Tiempo inactivo de la maquina
= 1.60 min del ciclo
= 0 min del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre =1.80 min del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina = 2.50 min del ciclo
CON TRES MAQUINAS
0.50
0.90
1.40
1.80
Hombre
Maquina 1
Maquina 2
Maquina 3
Carga M.1
Carga
Maquinado
Maquinado
Descarga M.2
descarga
Carga M.2
Carga
1.40
Maquinado
Descarga
Descarga M.3
2.30
Carga M.3
3.00
Inactivo
3.40
Descarga M.1
Maquinado
Carga
3.00
Maquinado
Descarga
3.90
4.80
Tc = 3.40
Para determinar los minutos por piezas tendremos que dividir el tiempo de ciclo entre tres,
ya que estamos trabajando con tres maquina, las cuales cada una de ellas nos produce una
unidad.
Tc = 3.40 minutos = 1.13 minutos por pieza
3 piezas
Producción por hora = minutos por horas = 60 min / hr = 53.09 piezas por hora
minutos por piezas 1.13 min/pz
Tiempo inactivo del hombre
Tiempo inactivo de la maquina
= 0.70 minutos del ciclo
= 0 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre = 2.70 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina = 2.50 minutos del ciclo
En este ejemplo de observar que al trabajar con tres maquinas se reducirá el tiempo para
producir una pieza, obteniendo así una mayor producción, además se redujo el tiempo de
inactividad del hombre.
Ejemplo 2
En este ejemplo trabajaremos con las inspecciones que el operario tiene que realizar al
poner en marcha la máquina y los traslados que realiza entre ellas.
Operaciones
Tiempos y minutos
Carga
0.60
Inspecciona
0.03
Maquinado Automático
3.00
Traslado
0.02
Descarga
0.45
Solución: ____________________________________________________
CON UNA MAQUINA
Tipo de diagrama: Diagrama Hombre – Máquina
Método:
Actual
Operación: 3
Operario: X y Z
Departamento: 11
Preparado por: C.J.A
Fecha : 6-25-87
Hombre
Maquina
Carga
Carga
Inspecciona
Maquinado
0.60
0.63
3.60
3.60
4.05
Inactivo
Carga
Descarga
Tc: 4.05 minutos por pieza
Producción por hora = minutos por horas
Minutos por pieza
Tiempo inactivo del Hombre
Tiempo inactivo de la maquina
= 60min /hr = 14.61 piezas por hora
4.05 min /pz
= 2.97 minutos del ciclo
= 0 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por el Hombre = 1.08 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina = 3.00 minutos del ciclo
CON DOS MAQUINAS
Hombre
Maquina 1
Maquina 2
0.60
Carga M.1
Carga
Maquinado
0.63
Inspecciona M.1
0.65
Traslada M. 2
1.10
Descarga M.2
Descarga
1.70
Carga M.2
carga
1.73
Inspecciona M.2
1.75
TrasladaM.1
3.60
inactivo
4.05
Descarga M.2
Maquinado
3.00
0.65
Maquinado
Descarga
4.70
Tc= 4.05 minutos
2 piezas
= 2.025 minutos por pieza
Producción por hora = minutos por hora = 60 min/hr = 29.63 piezas por hora
minutos por pieza 2.025min/pz
Tiempo inactivo del hombre
Tiempo inactivo de la maquina
= 1.85 minutos del ciclo
= 0 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre
Tiempo trabajado por la maquina
= 2.20 minutos del ciclo
= 3.00 minutos del ciclo
CON TRES MAQUINAS
Hombre
Maquina 1
Maquina 2
0.60
Carga M.1
Carga
0.63
Inspecciona M. 1
0.65
Traslada M. 2
1.10
Descarga M. 2
Descarga
1.70
Carga M.2
Carga
Maquina 3
Maquinado
0.65
Maquinado
1.75
Inspecciona M.2
1.73
Traslada M.3
Descarga
1.75
2.20
2.80
2.83
2.85
Descarga M.3
Maquinado
Carga
Carga M.3
Inspecciona M.3
Traslada M.1
Inactivo
Maquinado
3.60
3.60
4.05
Maquinado
Descarga M.1
Descarga
4.70
5.80
Tc= 4.05 minutos
3 piezas
= 1.35 minutos por pieza
Producción por hora = minutos por hora = 60 min/hr = 44.44 piezas por hora
minutos por pieza 1.35 min/pz
Tiempo inactivo del hombre
Tiempo inactivo de la maquina
= 0.75 minutos del ciclo
= 0 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre
Tiempo trabajado por la maquina
= 3.30 minutos del ciclo
= 3.00 minutos del ciclo
Utilizando este tipo de diagrama se podrá determinar los porcentaje en relación con el
tiempo de ciclo para haci visualizar mejor los resultados de dicho estudio.
Ejemplo 3
En la producción de una pieza determinada se utilizan dos maquinas atendidas por un solo
hombre. Los tiempos para los elementos son los siguientes.
Operaciones
Tiempo en minutos
Carga la pieza en la maquina
1.00
Inspeccionar
0.75
Maquinado automático
3.25
Traslado de maquina a maquina
0.25
0.50
Descarga la pieza terminada
Encontrar el tiempo del ciclo, la producción diaria y los porcentajes en relación con el
tiempo de ciclo.
Solución: __________________________________________________________
Hombre
Maquina 1
Maquina 2
Carga M.1
Carga
Maquinado
1.00
Inspecciona M.1
1.75
2.00
Traslada M.2
2.00
Maquinado
Descarga M.2
Descarga
2.50
Carga M .2
3.50
4.25
Carga
Inspecciona M.2
4.50
5.00
4.25
Traslada m.1
Inactiva
Descarga M.1
Descarga
Maquinado
6.75
Tc= 5.00 minutos = 2.5 minutos por pieza
2 piezas
Producción por día = minutos por día = 480 min /hr = 192 piezas por día
minutos por pieza 2.5 min/pz
Tiempo inactivo del hombre
= 0 minutos del ciclo
% del tiempo de inactividad del hombre
= 0% del ciclo
Tiempo inactivo de la maquina
= 0.25 minutos del ciclo
% del tiempo de inactividad de la maquina = 0.25 =5% del ciclo
5.00
Tiempo trabajado por el hombre
% del Tiempo de trabajado del hombre
= 5.00 minutos del ciclo
= 100% del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina
= 3.25 minutos del ciclo
% del tiempo de trabajo de la maquina
= 3.25 = 65% del ciclo
5.00
Los diagramas hombre- máquina se podrían comenzar descargando en vez de cargando sin
que se afecte el tiempo de ciclo ya que siempre se deberá considerar descarga, carga y el
maquinado de la maquina.
Ejemplo 4
En una empresa se le asigna a un operario dos maquinas la cual el maquinado es
automático. Los tiempos para realizar la operación son los siguientes.
Operaciones
Tiempo en minutos
Carga la pieza en la maquina
0.80
Inspecciona
0.10
Maquinado automático
2.60
Traslado
0.05
Descarga la pieza de la maquina
0.50
Esta empresa está interesada en saber cuál sería la producción semanal de este operario.
Solución: _____________________________________________________________
Hombre
Maquina 1
0.50
Descarga M.1
Descarga
1.30
Carga M .1
Carga
1.40
Inspecciona M.1
Maquina 2
Maquinado
1.45
1.45
Traslada M.2
1.95
Descarga M.2
2.75
Carga M.2
2.85
Inspecciona M.2
2.90
Traslada M.1
3.90
Inactivo
Descarga
Maquinado
Carga
Maquinado
3.90
5.35
Tc= 3.90 minutos = 1.55minutos por pieza
2 piezas
Producción por semana = minutos por semana
Minutos por pieza
=
2400 min/semana
1.55 min/
= 1548.39 piezas por semana
Tiempo inactivo del hombre
% de tiempo de inactividad del hombre
= 0.20 minutos del ciclo
= 0.20 = 6.5% del ciclo
3.90
Tiempo inactivo de la maquina
% del tiempo de inactividad de la maquina
= minutos del ciclo
= 0% del ciclo
Tiempo trabajado del hombre
% del tiempo trabajado del hombre
= 2.90 minutos del ciclo
= 2.90 = 94% del ciclo
3.90
Tiempo trabajado por la maquina
% del tiempo de trabajo de la maquina
= 2.60 minutos del ciclo
= 2.60 = 84% del ciclo
3.90
Ejemplo 5
A un operario se le asignaron dos maquinas para satisfacer un pedido. Los tiempos son
como sigue.
Operaciones
Tiempo en minutos
Carga
1.00
Alista material
2.00
Inspecciona
0.75
Maquinado automático
5.50
Traslada
0.25
Descarga
0.50
¿La empresa está interesado en saber la producción por día y como se podría hacer para
incrementarla?
Solución: ______________________________________________________________
Tipo de: Diagrama hombre –Máquina
Departamento: 3
Método: Actual
Departamento por: C. J. A
Operación: 2
Fecha: 6- 26 - 87
Operario: X y Z
1.00
Hombre
Maquina 1
Carga M.1
Carga
Maquina 2
1.75
Inspecciona M.1
2.00
Traslada M.1
4.00
Alista M.2
4.50
Descarga M.2
Descarga
5.50
Carga M.2
Carga
6.25
Inspecciona M.2
6.50
Traslada M.1
8.50
Alista M.1
Inactivo
9.00
Descarga M.1
Descarga
Maquinado
6.50
Maquinado
12.00
Tc= 9.00 minutos
2 piezas
= 4.50 minutos por pieza
Producción por día = minutos por día = 480 min/día = 106.67 piezas por dia
Minutos por pieza 4.50 min/pz
Tiempo inactivo del hombre
% del tiempo de inactividad del hombre
= 0 minutos del ciclo
= 0% del ciclo
Tiempo inactivo de la maquina
% del tiempo de inactividad de la maquina
= 2.00 minutos del ciclo
= 2.00
9.00 = 22.22% del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre
% del tiempo de trabajo del hombre
= 9.00 minutos del ciclo
= 100 % del ciclo
Tiempo trabajado por la maquina
% del tiempo de trabajo de la maquina
= 5.50 minutos del ciclo
= 5.50 = 61.11% del ciclo
9.00
Para incrementar la producción es recomendable, que en la operación de alistar material no
la realice el operador de las dos maquinas sino que lo haga un ayudante. Para poder notar la
diferencia, es decir, al incremento de producción se volverá a realizar el diagrama hombremáquina.
Tipo de diagrama
: Diagrama hombre-máquina
Departamento: 3
Método
: Mejorado
Preparado por: C.J.A
Operación
:2
Operario
:XyZ
Fecha
: 27-6-87
1.00
1.75
2.00
2.50
3.50
4.25
Hombre
Maquina 1
Carga M.1
Carga
Maquina 2
Ayudante
Maquinado
Alista material
Inspecciona M.1
2.00
Traslada M.2
Descarga M.2
2.00
Maquinado
Descarga
Carga M.2
Carga
Alista material
4. 00
Inspecciona M.1
4.50
Traslada M.1
6.50
Inactivo
7.00
Descarga M.1
6.50
Maquinado
Descarga
6. 00
Alista material
9.00
Tc= 7.00 minutos
2 piezas
= 3.50 minutos por pieza
Producción por día = minutos por día = 480 min/ día = 137.14 piezas por día
Minutos por pieza 3.50 min/pz
Tiempo inactivo del hombre
= 2.00 minutos del ciclo
% del tiempo de inactividad del hombre = 2.00 = 28.57% del ciclo
7.00
8.00
Tiempo inactivo de la maquina
= 0 minutos del ciclo
% de tiempo de inactividad de la maquina
= 0% del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre
% del tiempo de trabajo del hombre
= 5.00 minutos del ciclo
= 5.00 = 71.43% del ciclo
7.00
Tiempo trabajado por la maquina
% del tiempo de trabajo de la maquina
= 5.50 minutos del ciclo
= 5.50 = 78.57 % del ciclo
7.00
Una vez que se a hecho el método propuesto se podrá notar que la producción se
incrementa en un 28.56 %, es decir que se tuvo una producción de 30.47 piezas más que el
método original.
Esta resolución matemática se podrá utilizar única y exclusivamente cuando se está
trabajando con maquinas iguales e idénticas. Para poder trabajar con este método se deberá
saber la utilidad de la siguiente fórmula:
N= a + t
a+b
Para M < N
Tc = a + t
lo = 0
lM = M [a+b] – [a + T]
Numero Optimo de Maquina
Φ=
Σ+N
Σ+ N +1
N1
N
Donde Σ= C1
C2
Entonces:
Si Ф < 1 se escoge N Maquinas
Si Ф > 1 se escoge N + 1 Maquina
Si Ф = 1 se escoge N + 1 Maquina
Significado de la simbología de las Formulas:
a =
b =
T =
N =
M=
Tc =
lo =
lM =
C1 =
C2 =
Actividad concurrente (carga y descarga).
Actividad independiente (inspección y descarga).
Tiempo de maquinado (maquinado automático).
Numero de maquina a asignar a un operario.
Numero de maquina a asignar a un operario
Tiempo de ciclo.
Tiempo inactivo del operario durante el tiempo del ciclo.
Tiempo inactivo de la maquina durante el tiempo del ciclo.
Costo del operador por hora.
Costo de la maquina por hora.
Ф = Numero optimo de maquina a asignar por operario.
Hay que tener en mente que este método únicamente se aplica cuando son maquinas
iguales.
Ejemplo 6
Para conocer el uso de las formulas se utilizan los siguientes tiempos:
Operación
Tiempo en Minutos
Costos
Carga
0.50
Inspecciona
0.10
C1 = 3.00 USD
Maquinado automático
2.0
C2 = 7.00 USD
Traslado
0.05
Descarga
0.45
Solución: ________________________________________________________________
N = a + T = 0.95+2.00 = 2.68 máquinas
a + b 0.95+0.15 1.10
Para M< N1
Tc = a +T
Tc = 0.95 + 2 = 2.95 minutos
lo = - 2M ( a + b ) + a +T
lo = -2(0.95 +0.15) + 0.95 +2.00
lo = 0.75 minutos del ciclo
Para M > N1
Tc = M (a + b)
Tc = 3(0.95 + 0.15) = 3.30 minutos
lo = 0 minutos del ciclo
lo = M = (a + b ) _ ( a +T )
lo = 3(0.95+0.15) _ (0.95 +2.00)
lM = 0.35 minutos del ciclo
3 + 2
7
Ф=
3 + 2+1
7
2.68
= 0.708 x 1.34
2
Ф = 0.949
Esto nos indica que a cada operario se le deberá asignar únicamente dos
maquinas ya que de esa manera será provechoso el rendimiento de él y de
las maquinas.