Propuesta de mejora en el área del tren de laminación de acero mediante la reducción del tiempo de cambio de formato a través del uso de herramientas de optimización matemática y herramientas de manufactura esbelta

Abstract

El sector siderúrgico dedicado a la construcción es cada vez más competitivo. La competencia mundial y la reducción de barreras arancelarias entre países de distintos continentes han originado que las empresas de este rubro busquen mejorar la eficiencia de sus procesos para mantener costos bajos y ofrecer precios competitivos. Por este motivo muchas fábricas a nivel mundial están optimizando sus procesos para conseguir reducir sus costos. Un campo muy importante dentro del sector siderúrgico es el de la fabricación de aceros laminados en caliente. El proceso de laminación de Acero consiste en la reducción de medidas de una barra (palanquilla) caliente haciéndola pasar través de una serie de casetas o stands hasta conseguir la forma y las medidas requeridas del producto final. Cada caseta está conformada por dos rodillos motorizados que tienen canales tallados con un perfil necesario para cada producto. Dependiendo del proceso y de la ubicación de la caseta, los canales tallados en los cilindros pueden ser exclusivos para un producto o pueden servir para varios productos. El tren de laminación donde se enfoca esta tesis tiene una cartera de 300 productos aproximadamente, de los cuales puede laminar hasta 40 productos distintos en un mismo mes, por lo que es imprescindible realizar los cambios de formato empleando el menor tiempo posible, con el fin de mejorar la utilización de la planta y obtener costos competitivos de producción. Para reducir el tiempo de cambios de formato se debe considerar dos aspectos: Primero la secuenciación de los productos, pues hay productos más compatibles entre sí, ya sea por utilizar los mismos diseños de canal en ciertas casetas, o por utilizar los mismos accesorios. En segundo lugar, se debe optimizar los recursos y las tareas durante la ejecución del cambio de formato para reducir el tiempo. La presente tesis se enfoca en desarrollar estrategias para reducir los tiempos de cambio de formato en un tren de laminación, para lo cual se desarrollan dos metodologías: Primero se propone el uso de modelos de optimización mediante un algoritmo de ruteo llamado TSP (Traveling Salesman Problem), el cual utilizaremos para optimizar la secuencia de productos del programa mensual, de tal manera que la secuencia sea la que demande el menor cambio de accesorios (utillaje y casetas) en el mes. La segunda estrategia es proponer el uso de la metodología SMED para reducir los tiempos de ejecución de cada cambio.