Diseño de proceso de producción de ollas de hierro fundido con diferentes escenarios en realidad virtual, para análisis de procesos y gestión logística.

Abstract

El objetivo principal de este trabajo de graduación es crear complementos didácticos para la carrera de ingeniería industrial, utilizando tecnología de simulación y realidad virtual actualmente disponible en la Universidad del Valle de Guatemala. Para alcanzar este objetivo el primer paso fue determinar qué concepto importante dentro de la ingeniería industrial se quería demostrar. Se seleccionó la teoría de restricciones, específicamente se buscaba demostrar ejemplos de métodos para detectar cuellos de botella. Este concepto fue seleccionado debido a su relevancia dentro de la carrera de ingeniería industrial y por el impacto que puede tener la realidad virtual en la asimilación del concepto. Se investigó sobre procesos productivos que pudieran ser utilizados para demostrar este concepto, el proceso escogido debía tener suficientes pasos para poder hacer una demostración efectiva de un cuello de botella, pero debía permanecer relativamente simple y fácil de entender ya que esto se utilizaría como herramienta de visualización para estudiantes sin experiencia en el tema. Para este efecto se escogió el proceso de fabricación de ollas de hierro fundido debido a las siguientes ventajas que presenta: es un proceso en su mayor parte lineal, pero incluye procesos con transformación de materia prima, combinación de materiales, operaciones cortas y operaciones con tiempos largos de espera. Esto presenta un panorama diverso de operaciones de producción que contribuye al enriquecimiento del aprendizaje. Teniendo el proceso a modelar, se procedió a investigar cada uno de los aspectos relevantes del proceso para poder crear una simulación apropiada. Se crearon los diagramas y la documentación necesaria para establecer el proceso. Esto incluyó carta de ensamble, lista de materiales, diagrama de operaciones del proceso, descripción de procesos productivos, entre otros. Se investigaron los requerimientos de maquinaria y se creó una distribución de la planta de producción tomando en cuenta las necesidades de espacio. Posteriormente, se desarrolló un diagrama de flujo de maquinaria. A partir de esta información se modeló el proceso en SIMIO simulation, utilizando métodos simples de modelado se comprobó que el proceso obtuviera resultados relevantes. Debido a que los resultados de la simulación fueron positivos se agregaron símbolos y decoraciones que crearan la inmersión en realidad virtual que es una de las principales ventajas de esta tecnología. Se corrió el proceso visualizándolo a través de realidad virtual utilizando Oculus Quest para encontrar puntos de mejora. A partir del modelo base, aplicando modificaciones marginales del proceso, se crearon tres escenarios distintos: En los primeros dos se muestra cómo identificar cuellos de botella utilizando los indicadores en tiempo de cola y tiempos activos/inactivos de la maquinaria, respectivamente. El tercer escenario demuestra restricciones de almacenamiento y variaciones en la disponibilidad de materia prima y cómo esto puede alterar los planes de producción, ventas y el plan maestro de requerimiento de material (MRP). Se preparó una guía para estudiantes y una guía para catedráticos para cada uno de los tres escenarios. Las primeras dos guías presentan métodos para la localización de cuellos de botella en un proceso de producción. La primer guía se basa en el método de los tiempos en cola de los materiales en proceso mientras la segunda se basa en el método de medición de tiempos activos e inactivos. La tercer guía combina la simulación con herramientas cotidianas de enseñanza para demostrar conceptos de logística y toma de decisiones. Se validó que cada uno de los escenarios sean compatibles con la tecnología de realidad virtual y que representen de manera certera los conceptos. (LA)