Optimización de la Producción Industrial: Sistemas Flexibles de Fabricación (SFF) y Tecnología de Grupos

Sistemas Flexibles de Fabricación (SFF): Fundamentos y Aplicaciones

Definición de SFF

Un Sistema Flexible de Fabricación (SFF) puede entenderse de dos maneras complementarias:

• Definición 1: Conjunto de máquinas-herramienta flexibles conectadas por un sistema de manipulación de materiales y controlado por ordenadores y operarios humanos.
• Definición 2: Sistema que permite la producción automática y simultánea de una familia de piezas distintas, minimizando (y a veces eliminando) los costes adicionales por cambio de fabricación. Proporciona, por tanto, una productividad y unos costes unitarios reservados hasta ahora a la fabricación de grandes series.

Características Clave de los SFF

Los SFF se distinguen por las siguientes propiedades:

• Flexibilidad:
  • Posibilidad de mecanizar piezas de distinta forma, dimensiones y material.
  • Entrada de piezas al azar.
• Automatización:
  • Del proceso de mecanizado.
  • Del cambio de herramientas.
  • Del cambio de piezas.
• Productividad:
  • Funcionamiento sin operarios durante al menos un turno de trabajo.
  • Rapidez en los cambios de herramienta y pieza.
  • Tiempos de comprobación cortos.
• Calidad del Producto:
  • Inspección de piezas incluida en la fase de mecanizado.
  • Autocorrección de desviaciones.
• Fiabilidad del Proceso:
  • Control del desgaste de útiles y herramientas.
  • Control de las desviaciones y corrección automática.
  • Mantenimiento preventivo.

Objetivos Estratégicos de los SFF

La implementación de un SFF busca alcanzar metas de excelencia operativa:

• Capacidad de modificación.
• Capacidad de absorber cambios.
• Mano de obra cero.
• Cero defectos.
• Sin stock intermedio.
• Stock cero.
• Cero paradas.
• Cero averías.

Componentes Estructurales de un SFF

Los SFF integran diversas áreas funcionales:

• Materiales: Reducir el exceso de material y herramientas a mecanizar, estandarizando herramientas.
• Producción: Englobar muchas funciones elementales en una sola máquina.
• Manipulación y Transporte: Cambios automáticos de herramientas y sistema de eliminación de virutas.
• Control y Gestión: Controlar las variables del sistema, gestión de herramientas, materiales y recursos.
• Mano de Obra: Mantenimiento de la instalación, preparación de carga y descarga.

Sistemas de Manipulación, Transporte e Identificación en SFF

El movimiento y la trazabilidad de las piezas son esenciales:

• Transporte: Cintas, rodillos, cadenas, monorraíles, birraíles, vehículos filoguiados, vehículos con guiado óptico, vehículos autónomos.
• Manipulación: Manipuladores programables, robots de aprendizaje, robots de control numérico, robots inteligentes.
• Identificación: Código de barras, identificación de caracteres, reconocimiento de formas, tarjetas magnéticas, cápsulas, cintas magnéticas.

Tecnología de Grupos y Organización Celular

Definición de Tecnología de Grupos

La Tecnología de Grupos es un sistema de racionalización de la producción basado en un procedimiento de clasificación y codificación de las piezas. Este procedimiento permite agrupar las piezas en familias de acuerdo con características similares de diseño y fabricación.

• Objetivo Principal: Competir eficazmente cuando existe una amplia variedad de productos.
• Metodología: Combinación de diferentes máquinas en células para fabricar piezas similares (familia).
• Resultados: Reducción de inventarios, de tiempo de ciclo y de costes.

Comparativa de Organizaciones de Fabricación

La Tecnología de Grupos impulsa la transición de la organización clásica a la fabricación celular:

Organización Clásica de la Producción

• Las máquinas se agrupan según su función.
• Rutas complejas.
• Largas distancias de transporte.
• Lotes de fabricación grandes.
• Altos inventarios.
• Tiempos de ciclo grandes.

Organización de Fabricación Celular

• Las piezas se agrupan por sus características de proceso y las máquinas se agrupan en unidades de producción (células).
• Rutas más simples.
• Menores distancias de transporte.
• Lotes de fabricación menores.
• Menores inventarios en proceso.
• Tiempos de ciclos menores.
• Más flexibles a cambios de la demanda.

Células de Fabricación

La implementación de células requiere:

• Identificación de grupos con piezas similares (familias de partes).
• Asignación de sus correspondientes recursos de fabricación (células de máquinas).

Beneficios de las Células de Fabricación

• Manejo de materiales menor.
• Uso de herramientas menor.
• Tiempo en sistema menor.
• Tiempo de preparación menor.
• Tamaño del lote menor.
• Trabajos en proceso e inventarios menores.
• Tiempos de entrega menores.
• Relaciones humanas mejores.
• Especialización de los operarios y mayor aprendizaje.

Desventajas de las Células de Fabricación

• Inversión de capital mayor por duplicidad de máquinas.
• Utilización de las máquinas menor.