Simulación de eventos discretos para equilibrar cargas laborales en operarios: caso de estudio en la industria de las bebidas

Ángel Cruz, Juanita Daniela

Simulación de eventos discretos para equilibrar cargas laborales en operarios: caso de estudio en la industria de las bebidas

dc.contributor.advisor	Roldán Nariño, Raúl Fabián	spa
dc.contributor.author	Ángel Cruz, Juanita Daniela	spa
dc.contributor.evaluator	Saavedra Robinson, Luis Andrés	spa
dc.contributor.evaluator	Montoya Casas, Carlos Eduardo	spa
dc.date.accessioned	2024-01-29T15:55:54Z
dc.date.available	2024-01-29T15:55:54Z
dc.date.created	2023-12-14	spa
dc.description.abstract	El rendimiento de procesos industriales está fuertemente ligado a la asignación eficiente de recursos en las organizaciones. La literatura muestra que, la fatiga, la sobrecarga horaria y el desequilibrio en las funciones, conllevan a una disminución notable en la productividad y la calidad del trabajo realizado. En este contexto, es de vital importancia que las empresas se orienten hacia la mejora continua y la revisión sistemática de las cargas laborales. La simulación, es utilizada frecuentemente en el ámbito industrial, para recrear virtualmente procesos productivos, que permitan evaluar diferentes oportunidades de mejora, sin interrumpir la producción real, lo que supone ahorros significativos en tiempo y dinero, además de evitar repercusiones negativas en la producción. Este proyecto aborda los desafíos asociados a la distribución de cargas laborales de operarios, en la línea de producción de Saviloe, una bebida de aloe vera perteneciente al catálogo de productos de la empresa de consumo masivo, Quala. El diseño esperado es una simulación de eventos discretos, que represente las características del proceso, del layout y de la utilización de recursos humanos en entornos productivos, mejorando los niveles de ocupación de los operarios y los indicadores claves de desempeño. Para lograr esto, se aplicó una metodología hibrida, compuesta por las siguientes fases: i). Recopilación de información detallada sobre el flujo de trabajo y los tiempos de operación, ii). Definición de variables que influyen en el sistema, iii). Simulación y análisis de la situación actual, iv) Construcción, simulación y contraste de escenarios y análisis de indicadores de desempeño y, v) Selección de la mejor alternativa, basada en criterios establecidos. La creación de la simulación se realizó en el software FlexSim®. Esta herramienta facilitó la modelación y el entendimiento del panorama productivo. La situación actual simulada, evidenció sobrecarga laboral en unos operarios y subutilización en otros, reforzando la necesidad de intervención en el sistema. Por consiguiente, los escenarios de mejora fueron establecidos teniendo en cuenta parámetros, asociados a la cantidad de operarios y a la modificación de tareas asignadas, e indicadores de desempeño, que garantizaran el cumplimiento de la producción de botellas y el mejoramiento del tiempo ocioso y de la distancia recorrida por los operarios. Esto permitió que el diseño se acoplara efectivamente a los requerimientos definidos, pues las simulaciones se adaptaron a la distribución de planta, reflejaron el proceso productivo y mejoraron los porcentajes de utilización de los operarios. A pesar de que la información de materia prima, tiempos y movimientos fue limitada, se logró recopilar datos valiosos para el estudio, a través de entrevistas con los expertos de la empresa, superando este inconveniente. El diseño se verificó con el estándar ISO 13053, ya que las fases metodológicas, el análisis de los resultados y la presentación de la alternativa de mejora, fueron organizados y estructurados de acuerdo con la metodología DMAIC (Definir, Medir, Analizar, Mejorar y Controlar). Asimismo, el diseño promueve la mejora continua en la asignación de las cargas laborales de los operarios. Las simulaciones se validaron mediante tres pruebas de rendimiento; primero, se verificó la lógica del modelo simulado respecto a las operaciones reales, luego se obtuvo la aprobación de especialistas de Quala y, por último, se comparó la cantidad de producción en la simulación con la realidad, demostrando una estrecha alineación y un mínimo margen de error. Estas validaciones respaldan la utilidad estratégica de la simulación, en la planificación de la carga laboral y la toma de decisiones en procesos de producción. A través de la herramienta Experimenter, se corrieron 50 réplicas por escenario y se visualizaron gráficas de los resultados, que confirmaron la validez estadística del estudio. La interpretación del análisis posibilitó la caracterización de los diferentes escenarios, con sus ventajas y desventajas, para balancear las cargas de los operarios. Algunos escenarios fueron descartados porque elevaban en gran medida el tiempo ocioso del volante y otros, porque no tenían una incidencia significativa en la utilización de los operarios controlador y wise. Finalmente, los resultados demostraron que el escenario 6, donde el controlador asume en 60% la labor de ingreso de materia prima, el wise obtiene una tarea adicional repetitiva de 40s y no se contratan más operarios, representa la alternativa más viable para ser adoptada por la organización, ya que los tiempos de inactividad de los operarios y la distancia recorrida se equilibran y, no se afecta el costo de mano de obra. Adicionalmente, no se asignaron labores fuera de las zonas de acción de cada operario ni se consideraron tareas que no tuvieran que ver con las funciones que ya desarrolla cada cargo, lo que facilita que la implementación de la mejora se realice sin cambios abruptos, buscando la eficiencia del proceso.	spa
dc.description.abstractenglish	The performance of industrial processes is strongly linked to the efficient allocation of resources in organizations. The literature shows that fatigue, overload of hours, and imbalance in functions lead to a notable decrease in productivity and the quality of the work performed. In this context, companies must move towards continuous improvement and the systematic review of workloads. Simulation is frequently used in the industrial environment to virtually recreate production processes, which allows different opportunities for improvement to be evaluated without interrupting actual production, which means significant savings in time and money and avoiding negative repercussions on production. This project addresses the challenges associated with the distribution of operator workloads on the production line of Saviloe, an aloe vera drink belonging to the product catalog of the mass consumption company Quala. The expected design is a simulation of discrete events, which represents the characteristics of the process, the layout, and the use of human resources in production environments, improving the occupancy levels of the operators and the key performance indicators. A hybrid methodology was applied to achieve this, consisting of the following phases: i). Compilation of detailed information on workflow and operation times, ii). Definition of variables influencing the system, iii). Simulation and analysis of the current situation; iv) Construction, simulation, and contrast of scenarios and analysis of performance indicators; and v) Selection of the best alternative based on established criteria. The simulation was created using the FlexSim® software. This tool facilitated the modeling and understanding of the production landscape. The current simulated situation showed work overload in some operators and underutilization in others, reinforcing the need for intervention in the system. Therefore, the improvement scenarios were established considering parameters associated with the number of operators and the modification of assigned tasks and performance indicators, which would guarantee compliance with the production of bottles and the improvement of idle time and distance traveled by operators. This allowed the design to be effectively coupled to the defined requirements, as the simulations were adapted to the plant layout, reflected the production process, and improved the percentages of operator utilization. Even though the information on raw materials, times, and movements were limited, it was possible to collect valuable data for the study through interviews with the company's experts, overcoming this drawback. The design was verified with the ISO 13053 standard. The methodological phases, the results analysis, and the presentation of improvement alternatives were organized and structured according to the DMAIC methodology (Define, Measure, Analyze, Improve, and Control). Likewise, the design promotes continuous improvement in the allocation of operator workloads. The simulations were validated using three performance tests; first, the logic of the simulated model was verified concerning the actual operations, then the approval of Quala specialists was obtained, and finally, the amount of production in the simulation was compared with reality, demonstrating a close alignment and minimal margin of error. These validations support the strategic usefulness of simulation in workload planning and decision-making in production processes. Through the Experimenter tool, 50 replicates were run per scenario, and graphs of the results were visualized, confirming the study's statistical validity. The interpretation of the analysis made it possible to characterize the different scenarios, with their advantages and disadvantages, to balance the operators' loads. Some scenarios were discarded because they significantly increased the idle time of the steering wheel, and others because they did not significantly impact the utilization of the controller and wise operators. Finally, the results showed that scenario 6, where the controller assumes 60% of the raw material input work, the wise obtains an additional repetitive task of 40 seconds, and no more operators are hired, represents the most viable alternative to be adopted by the organization, since the operators' downtime and the distance traveled are balanced and, the cost of labor is not affected. Additionally, tasks outside the areas of action of each operator were not assigned, nor were tasks that were not related to the functions already performed by each position considered, which facilitates the implementation of the improvement without abrupt changes, seeking the efficiency of the process.	spa
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero (a) Industrial
dc.format	PDF
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.doi	https://doi.org/10.60794/efe2-wq12
dc.identifier.instname	instname:Pontificia Universidad Javeriana
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javeriana
dc.identifier.repourl	repourl:https://repository.javeriana.edu.co
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10554/66163
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Pontificia Universidad Javeriana
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería
dc.publisher.program	Ingeniería Industrial
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.licence	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional
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dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Simulación
dc.subject	Eventos discretos
dc.subject	Asignación de recursos
dc.subject	Operarios
dc.subject	Cargas laborales
dc.subject.armarc	Ingeniería industrial - Tesis y disertaciones académicas
dc.subject.armarc	Trabajo y trabajadores	spa
dc.subject.armarc	Carga de trabajo	spa
dc.subject.armarc	Industria de bebidas	spa
dc.subject.keyword	Simulation
dc.subject.keyword	Discrete events
dc.subject.keyword	Allocation of resources
dc.subject.keyword	Operators
dc.subject.keyword	Workloads
dc.title	Simulación de eventos discretos para equilibrar cargas laborales en operarios: caso de estudio en la industria de las bebidas	spa
dc.title.english	Simulation of discrete events to balance workloads in operators: case study in the beverage industry	spa
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.driver	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado