Non-Fabrication Scenarios

5.1 Presentación de los resultados

En este apartado se van a dar conocer las secuencias de asignación de trabajadores obtenidas de los diferentes casos propuestos mediante la heurística específicamente desarrollada para este tiempo de línea de ensamblado de modelo mixto.

A continuación, se va a mostrar un informe detallado del resultado de obtenido por la heurística para el caso industrial real:

Sec. Inicial: [4, 4, 4, 4, 4, 0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0, 0, 0, 0, 0] Numero de operarios en secuencia inicial: 20

Mejor ruta Recocido Simulado: [2, 3, 4, 2, 3, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] Numero de operarios en secuencia óptima: 16

¿Es una secuencia válida?: Si

El Takt del paquete 1 es de 124 min con las estación/es SA1,A1, y 2 operario/s.

El Takt del paquete 2 es de 142 min con las estación/es SA2,A2,SA3,A3,SA4, y 3 operario/s. El Takt del paquete 3 es de 143 min con las estación/es A4,SA5,A5,SA6,A6, y 4 operario/s. El Takt del paquete 4 es de 144 min con las estación/es A7, y 2 operario/s.

El Takt del paquete 5 es de 147 min con las estación/es A8,SA9,A9,SA10, y 3 operario/s. El Takt del paquete 6 es de 149 min con las estación/es A10,A11, y 2 operario/s. Numero operarios usados: 16

Figura 23. Resultados del caso industrial.

El tiempo para la obtención de esta secuencia fue de 37 segundos. Mediante el estudio de los parámetros de datos para el caso industrial se ha llegado a las siguientes conclusiones:

Tiempo total línea (min) 2281

Takt Time de la línea 150

Mínimo teórico de operarios 15,2

Figura 24. Información de ejecución del caso industrial.

De forma análoga, se aportan las diferentes secuencias de asignación de operarios obtenidas por la heurística para cada uno de los casos industriales teóricos generados para testeas la validez de la búsqueda en entornos productivos de mayor tamaño, en este caso siendo para 40, 60 y 80 estaciones respectivamente:

44 Sec. Ini: [4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 0, 0, 0, 0] Numero de operarios en secuencia inicial: 48 Mejor ruta: [4, 4, 4, 3, 4, 3, 4, 4, 4, 3, 4, 3, 1, 0, 0] Secuencia válida?: Si

Numero operarios usados: 45

El Takt del paquete 1 es de 123 min con las estación/es SA1,A1,SA2, y 4 operario/s. El Takt del paquete 2 es de 120 min con las estación/es A2,SA3,A3,SA4, y 4 operario/s. El Takt del paquete 3 es de 149 min con las estación/es A4,SA5,A5,SA6, y 4 operario/s. El Takt del paquete 4 es de 122 min con las estación/es A6,SA7,A7, y 3 operario/s. El Takt del paquete 5 es de 115 min con las estación/es SA8,A8,SA9, y 4 operario/s. El Takt del paquete 6 es de 130 min con las estación/es A9,SA10,A10, y 3 operario/s. El Takt del paquete 7 es de 141 min con las estación/es SA11,A11,SA12,A12, y 4 operario/s. El Takt del paquete 8 es de 141 min con las estación/es SA13,A13,SA14,A14, y 4 operario/s. El Takt del paquete 9 es de 148 min con las estación/es SA15,A15,SA16, y 4 operario/s. El Takt del paquete 10 es de 143 min con las estación/es A16,SA17, y 3 operario/s.

El Takt del paquete 11 es de 148 min con las estación/es A17,SA18,A18,SA19, y 4 operario/s. El Takt del paquete 12 es de 112 min con las estación/es A19,SA20, y 3 operario/s.

El Takt del paquete 13 es de 140 min con las estación/es A20, y 1 operario/s. Numero operarios usados: 45

Figura 25. Resultados del caso de 40 estaciones.

El tiempo para la obtención de esta secuencia fue de 111 segundos. Mediante el estudio de los parámetros de datos para el caso industrial se ha llegado a las siguientes conclusiones:

Tiempo total línea (min) 6028,1

Takt Time de la línea 150

Mínimo teórico de operarios 40,2

45

Sec. Ini: [4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] Numero de operarios en secuencia inicial: 80

Secuencia válida?: Si

Mejor ruta total: [4, 4, 2, 3, 4, 4, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 3, 4, 4, 4, 3, 3, 3, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] Numero de operarios en secuencia inicial: 72

Secuencia válida?: Si

El Takt del paquete 1 es de 114 min con las estación/es SA1,A1,SA2, y 4 operario/s. El Takt del paquete 2 es de 134 min con las estación/es A2,SA3, y 4 operario/s. El Takt del paquete 3 es de 100 min con las estación/es A3,SA4, y 2 operario/s. El Takt del paquete 4 es de 149 min con las estación/es A4,SA5, y 3 operario/s. El Takt del paquete 5 es de 149 min con las estación/es A5,SA6,A6,SA7, y 4 operario/s. El Takt del paquete 6 es de 149 min con las estación/es A7,SA8,A8, y 4 operario/s. El Takt del paquete 7 es de 134 min con las estación/es SA9,A9,SA10, y 3 operario/s. El Takt del paquete 8 es de 128 min con las estación/es A10,SA11,A11, y 4 operario/s. El Takt del paquete 9 es de 143 min con las estación/es SA12,A12,SA13, y 4 operario/s. El Takt del paquete 10 es de 131 min con las estación/es A13,SA14,A14, y 4 operario/s. El Takt del paquete 11 es de 148 min con las estación/es SA15,A15,SA16,A16, y 4 operario/s. El Takt del paquete 12 es de 145 min con las estación/es SA17,A17,SA18, y 4 operario/s. El Takt del paquete 13 es de 143 min con las estación/es A18,SA19, y 3 operario/s.

El Takt del paquete 14 es de 146 min con las estación/es A19,SA20,A20,SA21, y 4 operario/s. El Takt del paquete 15 es de 139 min con las estación/es A21,SA22,A22,SA23, y 4 operario/s. El Takt del paquete 16 es de 146 min con las estación/es A23,SA24,A24,SA25, y 4 operario/s. El Takt del paquete 17 es de 136 min con las estación/es A25,SA26,A26, y 3 operario/s. El Takt del paquete 18 es de 114 min con las estación/es SA27,A27, y 3 operario/s. El Takt del paquete 19 es de 131 min con las estación/es SA28,A28, y 3 operario/s.

El Takt del paquete 20 es de 144 min con las estación/es SA29,A29,SA30,A30, y 4 operario/s. Numero operarios usados: 72

Figura 27. Resultados del caso de 60 estaciones.

El tiempo para la obtención de esta secuencia fue de 421 segundos. Mediante el estudio de los parámetros de datos para el caso industrial se ha llegado a las siguientes conclusiones:

Tiempo total línea (min) 9910,7

Takt Time de la línea 150

Mínimo teórico de operarios 66,1

46

Sec. Ini: [4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] Numero de operarios en secuencia inicial: 92

Secuencia válida?: Si

Mejor ruta total: [3, 3, 4, 4, 4, 4, 2, 3, 4, 4, 4, 3, 4, 4, 4, 3, 4, 4, 3, 4, 4, 3, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] Número de operarios usados: 83

El Takt del paquete 1 es de 140 min con las estación/es SA1,A1,SA2,A2, y 3 operario/s. El Takt del paquete 2 es de 149 min con las estación/es SA3,A3,SA4,A4, y 3 operario/s. El Takt del paquete 3 es de 132 min con las estación/es SA5,A5,SA6,A6, y 4 operario/s. El Takt del paquete 4 es de 141 min con las estación/es SA7,A7,SA8,A8, y 4 operario/s. El Takt del paquete 5 es de 131 min con las estación/es SA9,A9,SA10, y 4 operario/s.

El Takt del paquete 6 es de 132 min con las estación/es A10,SA11,A11,SA12,A12, y 4 operario/s. El Takt del paquete 7 es de 146 min con las estación/es SA13,A13, y 2 operario/s.

El Takt del paquete 8 es de 132 min con las estación/es SA14,A14, y 3 operario/s. El Takt del paquete 9 es de 148 min con las estación/es SA15,A15,SA16, y 4 operario/s. El Takt del paquete 10 es de 127 min con las estación/es A16,SA17,A17,SA18, y 4 operario/s. El Takt del paquete 11 es de 137 min con las estación/es A18,SA19,A19,SA20,A20, y 4 operario/s. El Takt del paquete 12 es de 128 min con las estación/es SA21,A21, y 3 operario/s.

El Takt del paquete 13 es de 127 min con las estación/es SA22,A22,SA23, y 4 operario/s. El Takt del paquete 14 es de 131 min con las estación/es A23,SA24, y 4 operario/s.

El Takt del paquete 15 es de 146 min con las estación/es A24,SA25,A25,SA26, y 4 operario/s. El Takt del paquete 16 es de 104 min con las estación/es A26,SA27,A27, y 3 operario/s. El Takt del paquete 17 es de 131 min con las estación/es SA28,A28,SA29,A29, y 4 operario/s.

El Takt del paquete 18 es de 147 min con las estación/es SA30,A30,SA31,A31,SA32,A32, y 4 operario/s. El Takt del paquete 19 es de 141 min con las estación/es SA33,A33,SA34, y 3 operario/s.

El Takt del paquete 20 es de 133 min con las estación/es A34,SA35,A35, y 4 operario/s.

El Takt del paquete 21 es de 143 min con las estación/es SA36,A36,SA37,A37,SA38,A38, y 4 operario/s. El Takt del paquete 22 es de 104 min con las estación/es SA39, y 3 operario/s.

El Takt del paquete 23 es de 136 min con las estación/es A39,SA40,A40, y 4 operario/s. Numero operarios usados: 83

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El tiempo para la obtención de esta secuencia fue de 710 segundos. Mediante el estudio de los parámetros de datos para el caso industrial se ha llegado a las siguientes conclusiones:

Tiempo total línea (min) 11194,1

Takt Time de la línea 150

Mínimo teórico de operarios 74,6

Figura 30. Información de ejecución del caso de 80 estaciones.

5.2. Análisis de los resultados

Una vez se han mostrado los resultados obtenidos por la heurística específicamente desarrollada para el caso industrial, y posteriormente aplicada a los diferentes casos con más estaciones generados a partir de la batería de datos del original. La primera comparativa que se establece se refiere a la comparación de los cuatro casos generados en diferentes ámbitos, para ellos se adjunta la siguiente tabla con el estudio:

Operarios Secuencia Inicial Operarios Secuencia Final Operarios Mínimos teóricos Operarios Artículo Publicado Reducción Respecto Sec. Inicial Diferencia Respecto Min. Teórico Caso Industrial 20 16 16 19 4 0 40 estaciones 48 45 41 N/A 3 4 60 estaciones 80 72 67 N/A 8 5 80 estaciones 92 83 75 N/A 9 8

Figura 31. Figura comparativa de los casos. En la tabla se pueden encontrar las siguientes columnas:

 Número de operarios necesarios generados en la secuencia inicial por la heurística desarrollada la cual va asignando trabajadores en paquetes de 4 hasta que se cumplen que todas las operaciones se realizan y que todas que cumplen el criterio del takt time.

 Número de operarios necesarios generados en la secuencia final obtenida por la heurísticas específicamente desarrollada para el caso industrial.

 Número mínimo de operarios de forma teórica calculada con el tiempo total de operaciones a asignar en toda la línea productiva, que variara en cada uno de los casos generados, dividido entre el takt time de la línea. Este supone una referencia como límite inferior, que en muchas ocasiones no es posible alcanzar debido a la limitación del reparto de operaciones a través de las distintas estaciones de ensamblado y subensamblado.

 Operarios utilizados en el artículo. Este punto solo aplica para el caso industrial real, y se toma como referencia la solución obtenida de 19 operarios como referencia para mejorar y comparar si la heurística desarrollada es eficiente y encuentra mejores soluciones.

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comparación de eficiencia entre la heurística inicial y la heurística, de acuerdo a poder comprobar que margen de mejora tiene la heurística. Para todos los casos se encuentra que existe una mejoría de un entorno del 10% al 20% respecto al número total de operarios necesarios, lo que dependiendo de la escala del problema pueden suponer desde 3 hasta 9 trabajadores de reducción en la línea productiva dependiendo del tamaño de la misma.

 Diferencia respecto al mínimo teórico. Con esta medida se puede comprobar como de lejos se está respecto de la situación teórica mejor. En este caso, en el caso industrial se produce la mejor situación posible teórica, cosa que de normal general no se consigue como se puede apreciar en las demás casos.

Se puede apreciar, que independientemente del caso, la metaheurística mejora sustancialmente los valores iniciales de operarios, quedándose en todos los casos cerca proporcionalmente de los mínimos teóricos, lo que garantiza la optimalidad dela búsqueda.

Otro punto de referencia para la optimalidad de la solución encontrada es la comparativa con el caso industrial que toma de referencia este estudio, en el cual establece el mínimo de operarios para el caso industrial de 19 operarios, siendo la solución encontrada por la metaheurística de 16 operarios, estando en la misma dimensión de rangos y mejorándolo en términos de trabajadores totales.

Figura 32. Evolución de la heurística en términos de operarios usados en la secuencia.

En la gráfica representada se puede apreciar como la diferencia entre el mínimo teórico y la solución óptima encontrada por la heurística se va ampliando proporcionalmente al número de operarios.

A continuación, se muestra la evolución temporal de la heurística para los diferentes casos industriales, donde se puede apreciar en el eje X el tiempo en segundos empleado por el método para encontrar la solución más óptima mediante una secuencia y en el eje Y el número de operarios que usa esa secuencia.

Con estas representaciones se puede apreciar la evolución característica de la heurística típica del recocido simulado, donde se va mejorando o quedándose igual en este caso debido a que las soluciones son enteras, y cuando llega un momento de estancamiento donde acaba enfriándose la búsqueda y se detiene.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Caso Industrial 40 estaciones 60 estaciones 80 estaciones

N ú m e ro d e o p e rar io s