El diagrama hombre maquina se utiliza para analizar, estudiar y optimizar una sola estación de trabajo, es decir, el de realizar un balance económico del tiempo






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fecha de publicación25.06.2016
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Diagrama Hombre – Maquina
El diagrama hombre maquina se utiliza para analizar, estudiar y optimizar una sola estación de trabajo, es decir, el de realizar un balance económico del tiempo ocioso para los hombres y maquinas. En este diagrama se muestran separadamente el tiempo de operación de la maquina con sus varios elementos e el tiempo del operario, así como la relación de las operaciones. Este diagrama es una representación grafica de trabajo coordinado y tiempo de espera de uno o más hombres o una combinación entre maquina y hombres. Describe las relaciones de dos o más secuencias simultaneas de actividades para la misma escala de tiempo.

Normalmente el propósito de esta grafica es de disponer la secuencia de operaciones de los recursos, para que así se obtenga un tiempo óptimo o mínimo de cada proceso productivo. Hay que notar que la grafica describe un ciclo completo de la actividad y se selecciona arbitrariamente un punto inicial de actividades, se grafica hasta llegar al ciclo.

Para hacer la grafica, primero de deberá tener la información en la parte superior de mismo, come se a hecho en los capítulos anteriores. Seguidamente se colocaran los datos en forma horizontal como ser el hombre y las maquinas. Verticalmente se colocaran los tiempos de cada una de las actividades que al final nos determinaran el ciclo. Se necesita saber que el tiempo de ciclo es igual a carga, maquinado y descargado de las maquinas sean automáticos, ya que estos sucede en la mayoría de los casos.

Para tener un conocimiento amplio del tema a continuación se darán casos necesarios.
Ejemplo 1
Se consideran tiempos promedios para las operaciones en estudio, y se comenzara con una maquina hasta alcanzar tres y así poder calcular la producciones por horas. En este ejemplo se trabajara únicamente con maquina iguales.


Operaciones


Tiempos en Minutos


Carga
Maquinado automático
Descarga


0.50
2.50
0.40



Solución: ___________________________________________
Con una maquina
Tipo de diagrama: Diagrama Hombre – Maquina
Método: actual Departamento: 5
Operación: 10 Preparado por: C.J.A

Operario: x y z Fecha: 6-24-87




Hombre



Maquina



Carga



carga



Inactivo


Maquinado
3.00



Descarga



Descarga


0.50 Tc=tiempo de ciclo


3.00

3.40

Tc= CMD 60 minutos
Tc= 3.40 min por pieza por hora
Producción por hora = minutos por horas = 60 min /h = 17.64 piezas por hora

minutos por piezas 3.40 min/pz
Tiempo inactivo del hombre = 2.50 min del ciclo

Tiempo inactivo de la maquina = 0 min del ciclo

Tiempo trabajado por el hombre = 0.90 min del ciclo

Tiempo trabajado por la maquina = 2.50 min del ciclo

CON DOS MAQUINAS



Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Carga M 1

Carga


Maquinado


Descarga M. 2

Maquinado

3.00


Descarga


Descarga M. 2



Carga



Inactivo


Maquinado

3.90


Descarga M 1


Descarga




0.50
0.90

1.40

3.00

3.40
Tc =3.40 minutos

Para determinar los minutos por piezas tendremos que dividir el tiempo de ciclo entro dos, ya que poseemos dos maquinas, las cuales, cada una de ellas producen una unidad.
Tc = 3.40 minutos = 1.70 minutos por piezas

2 piezas
Producción por hora = minutos por hora = 60 min/h = 35.29 piezas por hora

Minutos por pieza 1.70min/pz

Tiempo inactivo del hombre = 1.60 min del ciclo

Tiempo inactivo de la maquina = 0 min del ciclo

Tiempo trabajado por el hombre =1.80 min del ciclo

Tiempo trabajado por la maquina = 2.50 min del ciclo
CON TRES MAQUINAS


Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Maquina 3


Carga M.1


Carga


Maquinado


Maquinado


1.40


Descarga M.2


Maquinado


3.00


descarga


Carga M.2


Carga


Descarga M.3


Maquinado

3.90


Descarga


Carga M.3


Carga


Inactivo



Maquinado

4.80


Descarga M.1


Descarga










0.50

0.90

1.40

1.80

2.30

3.00

3.40
Tc = 3.40
Para determinar los minutos por piezas tendremos que dividir el tiempo de ciclo entre tres, ya que estamos trabajando con tres maquina, las cuales cada una de ellas nos produce una unidad.
Tc = 3.40 minutos = 1.13 minutos por pieza

3 piezas
Producción por hora = minutos por horas = 60 min / hr = 53.09 piezas por hora

minutos por piezas 1.13 min/pz

Tiempo inactivo del hombre = 0.70 minutos del ciclo

Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo

Tiempo trabajado por el hombre = 2.70 minutos del ciclo

Tiempo trabajado por la maquina = 2.50 minutos del ciclo

En este ejemplo de observar que al trabajar con tres maquinas se reducirá el tiempo para producir una pieza, obteniendo así una mayor producción, además se redujo el tiempo de inactividad del hombre.

Ejemplo 2
En este ejemplo trabajaremos con las inspecciones que el operario tiene que realizar al poner en marcha la máquina y los traslados que realiza entre ellas.




Operaciones



Tiempos y minutos


Carga
Inspecciona
Maquinado Automático
Traslado
Descarga


0.60
0.03
3.00
0.02
0.45


Solución: ____________________________________________________
CON UNA MAQUINA

Tipo de diagrama: Diagrama Hombre – Máquina Departamento: 11
Método: Actual Preparado por: C.J.A
Operación: 3 Fecha : 6-25-87
Operario: X y Z



Hombre


Maquina


Carga


Carga



Inspecciona



Maquinado

3.60


Inactivo



Carga



Descarga

0.60


0.63


3.60

4.05

Tc: 4.05 minutos por pieza


Producción por hora = minutos por horas = 60min /hr = 14.61 piezas por hora

Minutos por pieza 4.05 min /pz

Tiempo inactivo del Hombre = 2.97 minutos del ciclo

Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo


Tiempo trabajado por el Hombre = 1.08 minutos del ciclo

Tiempo trabajado por la maquina = 3.00 minutos del ciclo


CON DOS MAQUINAS




Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Carga M.1


Carga


Maquinado


Inspecciona M.1


Maquinado

3.00


0.65


Traslada M. 2


Descarga M.2


Descarga


Carga M.2


carga
Maquinado

4.70


Inspecciona M.2


TrasladaM.1


inactivo


Descarga M.2


Descarga




0.60

0.63

0.65

1.10

1.70

1.73

1.75

3.60

4.05

Tc= 4.05 minutos

2 piezas
= 2.025 minutos por pieza

Producción por hora = minutos por hora = 60 min/hr = 29.63 piezas por hora

minutos por pieza 2.025min/pz

Tiempo inactivo del hombre = 1.85 minutos del ciclo

Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo

Tiempo trabajado por el hombre = 2.20 minutos del ciclo

Tiempo trabajado por la maquina = 3.00 minutos del ciclo


CON TRES MAQUINAS



Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Maquina 3


Carga M.1


Carga


Maquinado


0.65


Maquinado


1.75


Inspecciona M. 1


Maquinado


3.60


Traslada M. 2


Descarga M. 2


Descarga


Carga M.2


Carga


Inspecciona M.2


Maquinado


4.70


Traslada M.3


Descarga


Descarga M.3


Carga


Carga M.3


Maquinado


5.80


Inspecciona M.3


Traslada M.1


Inactivo




Descarga M.1


Descarga








0.60

0.63
0.65
1.10
1.70

1.73
1.75
2.20
2.80
2.83
2.85
3.60
4.05


Tc= 4.05 minutos = 1.35 minutos por pieza

3 piezas


Producción por hora = minutos por hora = 60 min/hr = 44.44 piezas por hora

minutos por pieza 1.35 min/pz


Tiempo inactivo del hombre = 0.75 minutos del ciclo

Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo
Tiempo trabajado por el hombre = 3.30 minutos del ciclo

Tiempo trabajado por la maquina = 3.00 minutos del ciclo


Utilizando este tipo de diagrama se podrá determinar los porcentaje en relación con el tiempo de ciclo para haci visualizar mejor los resultados de dicho estudio.


Ejemplo 3
En la producción de una pieza determinada se utilizan dos maquinas atendidas por un solo hombre. Los tiempos para los elementos son los siguientes.




Operaciones


Tiempo en minutos


Carga la pieza en la maquina
Inspeccionar
Maquinado automático

Traslado de maquina a maquina
Descarga la pieza terminada


1.00
0.75
3.25
0.25
0.50


Encontrar el tiempo del ciclo, la producción diaria y los porcentajes en relación con el tiempo de ciclo.

Solución: __________________________________________________________



Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Carga M.1


Carga


Maquinado


2.00


Inspecciona M.1


Maquinado


4.25


Traslada M.2


Descarga M.2


Descarga


Carga M .2


Carga


Inspecciona M.2


Maquinado

6.75


Traslada m.1


Inactiva


Descarga M.1


Descarga








1.00

1.75

2.00
2.50
3.50
4.25
4.50
5.00
Tc= 5.00 minutos = 2.5 minutos por pieza

2 piezas

Producción por día = minutos por día = 480 min /hr = 192 piezas por día

minutos por pieza 2.5 min/pz

Tiempo inactivo del hombre = 0 minutos del ciclo
% del tiempo de inactividad del hombre = 0% del ciclo


Tiempo inactivo de la maquina = 0.25 minutos del ciclo

% del tiempo de inactividad de la maquina = 0.25 =5% del ciclo

5.00


Tiempo trabajado por el hombre = 5.00 minutos del ciclo

% del Tiempo de trabajado del hombre = 100% del ciclo


Tiempo trabajado por la maquina = 3.25 minutos del ciclo

% del tiempo de trabajo de la maquina = 3.25 = 65% del ciclo

5.00


Los diagramas hombre- máquina se podrían comenzar descargando en vez de cargando sin que se afecte el tiempo de ciclo ya que siempre se deberá considerar descarga, carga y el maquinado de la maquina.


Ejemplo 4

En una empresa se le asigna a un operario dos maquinas la cual el maquinado es automático. Los tiempos para realizar la operación son los siguientes.



Operaciones



Tiempo en minutos


Carga la pieza en la maquina
Inspecciona
Maquinado automático
Traslado
Descarga la pieza de la maquina


0.80
0.10
2.60
0.05
0.50

Esta empresa está interesada en saber cuál sería la producción semanal de este operario.
Solución: _____________________________________________________________



Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Descarga M.1


Descarga


Maquinado

1.45


Carga M .1


Carga


Inspecciona M.1

Maquinado
3.90


Traslada M.2


Descarga M.2


Descarga


Carga M.2


Carga


Inspecciona M.2


Maquinado

5.35


Traslada M.1


Inactivo





0.50

1.30
1.40
1.45
1.95
2.75
2.85
2.90
3.90

Tc= 3.90 minutos = 1.55minutos por pieza

2 piezas

Producción por semana = minutos por semana = 2400 min/semana

Minutos por pieza 1.55 min/

= 1548.39 piezas por semana

Tiempo inactivo del hombre = 0.20 minutos del ciclo

% de tiempo de inactividad del hombre = 0.20 = 6.5% del ciclo

3.90

Tiempo inactivo de la maquina = minutos del ciclo

% del tiempo de inactividad de la maquina = 0% del ciclo

Tiempo trabajado del hombre = 2.90 minutos del ciclo

% del tiempo trabajado del hombre = 2.90 = 94% del ciclo

3.90

Tiempo trabajado por la maquina = 2.60 minutos del ciclo

% del tiempo de trabajo de la maquina = 2.60 = 84% del ciclo

3.90


Ejemplo 5

A un operario se le asignaron dos maquinas para satisfacer un pedido. Los tiempos son como sigue.


Operaciones


Tiempo en minutos


Carga
Alista material

Inspecciona

Maquinado automático
Traslada
Descarga


1.00
2.00
0.75
5.50
0.25
0.50


¿La empresa está interesado en saber la producción por día y como se podría hacer para incrementarla?


Solución: ______________________________________________________________


Tipo de: Diagrama hombre –Máquina Departamento: 3

Método: Actual Departamento por: C. J. A

Operación: 2 Fecha: 6- 26 - 87

Operario: X y Z



Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Carga M.1


Carga


Descarga


Inspecciona M.1


Maquinado


6.50


Traslada M.1


Alista M.2


Descarga M.2


Carga M.2


Carga


Inspecciona M.2


Maquinado

12.00


Traslada M.1


Alista M.1


Inactivo


Descarga M.1


Descarga




1.00

1.75

2.00
4.00

4.50
5.50
6.25
6.50
8.50
9.00


Tc= 9.00 minutos = 4.50 minutos por pieza

2 piezas


Producción por día = minutos por día = 480 min/día = 106.67 piezas por dia

Minutos por pieza 4.50 min/pz


Tiempo inactivo del hombre = 0 minutos del ciclo

% del tiempo de inactividad del hombre = 0% del ciclo

Tiempo inactivo de la maquina = 2.00 minutos del ciclo

% del tiempo de inactividad de la maquina = 2.00

9.00 = 22.22% del ciclo

Tiempo trabajado por el hombre = 9.00 minutos del ciclo

% del tiempo de trabajo del hombre = 100 % del ciclo


Tiempo trabajado por la maquina = 5.50 minutos del ciclo

% del tiempo de trabajo de la maquina = 5.50 = 61.11% del ciclo

9.00

Para incrementar la producción es recomendable, que en la operación de alistar material no la realice el operador de las dos maquinas sino que lo haga un ayudante. Para poder notar la diferencia, es decir, al incremento de producción se volverá a realizar el diagrama hombre-máquina.

Tipo de diagrama : Diagrama hombre-máquina Departamento: 3
Método : Mejorado Preparado por: C.J.A
Operación : 2 Fecha : 27-6-87
Operario : X y Z



Hombre


Maquina 1


Maquina 2


Ayudante


Carga M.1


Carga



Maquinado
2.00



Alista material


Inspecciona M.1


Maquinado


6.50


Traslada M.2


Descarga M.2


Descarga


Alista material


Carga M.2


Carga


Inspecciona M.1


Maquinado

9.00





Traslada M.1


Inactivo


Descarga M.1


Descarga


Alista material






1.00
1.75
2.00 2.00
2.50
3.50 4. 00
4.25
4.50
6.50 6. 00
7.00 8.00

Tc= 7.00 minutos = 3.50 minutos por pieza

2 piezas


Producción por día = minutos por día = 480 min/ día = 137.14 piezas por día

Minutos por pieza 3.50 min/pz

Tiempo inactivo del hombre = 2.00 minutos del ciclo

% del tiempo de inactividad del hombre = 2.00 = 28.57% del ciclo

7.00

Tiempo inactivo de la maquina = 0 minutos del ciclo
% de tiempo de inactividad de la maquina = 0% del ciclo


Tiempo trabajado por el hombre = 5.00 minutos del ciclo

% del tiempo de trabajo del hombre = 5.00 = 71.43% del ciclo

7.00

Tiempo trabajado por la maquina = 5.50 minutos del ciclo

% del tiempo de trabajo de la maquina = 5.50 = 78.57 % del ciclo

7.00
Una vez que se a hecho el método propuesto se podrá notar que la producción se incrementa en un 28.56 %, es decir que se tuvo una producción de 30.47 piezas más que el método original.
Esta resolución matemática se podrá utilizar única y exclusivamente cuando se está trabajando con maquinas iguales e idénticas. Para poder trabajar con este método se deberá saber la utilidad de la siguiente fórmula:

N= a + t

a + b
Para M < N

Tc = a + t

lo = 0

lM = M [a+b] – [a + T]

Numero Optimo de Maquina
Φ= Σ+N N1 Donde Σ= C1

Σ+ N +1 N C2

Entonces:
Si Ф < 1 se escoge N Maquinas

Si Ф > 1 se escoge N + 1 Maquina

Si Ф = 1 se escoge N + 1 Maquina
Significado de la simbología de las Formulas:
a = Actividad concurrente (carga y descarga).

b = Actividad independiente (inspección y descarga).

T = Tiempo de maquinado (maquinado automático).

N = Numero de maquina a asignar a un operario.

M = Numero de maquina a asignar a un operario

Tc = Tiempo de ciclo.

lo = Tiempo inactivo del operario durante el tiempo del ciclo.

lM = Tiempo inactivo de la maquina durante el tiempo del ciclo.

C1 = Costo del operador por hora.

C2 = Costo de la maquina por hora.

Ф = Numero optimo de maquina a asignar por operario.

Hay que tener en mente que este método únicamente se aplica cuando son maquinas iguales.

Ejemplo 6
Para conocer el uso de las formulas se utilizan los siguientes tiempos:



Operación

Tiempo en Minutos

Costos

Carga
Inspecciona
Maquinado automático
Traslado
Descarga



0.50
0.10
2.0
0.05
0.45



C1 = 3.00 USD
C2 = 7.00 USD


Solución: ________________________________________________________________

N = a + T = 0.95+2.00 = 2.68 máquinas

a + b 0.95+0.15 1.10
Para M< N1
Tc = a +T

Tc = 0.95 + 2 = 2.95 minutos

lo = - 2M ( a + b ) + a +T

lo = -2(0.95 +0.15) + 0.95 +2.00

lo = 0.75 minutos del ciclo

Para M > N1

Tc = M (a + b)

Tc = 3(0.95 + 0.15) = 3.30 minutos

lo = 0 minutos del ciclo

lo = M = (a + b ) _ ( a +T )

lo = 3(0.95+0.15) _ (0.95 +2.00)

lM = 0.35 minutos del ciclo


3 + 2

7 2.68 = 0.708 x 1.34

Ф = 3 + 2+1 2

7

Ф = 0.949

Esto nos indica que a cada operario se le deberá asignar únicamente dos maquinas ya que de esa manera será provechoso el rendimiento de él y de las maquinas.

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