TEMAS NAVALES. 5.- ESTUDIO DE PROGRAMACIÓN PARA UNA FÁBRICA DE BLOQUES DE UN GRAN ASTILLERO

      

ESTUDIO DE PROGRAMACIÓN PARA UNA FÁBRICA DE BLOQUES DE UN GRAN ASTILLERO

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Artículo publicado en la Revista Ingeniería Naval. Mayo 1972

SUMMARY

The most important economic  problem in a shipyard block factory is the control of material inuput -" stocks".

The author herein presents the application of a system, for controlling of "stock" based on the PERT program network. Three types of "stock" are defined, namely basic feed stock, buffer stock and standby stock. A practícal slstem of working with the PERT network is presented

PRIMERO:

Una fabricación de bloques ha de ajustarse con rigor al necesario programa de montaje preparado para la grada.

Este programa, a su vez debe de ser consecuente con las condicionantes económicas una de las cuales, sin duda, es la de reducir el stock de bloques, tanto como sea posible.

Para reducir dichos stock hay que conocerlos por lo que conviene disponer de un elemento rápido de cálculo, que nos permita optimizar el flujo de bloques reduciendo a un mínimo, dependiente de la fiabilidad de los sistemas, el stock final y los stock intermedios del proceso.

SEGUNDO:

Al hablar de los stock´s conviene dividir a éstos en dos grupos diferentes en cuanto a su utilización.

1º.- Stock necesarios para un proceso, los llamamos alimentadores.

Así por ejemplo: La plancha que se coloca sobre la mesa de corte mientras la máquina corta otra plancha.

Tiene como misión optimizar un proceso elemental y reducir los tiempos de espera de las máquinas y no deben de necesitar mayores movimientos del material que su no existencia.

2º.-  Stock necesarios para la fiabilidad del flujo de producción, los llamaremos reservas.

Así por ejemplo: El material acumulado en un parque intermedio. Tiene como misión asegurar el trabajo de las máquinas en los casos de fallos de la programación, cualquiera que sea el motivo de este fallo.

Los stock´s de reserva de una fábrica en cadena tiene poca importancia ya que sólo se usan en los casos reales de necesidad, así considerando una fabricación en cadena procedemos, en primer lugar, a abastecer los stock´s de reserva que permanecen sin tocar en tanto en cuanto no son necesarios, o al final del proceso con 1o que el incremento de coste producido es:

MOVIMIENTOS = N + n – (1 + a/100) N 

en la cual:

N = Piezas totales.

n =  píezas de stock.

a =  % de incremento del coste.

En las fabricaciones navales difícilmente se puede pensar en productos iguales, salvo en procesos muy elementales y primarios y generalmente nos veremos obligados a efectuar los stock´s como un movimiento más del proceso de producción por lo que:

N = n

lo que significa que

a = 100%

o sea, doble número de operaciones de movimiento o en otras palabras, doble número de elementos de maniobra y doble número de operarios.

La grave situación que esto plantea es el motivo por el que pensamos en perfeccionar el planteamiento en Ia forma siguiente:

1) Reducción del coste de los stock´s.

2) Reducción de los stock´s a un mínimo.

El primer objetivo se puede conseguir con el “stock de espera”, nuevo concepto que reseñamos a continuación.

TERCERO:

EI “stock de espera” pretende encontrar un punto medio entre los conceptos de stock de alimentación y de stock de reserva y consiste en programar una máquina en forma tal que este mismo programa sea Ia reserva.

Supongamos que decimos que en un proceso de trabajo cada N elementos tenga un elemento de reserva, o sea:

n = 1            a =  100/a

habríamos conseguido un considerable ahorro de los gastos de stock que antes eran 100 por 100 y ahora serán como mínimo el 50 por 100 si hacemos N igual a 2.

Podríamos presentar eI cuadro siguiente:

Con  N = 1	a = 100%
Con  N = 2	a =  50%
Con  N = 3	a =  33%
Con  N = 4	a =  25%
Con  N = 5	a =  20%
Con  N = 6	a =  16%

Dado que cuanto mayor es N más difícil es la programación y menos ventajas obtenemos, podemos quedarnos en N igual a 6 y programar el orden de trabajo en la forma siguiente:

a) Comenzamos el proceso programando ei bloque número 6.

b) Este bloque pasa a situación de espera.

c) Detrás del bloque 6 ponemos el bloque 1.

d) Seguimos el orden lógico hasta el bloque número 5 inclusive.

e) Detrás del bloque 5 ponemos el bloque 12, que colocamos en espera, sacando el bloque 6 de dicha situación.

f ) En caso de avería de la máquina, o dificultades de cualquier tipo ponemos en circulación el bloque de reserva cuyo puesto será ocupado por el próximo bloque con este destino.

g) La operación será apoyada por la puesta en marcha de las reservas anteriores a la que se ha precisado usar.

Para no complicar el proceso conviene, en primer lugar, no agrupar más de los 6 procesos indicados en un mismo proceso con stock de esperas.

CUARTO:

El complemento preciso para lo anterior y para la reducción de los stock, es la programación tan detallada como posible que nos permita el conocimiento de los hechos con suficiente detalle.

Hoy en día técnicas de control de producción tales como el diagrama PERT y su control con computador, sistemas C. P. M. u otros que nos permiten jugar con diversas variables en forma amplia, que nos asegura el control de un astillero grande y con ciertas facilidades por el gran conjunto de variables que podemos poner en juego.

Vamos a detallar un proceso de programación de un gran astillero que puede tener sus centros de trabajo divididos en tres grandes centros de responsabilidad.

Centro A.- Departamento de planchas y perfiles

-        Recibe material bruto.

-        Entrega material cortado a medida y posiblemente conformado

Centro B.- Departamento de bloques

-        Recibe material cortado a medida

-        Entrega bloques con el máximo peso compatible con los medios de elevación de la grada o dique. Estos bloques pueden llevar cierto armamento.

Centro C.- Departamento de buques

-        Recibe bloques tridimensionales con cierto armamento

-        Entrega buques terminados

Vamos a intentar programar los dos primeros departamentos en función del tercero, por considerar que estos dos departamentos son los que permiten una mayor racionalización de los procesos.

QUINTO:

Presentamos, en primer lugar, las figuras 1 y 2 que nos definen los grandes bloques que el Departamento de buques ha decidido recibir y que vendrían acompañados de una lista en la cual se nos indicará la fecha de montaje de cada bloque.

Dadas las circunstancias específicas de la construcción de grandes petroleros se construirá por separado el cuerpo central de tanques y proa y por otro lado el último tanque de popa, cámara de máquinas y popa. Dando comienzo, por lo tanto, con los

bloques 108 y 115 y el crecimiento se efectuará en forma piramidal hacia proa y hacia popa, presentando cuatro frentes de trabajo y programando los trabajos de forma que la llegada al mamparo 57 se produzca al mismo tiempo y en un estado de terminación que permita el movimiento de los grandes bloques si el trabajo se efectúa en plataforma. La programación de los bloques de superestructura tendrá en cuenta el momento de su instalación a bordo y en el caso de los petroleros gigantes parece conveniente que el grado de armamento con que se monta sea tan elevado como posible e incluso totalmente terminadas.

IJna vez conocido este despiece y las fechas de entrega, se procederá a estudiar en forma inmediata la programación de la prefabricación y los stock´s y cargas resultantes observándose si se puede aceptar su valor determinando dos primeros objetivos cifrados de la fabricación de bloques:

a) Valor de la fabricación en curso.

b) Grado de saturación del personal y equipo.

El primero de ellos debe de ser tan bajo como sea posible y el segundo tan alto como se pueda, pero reservando tiempo para revisiones y considerando que no sólo es interesante el valor de este objetivo, sino su distribución a lo largo del año.

En el, caso de que estos valores no alcancen el valor aceptable previsto, será preciso modificar el orden de montaje. Al respecto indicaremos la fabricación de bloques, al dividirse en dos grandes conceptos

1.      Bloques planos

2.      Bloques de figura

Es especialmente susceptible a la modificación de los puntos de comienzo del montaje

Presentamos a continuación el diagrama PERT, ver la figura 3, que nos va a servir de sostén del trabajo de programación y control de Stock.

                  Figura 1.- Esquema de los bloques en el barco estudiado.

                     Figura 2.- Esquema de los bloques en el barco estudiado. (Continuación)

Figura 3.- Diagrama PERT de la fabricación de bloques.

Dicha red básica pretende incluir todas las rutas posibles de cualquier elemento que se incorpora a un bloque y presenta las siguientes particularidades:

1.- Asignando tiempo 0 a un proceso conseguimos el mismo efecto que     anulando dicho proceso, con la ventaja de evitar que queden nudos abiertos por error.

2.- Hay caminos ficticios valorados. Estos valores representan los tiempos de stock previstos y naturalmente la holgura resultante representará el exceso de stock.

Se han supuesto diversos valores de stock representados en el diagrama con las letras griegas.

3.- Hemos supuesto un solape de la clasificación con respecto a la descarga, suponiendo que la clasificación empieza al día siguiente de la descarga. Así mismo hemos supuesto un solape del corte con el preprocesado suponiendo que éste da comienzo

dos días después del preprocesado.

SEXTO:

El modo de operar será el siguiente: Se estudiará a la vista de las instalaciones la lista de los recursos de la fábrica y los elementos que definen tiempo en cada taller o, proceso. Presentamos en el Cuadro I esta lista señalando las unidades y las capacidades máximas. Estas últimas se señalarán en vaIores reales descontando los tiempos previstos de revisión y los tiempos muertos del proceso.

Periódicamente se deben de revisar estos coeficientes, bien por cambios del tipo de buque o bien por errores de apreciación en los valores detectados por exceso o defecto de producción en un centro de responsabilidad determinado.

A continuación completamos el Cuadro II para cada bloque de montaje. En dicho cuadro observamos que cada proceso dispone de 1 a 4 recursos que valoraremos en cada caso a Ia vista del plano de cada bloque. Naturalmente los procesos no necesarios se valoraran con cero en la columna de tiempo.

  La columna tiempo se cumplimentará a la vista del Cuadro I y de los recursos principales precisos y será el mayor de los valores obtenidos al dividir los recursos necesarios por los recursos máximos, si suponemos solape de procesos de segundo orden en cada proceso de primer orden.

En el caso de necesitarse cierto grado de relación entre procesos de segundo orden, dicho de otro modo, solapes inferiores al 10 por 100, se añadirá al valor obtenido en el punto anterior los tiempos de solapes anteriores y posteriores al proceso. Asimismo a la vista de la fiabilidad del sistema marcaremos los valores de los tiempos de espera mínimos.

Los tiempos α son esperas de parques, en realidad dependen de las posibilidades de suministro, de la existencia o no de suministradores de emergencia en la zona, etc., y de la agilidad del responsable del parque. Puede verse modificado por la necesidad de agrupar planchas de varios bloques para obtener pedidos con volúmenes económicos aceptables y sirve para determinar cuál es este nivel económico aceptable, pues pudiera ser que fuera más rentable que el descuento la disminución del stock y de los gastos de almacenamiento. A nuestros efectos es así mismo consecuencia de la velocidad de respuesta a una emergencia y consideramos que en la Zona de Cádiz podría ser del orden de quince a veinte días, si no hay planchas en el bloque con calidades especiales'

Los tiempos β corresponden al tiempo del parque intermedio de material cortado. Un astillero moderno no puede tener un grado de programación inferior al necesario para que β sea del orden de cuatro a seis días. E[ valor obtenido para cada día de stock, suponiendo una producción de 200.000 toneladas en doscientos cuarenta y seis días laborables es de:

                               200.000/246 = 15.000 tm/día = 12.200.000 pts

a cuyo coste hay que añadir el valor añadido hasta el momento. Será en todo caso preferible tener una máquina más de oxicorte, parada, que el stock improductivo antes mencionado, por lo que no parece equivocada la idea de mejorar al máximo la programación. En todo caso se observará que las líneas de paneles, bulárcamas y perfiles compuestos se han supuesto rígidas o sea con el stock de alimentación como única reserva.

Los tiempos γ los consideraremos del orden de dos a tres días por estar ya el proceso avanzado.

Los tiempos  ϕ deberían ser cero si el astillero tiene una línea de paneles larga, pero puede tener un valor del orden de uno a dos días si la línea es corta. Denominamos líneas de paneles corta a la que termina inmediatamente después de la estación de perfiles.

Una vez completado el Cuadro II en cada bloque completo como ha pedido la grada procedemos a procesar la información por cualquier sistema adecuado. Si usarnos el sistema C. P' M' que permite usar esta sistemática, obtendremos un listado que nos facilitará:

a) Primer comienzo.

b) Primera terminación.

c) Ultimo comienzo.

d) Ultima terminación'

e) Holgura total.

f) Holgura libre.

g) Ruta crítica.

h) Recursos sobrantes.

Nuestro objetivo consistirá en lograr un programa sin holguras, equivalentes a excesos de stock, y sin recursos sobrantes, equivalente a espera de faena.

Cuadro I.- Lista de recursos disponibles.

                      Cuadro II.- Programación de cada bloque.

Esto, en general, será imposible de lograr en su totalidad, pero no podemos dejar de intentar alcanzar el mayor éxito posible.

Conviene estudiar las holguras del programa y darles preferencia en su eliminación sobre la saturación de los recursos sobrantes, salvo en aquellos casos en que el elemento sea de una categoría que defina la capacidad del astillero. Por ejemplo la línea de paneles planos.

Definimos como holgura libre la diferencia entre el tiempo de última terminación y éI de primer comienzo, menos la duración de la actividad. Su existencia equivale a un coeficiente de seguridad y nos permite cierta elasticidad en el trabajo. Por otro lado un valor grande de la holgura libre supone un anticipo en la entrega del material que conduce a un incremento en los stock´s.

A su vez, la holgura total la definimos como la diferencia entre el primer comienzo de la primera actividad al último final de la actividad dada menos la duración de Ia actividad. Su existencia obliga a una espera en la actividad sin ningún beneficio por lo esporádico del stock creado y debe, en todo caso, eliminarse.

Una vez hecho el estudio pudiera presentarse cierta dificultad de acoplamiento en la eliminación de las holguras libres, convendría entonces cortar las cadenas por los puntos en que esta situación se presente y desglosar los bloques para conseguir nuestro objetivo.

Supongamos, por ejemplo, que el hecho de cortar todo el material de un bloque plano al mismo tiempo nos produce el fenómeno siguiente:

- Ruta -7-15 paneles planos- un día.

- Ruta 7 -72-L3-75 refuerzos- tres días.

Se presentaría el fenómeno ilógico de la parada del panel en la línea durante dos días, lo que se presentaría como una holgura libre de la ruta 7-15, de dos días. ¿Cuál será la solución del problema?. Procederemos de la siguiente forma:

1º. Desglosaremos el bloque en dos, el primero el bloque completo y el segundo los refuerzos.

2º. Daremos al bloque de refuerzos una fecha de terminación coincidente con la primera terminación de la fase 7-15, lo cual quiere decir adelantar su proceso dos días con respecto al primer caso y de esta forma habremos eliminado la holgura libre.

SEPTIMO:

Este breve estudio creemos pude representar una mejora en la previsión' de trabajo y producir una disminución de la obra en curso, disminuyendo los costes de inmovilizado sin disminuir la producción y creando un clima de seriedad y continuidad en los trabajos.

Consideramos que el interés indudable que presenta el problema de programación de un gran astillero puede ser así mismo objeto de consideración de un astillero más pequeño posiblemente modificando ciertos conceptos.

Se puede así mismo considerar un proceso similar entre dos puntos cualquiera de la red, haciendo una subred que permita una mayor profundidad en el conocimiento del problema y pudiendo llegar, sin duda, al proceso elemental si fuera preciso.

Quisiéramos advertir del posible error en el que se puede caer al considerar que un estudio de la complicación del que hemos presentador, resuelve la cuestión del trabajo con su planteamiento. Este trabajo no es interesante si no se va a usar con todas sus consecuencias y por otro lado es muy caro ponerlo en servicio. Recomendamos que se medite sobre el hecho de que este tipo de planificación sirve para definir la responsabilidad de los jefes de trabajo y que de nada vale definirla si esa responsabilidad no se ha dado o no se considera oportuno darla. La planificación no ordena el trabajo, sino que indica cuándo hay que tomar medidas para ordenarlo y en qué sentido, es por lo tanto preciso cumplir y hacer cumplir estas medidas para obtener el éxito analizando cualquier desviación en el momento de producirse

DISCURSIÓN

Sr. Galuache Corcuera:

Me da la impresión de que se habla del stock de reserva en el sentido de tenerlo en una máquina para utilizarlo en caso de avería de ella v así se confirma en el punto f).

Si la máquina se avería, no veo como se va a trabajar con la plancha. Yo entiendo más bien que este stock debe estar posterior a la máquina para en caso de avería, etc., seguir e! proceso con este material ya tratado.

Autor:

Un stock de reserva nunca puede ser reserva de la máquina o del proceso en que se ha establecido, a no ser que se hiciera después del proceso correspondiente, en cuyo caso, sería, según la terminología, un stock de reserva del proceso siguiente. En el caso en que sea necesario hacer uso de la cadena de stocks que se haya establecido previamente, sólo podrá sacarse de la reserva los stock´s posteriores al proceso averiado y en este sentido hay que considerar lo que se indica en el punto f.

Posiblemente no está demasiado clara en el trabajo la teoría que defiendo, que es verdad solamente en el caso de que existan importantes producciones diarias, según la cual muchas veces no se cuida el valor del inmovilizado en forma de "parques intermedios", aunque nos encontremos con sistemas de control de costes y de vigilancia de inventario, produciéndose el caso curioso de que por tener poca fiabilidad en una máquina, en vez de comprar dos del mismo tipo, se incrementa la cantidad de acero en circuito, con un coste muy superior al precio de la máquina que hemos dejado de comprar.

En mi opinión el mejor stock de reserva es una máquina más en el circuito, pero solamente un estudio económico puede definir la situación en que esta teoría puede ser mantenida.

Consideramos que el interés indudable que presenta el problema de programación de un gran astillero puede ser así mismo objeto de consideración de un astillero más pequeño posiblemente modificando ciertos conceptos.

Se puede así mismo considerar un proceso similar entre dos puntos cualquiera de la red, haciendo una subred que permita una mayor profundidad en el conocimiento del problema y pudiendo llegar, sin duda, al proceso elemental si fuera preciso.

Quisiéramos advertir del posible error en el que se puede caer al considerar que un estudio de la complicación del que hemos presentador, resuelve la cuestión del trabajo con su planteamiento. Este trabajo no es interesante si no se va a usar con todas sus consecuencias y por otro lado es muy caro ponerlo en servicio. Recomendamos que se medite sobre el hecho de que este tipo de planificación sirve para definir la responsabilidad de los jefes de trabajo y que de nada vale definirla si esa responsabilidad no se ha dado o no se considera oportuno darla. La planificación no ordena el trabajo, sino que indica cuándo hay que tomar medidas para ordenarlo y en qué sentido, es por lo tanto preciso cumplir y hacer cumplir estas medidas para obtener el éxito analizando cualquier desviación en el momento de producirse