Cálculo del número óptimo de máquinas que debe llevar un operario

Introducción

En los procesos de trabajo, es común que un operario tenga que atender a una o varias máquinas para realizar su labor. El número de máquinas que debe atender un operario dependerá de diversos factores, como el tiempo de ciclo, el tiempo de trabajo manual, el tiempo de trabajo de la máquina y el porcentaje de descanso del operario. En este artículo, se explicará paso a paso y con ejemplos cómo calcular el número óptimo de máquinas que debe llevar un operario.

Conceptos básicos

Antes de comenzar con los cálculos, es necesario conocer algunos conceptos básicos:

• Tiempo de ciclo (C): es el tiempo total que tarda en realizarse una operación completa, incluyendo el tiempo de trabajo manual y el tiempo de trabajo de la máquina.

• Tiempo de trabajo manual exterior (C1): es el tiempo que el operario trabaja fuera del ciclo de la máquina, es decir, con máquina parada.

• Tiempo de trabajo de la máquina (Tm): es el tiempo que la máquina trabaja sin la intervención del operario, el tiempo de trabajo automático de la máquina.

• Tiempo de trabajo manual interior (C2): es el tiempo que el operario trabaja dentro del tiempo de ciclo de la máquina, trabajo con máquina en marcha.

• Porcentaje de saturación del operario (So): es el porcentaje de tiempo que el operario está trabajando en relación con el tiempo total del ciclo.

• Porcentaje de saturación de la máquina (Sm): es el porcentaje de tiempo que la máquina está trabajando en relación con el tiempo total del ciclo.

• Porcentaje de descanso (D): es el porcentaje de tiempo que el operario no está trabajando, ya sea por descansos programados o por esperas entre operaciones.

Cálculo del número de máquinas

Para calcular el número óptimo de máquinas que debe llevar un operario, se debe seguir los siguientes pasos:

Paso 1: Calcular el tiempo de ciclo (C)

El tiempo de ciclo se calcula sumando el tiempo de trabajo con máquina parada (C1) y el más largo de entre el trabajo manual con máquina en marcha (C2) y el tiempo automático de la máquina (Tm), una vez normalizados los tiempos.

C = C1 + máx(C2, Tm)

Ejemplo: En un proceso de mecanizado de piezas, el tiempo manual exterior es de 60 segundos y el tiempo de máquina es de 100 segundos. ¿Cuál es el tiempo de ciclo?

C = 60 + 100 = 160 segundos

Paso 2: Calcular el porcentaje de saturación del operario (So) y de la máquina (Sm)

El porcentaje de saturación del operario trabajando a ritmo normal, se calcula dividiendo el tiempo de trabajo manual C1 + C2 entre el tiempo de ciclo (C) y multiplicando por 100.

So = [(C1 + C2) / C] × 100

El porcentaje de saturación del operario trabajando a ritmo óptimo se calcula del mismo modo con los tiempos optimizados (los tiempos manuales divididos entre 1,33, la actividad óptima de la escala centesimal).

So (ritmo óptimo) = [(C1 + C2) optimizados / C optimizado] × 100

El porcentaje de saturación de la máquina se calcula dividiendo el tiempo de trabajo de la máquina (Tm) entre el tiempo de ciclo (C) y multiplicando por 100.

Sm = (Tm / C) × 100

Ejemplo: En el proceso de mecanizado de piezas anterior, ¿cuál es el porcentaje de saturación del operario y de la máquina?

So = (60 / 160) x 100 = 37,5%

Sm = (100 / 160) x 100 = 62,5%

Paso 3: Determinar el porcentaje de descanso (D)

El porcentaje de descanso (D) es el suplemento que se aplica al trabajo manual para cubrir necesidades personales y fatiga. No se deduce de las saturaciones: se toma de las tablas de suplementos aplicables en cada empresa (en los ejemplos usaremos un 8 %).

No confundir el descanso con las esperas: en el proceso de mecanizado anterior el operario trabaja el 37,5 % del ciclo y espera a la máquina el 62,5 % restante. Ese tiempo de espera no es descanso; es precisamente lo que permite que un mismo operario atienda a varias máquinas.

Paso 4: Calcular el número de máquinas

Por cada máquina y ciclo, el operario necesita un tiempo manual total de C1 + C2, aumentado en el porcentaje de descanso D. Como cada máquina impone un ciclo de C unidades de tiempo, el número de máquinas que puede atender es:

N = (100 × C) / ((C1 + C2) × (100 + D))

El resultado se redondea siempre a la baja: si se redondea al alza, el operario no llegaría a atenderlas todas y las máquinas se pararían esperándole.

Ejemplo: Un operario atiende máquinas ensambladoras de material electrónico. Cada máquina exige 2 minutos y 12 segundos de trabajo manual por ciclo (132 s, todo con máquina parada) y tiene 40 segundos de trabajo automático. Si el porcentaje de descanso es del 8 %, ¿cuántas máquinas puede atender el operario?

Paso 1: Calcular el tiempo de ciclo de cada máquina (C)

C = C1 + máx(C2, Tm) = 132 + 40 = 172 segundos

Paso 2: Calcular las saturaciones con una máquina

So = ((C1 + C2) / C) × 100 = (132 / 172) × 100 = 76,74 %

Sm = (Tm / C) × 100 = (40 / 172) × 100 = 23,26 %

Paso 3: El descanso lo fija la empresa: D = 8 %.

Paso 4: Calcular el número de máquinas (N)

N = (100 × 172) / (132 × 108) = 17.200 / 14.256 = 1,21

Como no se puede atender a una fracción de máquina y el redondeo es a la baja, el operario puede atender 1 máquina. Con 2 máquinas necesitaría 2 × 132 × 1,08 = 285,12 s de atención por cada ciclo de 172 s, y el tiempo no daría de sí.

Conclusión

En este artículo, se ha explicado paso a paso y con ejemplos cómo calcular el número óptimo de máquinas que debe llevar un operario. Para ello, es necesario conocer el tiempo de ciclo, el tiempo de trabajo manual, el tiempo de trabajo de la máquina y el porcentaje de descanso del operario. Con esta información, se pueden calcular el porcentaje de saturación del operario y de la máquina, el porcentaje de descanso y, finalmente, el número de máquinas que puede atender el operario. Es importante tener en cuenta que el número de máquinas debe ser un entero y redondearse a la baja, ya que no se puede atender a una fracción de máquina.

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