TSALBP: Problemas de equilibrado de líneas de producción y montaje con restricciones temporales y espaciales


Tabla de contenidos




Descripción del problema

En un sistema productivo constituido por varias líneas de producción y/o montaje que afluyen hacia una planta principal, el denominado problema de equilibrado de líneas está presente en casi todas las fases del proceso productivo. Este es el caso de la industria del automóvil, en la que es común utilizar la misma línea para la fabricación de un modelo de vehículo en sus distintas versiones o variantes (debido, por ejemplo, a diferentes bastidores, asientos, motorizaciones o acabados). Esto obliga a promediar los tiempos de proceso de las tareas en función de las proporciones en las que están presentes las variantes en el plan de producción. El diseño de la línea consistirá en asignar tareas a las estaciones (a las que se concede un mismo tiempo de ciclo, c), de forma que se respeten todas las restricciones tecnológicas y de gestión.


Es evidente que en los sistemas reales, entre las limitaciones que habrá que respetar está la limitación de espacio, la cual afectará a la asignación de las tareas, pues, si el transporte y la instrumentación no son aéreos, aquéllas requerirán unas instalaciones, a ambos lados de la línea, para albergar materiales, componentes y, en ocasiones, herramientas y equipos.


Estas limitaciones, de naturaleza espacial, se pueden representar asociando a cada tarea un área requerida (dependiente del ciclo c, del mix de producción y de la tasa de suministro de componentes) , y asociando a cada estación un área disponible.


En tales condiciones, definimos una familia de problemas bajo el acrónimo TSALBP -Time and Space constrained Assembly Line Balancing Problems-, que se puede enunciar así: dado un conjunto de n tareas (j=1,..,n) con sus atributos temporales, tj, y espaciales, aj, y un grafo de precedencias, cada tarea debe ser asignada a una única estación de forma que: (1) se satisfacen todas las ligaduras de precedencia, (2) ninguna estación puede tener asignada una carga de trabajo promedio que supere al tiempo de ciclo, y (3) ninguna estación puede tener asignada una superficie requerida promedio que supere la superficie disponible por estación.







Tipología

TSALBP presenta ocho variantes (ver Tabla 1) en función de sus elementos:

  • m: número de estaciones
  • c: duración del ciclo
  • A: superficie disponible por cada estación.

Tabla 1. Tipología TSALBP. Los sufijos 1, 2 y 3 se refieren a la minimización de m, c y A, respectivamente. En la columna “Tipo”, si el problema es de factibilidad, se indica con la letra F; si el problema es de optimización mono-objetivo, se indica con OP; si el problema es de optimización multi-objetivo, se indica con MOP. Cuando el problema es MOP, los sufijos 1, 2 y 3 se concatenan con "/" para nominarlo.

 


Por ejemplo, TSALBP-1 (equivalente a SALBP-1, si A → ∞) consiste en minimizar el número de estaciones, m, dados unos valores fijos para el tiempo de ciclo, c, y el área disponible, A. Por su parte, TSALBP-F es un problema de factibilidad tras fijar los valores de m, c y A.