clase diagrama hombre-máquina

Diagrama Hombre-Máquina

Es la representación gráfica de la secuencia de elementos que

componen las operaciones en la que intervienen Operadores

(hombres) y máquinas, y que permite conocer el tiempo

empleado por cada uno de ellos, es decir; conocer el tiempo

utilizado por los hombres y el utilizado por las máquinas

DIAGRAMA HOMBRE-MÁQUINA

Determinar la eficiencia de los hombres y de las máquinas.

Estudiar, analizar y mejorar una sola estación de trabajo a la vez.

Conocer el tiempo para llevar a cabo el balance de actividades del hombre y su máquina.

Objetivos

Primero, se debe seleccionar la operación que será diagramada; se recomienda seleccionar operaciones importantes que puedan ser, costosas repetitivas y que causen dificultades en el proceso.

En segundo lugar, determinar dónde empieza y dónde termina el ciclo que se quiere diagramar.

En tercera, observar varias veces la operación, para dividirla en sus elementos e identificarlos claramente.

El siguiente paso se dará cuando los elementos de la operación han sido identificados, entonces se procede a medir el tiempo de duración de cada uno.

Finalmente, con los datos anteriores y siguiendo la secuencia de elementos, se construye el diagrama.

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR UN DIAGRAMA HOMBRE - MÁQUINA

Se debe tener en cuenta:

Descomponer el trabajo en elementos diferenciados.

Obtener los tiempos que corresponden a cada elemento.

Fijar una escala de tiempo sobre papel cuadriculado o milimetrado, situando en columnas distintas los tiempos correspondientes al hombre y los tiempos correspondientes a la máquina

Calcular los resultados

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR UN DIAGRAMA HOMBRE - MÁQUINA

DEFINICIONES

Finalmente, para obtener los porcentajes de utilización empleamos las siguientes igualdades. Ciclo total del operario = preparar + hacer + retirar. Ciclo total de la máquina = preparar + hacer + retirar. Tiempo productivo de la máquina = hacer. Tiempo improductivo del operario = espera. Tiempo improductivo de la máquina = ocio. Porcentaje de utilización del operario = tiempo productivo del operador/ tiempo del ciclo total. Porcentaje de la máquina =tiempo productivo de la máquina/ tiempo del ciclo total.

Símbolos y clasificación de las actividades

Calcular el porcentaje de utilización del tiempo de un operario, y dos máquinas, si el tiempo de ciclo es de 27 minutos y el operario ocupa 15 minutos de su tiempo en trabajo efectivo y el tiempo de maquinado de las máquinas 1 y 2 son de 6 y 7 minutos

respectivamente.

Ejercicio de Aplicación N° 01

Tiempo de ciclo = 27 minutos

Porcentaje de utilización del operario = (15/27)*100 = 55.56 %

Porcentaje de utilización de la máquina 1 = ( 6/27)*100 = 22.22 %

Porcentaje de utilización de la máquina 2 = ( 7/27)*100 = 25.96%

Solución N° 01

Para la fabricación de un determinado producto se necesitaran realizar 3 procesos sobre la pieza.

Actualmente un operario se encarga de hacer trabajar las 3 máquinas. El sueldo del operario es de $ 75/h. y el costo de las H-M son 100, 80, 105 respectivamente. Hacer un diagrama de H-M, tiempo de ciclo, costo unitario y producción por hora.


PROCESO MAQUINA CARGA MAQUINADO DESCARGA

1 A 7 18 5

2 B 8 20 6

3 C 4 8 4

Como se puede observar el ciclo se determina en forma gráfica. El tiempo de ciclo es de 41 minutos.

Producción por hora = Tiempo base / tiempo de ciclo = 60/41 = 1.46 unid.

Costo por hora: • Operario= 75 , Maq. 1 = 100 , Maq. 2 = 80, Maq. 3 = 105.

Costo unitario: • Costo operario por hora = 75

• Costo por hora de las tres máquinas = 100+80+105 =285

Costo unitario = Costo total / producción por hora = (75+285)/1.46 = 246.58

Solución N° 02

Se asignan dos lavadoras a un operador, ocupándose los siguientes tiempos estándar:

Determinar:

• Diagrama Hombre-Máquina

• El tiempo de ciclo

• El porcentaje de utilización

Ejercicio de Aplicación N° 03 Lavadora 1 Lavadora 2

Descarga 3 4

Operación 15 16

Carga 2 3

MINUTOS OPERARIO LAVADORA 1 LAVADORA 2

1 1

2 2

3 1 1

4 2 2

5 3 3

6 4 1

7 5 2

8 6 3

9 7 4

10 8 5

11 9 6

12 10 7

13 11 8

14 12 9

15 13 10

16 14 11

17 15 12

18 1 13

19 2 14

20 3 15

21 16

22 1

23 2

24 3

25 4

Del gráfico el tiempo de ciclo es de 25 minutos

Porcentaje de utilización:

• Operario = (12/25)*100 = 48.00 %

• Lavadora 1 = (15/25)*100 = 60.00 %

• Lavadora 2 = (16/25)*100 = 64.00 %

Solución N° 03

Dentro de un proceso de fabricación hay una máquina que es atendida por un operario. Se han tomado los siguientes tiempos sobre la operación de maquinado.

Preparación del trabajo: 0.5 min.

Duración del trabajo (maquina) 3.0 min.

Descarga del producto: 0.5 min.

Salario del operador: S/. 20.00 / h

Costo de máquina: S/. 100.00 / h

Costo de material: S/. 50.00 / unidad

Costo de preparación: S/. 22.00 / preparación (por ciclo)

Productos por ciclo 40 productos.

Realice el diagrama hombre – máquina.

¿Cuántas piezas se pueden hacer en 8 horas? ¿Cuál es el costo por unidad?


Solución N° 04

TIEMPO OPERARIO MAQUINA

0,5 0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0 0,5

3,0

Piezas que se pueden hacer por 08 horas

• Tiempo de ciclo = 4 Minutos

• Productos por ciclo = 40 unidades

• Ciclos por hora = 60 minutos / 4 minutos = 15 ciclos

• Productos por hora = (prod. por ciclo) x (cantidad de ciclos en una hora)

• Productos por hora = 40 x 15 = 600 unidades

• Productos en 08 horas = 600*8 = 4800 unidades

Costo por unidad

• Salario del operario = $ 20/hora

• Maquina = $ 100/hora

• Material = $ 50/unidad

• Preparación por ciclo = $ 22

Costo por unidad = costo total en una hora / unidades por hora

= $(20 +100 +50*600+22*15)/600 unidades

= $30450/600 unidades

= $ 50.75/unidad

Para la elaboración de un perno, una fábrica emplea dos máquinas. La fábrica puede elaborar 400 piezas por máquina semanalmente, trabajando a un ritmo de 8horas por día y 5 días a la semana. El tiempo de cargar y descargar la máquina es de 4 min. Asuma que las máquinas están descargadas, además considerar ambas máquinas diferentes.

Se pide:

a) ¿Cuál es el tiempo del ciclo para elaborar una pieza en cada máquina?

b) Elabore el diagrama H – M señalando los ciclos respectivos y el resumen.

c) ¿Cuál es el porcentaje de ocio de las máquinas?

d) ¿Cuánto cuesta una pieza al fabricante si los costos son: Operador 480 $./día

Máquina 24 $./día?


Minutos Operario Máquina 1 Máquina 2

1 1

2 2

3 3

4 4

5 1 1

6 2 2

7 3 3

8 4 4

9 5 1

10 6 2

11 1 3

12 2 4

13 3 5

14 4 6

15 1

16 2

17 3

18 4

Tiempo de maquinado Producción = 400 piezas / semanales

Horas semanales = 8 horas * 5 días = 40 horas/semanales

Producción por hora = (400 piezas/semanal) / (40 horas / semanal)

Producción por hora = 10 piezas / hora

Tiempo de producción para una pieza = 6 minutos

Solución N° 05

¿Cuál es el porcentaje de ocio de las máquinas? % Ocio Maquina 1 = % Ocio Maquina 2

% Ocio = (12/18) x 100 = 67 %

Costo unitario de producción

Costo de operación = Costo de operario + Costo de maquina

Costo de operación = 480$/ día + 48$/día = 528$/día

Costo por hora = Costo por día / horas día

Costo por hora = ( 528 $/día) / ( 8 horas/día) = 66$/hora

Producción por hora = 10 piezas/hora

Costo unitario = Costo de producción / producción

Costo unitario = (66$/hora) / (10 piezas/hora) = 6.6$/pieza

Cierta compañía debe fabricar 10 000 unidades de un producto que requiere una sola operación de moldeo en su proceso de fabricación. El pedido deberá estar terminado en 26 semanas. En la fábrica se trabajan 88 horas por semana y hasta 40% de tiempo extra. Los tiempos estimados para cada uno de los elementos de la operación son:

El ciclo utilizado para determinar los costos se acostumbra corregir aumentándole un suplemento de 15%. Sólo se dispone de un operador y tres máquinas. Los costos son:

Operación del moldeo

Cargar material en máquina 4 min

Moldear (automático) 20 min

Descargar pieza terminada 2 min

Inspeccionar 3 min

Caminar de máquina a máquina 1 min

Operación del moldeo Costos

Salario del operador 500 US$/hora

Hora extra 750 US$/hora

Costo variable por máquina 100 US$/hora

Material 150 US$/hora

Costo preparación y montaje

40 000 US$/montaje

Se desea encontrar el método de producción más económico para fabricar el pedido, aplicando el método del diagrama hombre-máquina.

Ejercicio 6

Solución

tc = 26 min Descargar M1

Operador Máquina 1

Cargar M1

Inspeccionar pieza 1

26

hombre

máquina

tpo. muerto

Descarga

Cargar

Moldeo

Tiempo muerto

Tiempo estándar por pieza = 26 x 1,15 = 29,9 min/pieza

Piezas por hora = 60 / 29,9 Ξ 2

Tiempo para 10 000 piezas = 10 000 / 2 = 5 000 horas

Se cuenta con 26 semanas x 88 horas/semana = 2 288,0 horas Tiempo extra = 2288 x 40% = 915,2 horas

Tiempo total = 3 203,8 horas

Por tanto, no se puede terminar el trabajo a tiempo

Un hombre operando 1 máquina

Solución

tc = 26 min, se obtienen 2 piezas Descargar M1

Operador Máquina 1

Cargar M1


26

hombre

máquina

tpo. muerto

Descarga

Cargar

Moldeo

Tiempo muerto

Tiempo estándar por pieza = 26 x 1,15 / 2 = 14,95 min/pieza

Piezas por hora = 60 / 14,95 Ξ 4 piezas

Tiempo para 10 000 piezas = 10 000 / 4 = 2 500 horas

Se cuenta con 26 semanas x 88 horas/semana = 2 288 horas

Tiempo extra = 2500 - 2288 = 212 horas

Tiempo total = 2 500 horas

Un hombre operando 2 máquinas

Descargar M2

Cargar M2

Descarga

Cargar

Moldeo


Camina a M1

Costo total:

Material = 10 000 x 150 = 1 500 000

Tiempo normal = 2 288 x 500 = 1 144 000

Tiempo extra = 212 x 750 = 159 000

Costo de máquina = 2 500 x 2 x 100 = 500 000

Costo de montaje = 40 000 x 2 = 80 000

3 383 000 US$

Máquina 2

Camina a M2

Solución

tc = 30 min, se obtienen 3 piezas

Tiempo estándar por pieza = 30 x 1,15 / 3 = 11,5 min/pieza

Piezas por hora = 60 / 11,5 = 5,2 piezas

Tiempo para 10 000 piezas = 10 000 / 5,2 = 1 923 horas

Se cuenta con 26 semanas x 88 horas/semana = 2 288 horas

Un hombre operando 3 máquinas

Costo total:

Material = 10 000 x 150 = 1 500 000

Tiempo normal = 1 923 x 500 = 961 500

Costo de máquina = 1 923 x 3 x 100 = 576 900

Costo de montaje = 40 000 x 3 = 120 000

3 158 400 US$

Descargar M1

Operador Máquina 1

Cargar M1


30

hombre

máquina

tpo. muerto

Descarga

Cargar

Moldeo

Descargar M2

Cargar M2

Descarga

Cargar

Moldeo


Camina a M3

Máquina 2

Camina a M2

Descarga

Cargar

Moldeo

Máquina 3

Descargar M3

Cargar M3


Camina a M1

Resolución Matemática H-M

Esta solución matemática se podrá utilizar única y exclusivamente cuando se esta trabajando con máquinas iguales e idénticas. Para lo cual se debe utilizar las siguientes fórmulas

Para: M<N’

Tc = a+T

Io = -M(a+b)+a+T

IM = 0

Para: M>N’

Tc = M(a+b)

Io = 0

IM = M(a+b)-(a+T)

Número Óptimo de Máquinas

Donde:


Entonces:

Si Φ < 1 se escoge N máquinas

Si Φ > 1 se escoge N+1 máquinas

Si Φ = 1 se escoge N o N+1 máquinas

4. Resolución Matemática H-M

Significado de la simbología:

a = Actividad concurrente (carga y descarga)

b = Actividad independiente (inspección y traslado)

T = Tiempo de maquinado (maquinado automático)

N’ = Número de máquinas a asignar a un operario

M = Número de máquinas a asignar a un operario

Tc = Tiempo de Ciclo

Io = Tiempo inactivo del operario durante el tiempo de ciclo.

IM = Tiempo inactivo de la máquina durante el tiempo de ciclo.

C1 = Costo del operario por hora

C2 = Costo de la máquina por hora

Φ = Número óptimo de máquinas a asignar a un operario


Dadas las siguiente operaciones:

Operación Tiempo

(min)

Costos

Carga 0.50

C1 = $ 3.00

C2 = $ 7.00

Inspecciona 0.10

Maquinado Automático 2.00

Traslado 0.05

Descarga 0.45

Realice la resolución matemática H-M


Para: M<N’

Tc = a+T = 0.95 + 2.00 = 2.95 min

Io = -M(a+b)+a+T = -2(0.95+0.15)+0.95+2.00

Io = 0.75 min del ciclo

IM = 0 min del ciclo

Para: M>N’

Tc = M(a+b) = 3(0.95+0.15) = 3.30 min

Io = 0

IM = M(a+b)-(a+T)= 3(0.95+0.15)-(0.95+2.00)

IM = 0.35 min del ciclo


Φ = 0.984

Entonces: Si Φ < 1 se escoge 2 máquinas para asignar al operario

clase diagrama hombre-máquina

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