Ingeniería Industrial · 2025
Programación de tareas de ensamble en una estación de trabajo colaborativo secuencial humano-robot
La industria de ensamble ha transformado sus métodos de producción tradicionales hacia sistemas más flexibles, con el objetivo de responder a la demanda con productos más personalizados y mayor velocidad de entrega. En este contexto, los robots colaborativos se han convertido en una alternativa para incrementar la productividad y eficiencia en los procesos, integrando de manera efectiva actividades manuales y automatizadas. Este proyecto se centra en la programación de tareas en una estación de ensamble colaborativa secuencial, mediante la aplicación de programación lineal entera mixta...
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Contenido
- RESUMENp. 9
- INTRODUCCIÓNp. 10
- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 11
- Formulación del Problemap. 12
- Sistematización del problemap. 12
- OBJETIVOSp. 12
- Objetivo Generalp. 12
- Objetivos Específicosp. 13
- JUSTIFICACIÓNp. 13
- MARCO REFERENCIALp. 15
- Antecedentesp. 15
- Estado del artep. 16
- Bases de datosp. 17
- Resultado de búsquedap. 18
- Temas de Investigaciónp. 20
- MARCO TEÓRICOp. 21
- Sistema de Manufactura Flexiblep. 21
- Sistema de ensamble flexiblep. 22
- Líneas de ensamble robóticasp. 24
- Celdas de ensamblaje robóticop. 24
- Celdas de ensamble colaborativos HRCp. 26
- Problemas de Planeación de ensamblep. 30
- Planeación de la Secuencia de Ensamble - ASPp. 31
- Planeación de ruta de ensamble – APPp. 33
- Balanceo de Líneas de Ensamblep. 34
- Programación de tareas de ensamblep. 34
- MARCO CONCEPTUALp. 36
- METODOLOGÍAp. 37
- Tipo de estudiop. 37
- Descriptivop. 37
- Método de investigaciónp. 38
- Cuantitativop. 38
- Etapas del Estudiop. 38
- Tratamiento de la Informaciónp. 40
- COLABORATIVO SECUENCIAL HUMANO-ROBOTp. 40
- de trabajo colaborativo secuencialp. 40
- Medidas de desempeñop. 46
- Formulación del MILP para HRC-SSPp. 48
- Supuestos para la formulación del problemap. 48
- Notación matemática para la formulación HRC-SSPp. 49
- Modelo matemático MILP para HRC-SSPp. 50
- Análisis del Desempeño del Modelo MILP Aplicado a Instancias HRC-SSPp. 53
- Instanciasp. 53
- Resultadosp. 54
- Estación de ensamble HRC-SSP con cambios de herramientas del robotp. 58
- Notación del MILP para el HRC-SSP con inclusión tiempos de setupp. 61
- Resultadosp. 54
- CONCLUSIONESp. 69
- RECOMENDACIONESp. 71
- REFERENCIASp. 72
- Figura 1 Instalación de robots industriales y colaborativosp. 14
- Figura 2 Línea de Ensamble Robótica (RAL)p. 24
- Figura 3 Celda de Ensamblaje con Múltiples Robotsp. 25
- Figura 4 Aplicaciones de robots colaborativosp. 27
- Figura 5 Tipos de colaboración humano-robotp. 30
- Figura 6 Gráfico BoM y grafo de tareasp. 32
- Figura 7 Elementos de ensamble para carro eléctricop. 41
- Figura 8 BoM para el proceso de ensamble de carro eléctricop. 43
- Figura 9 Grafo de precedenciasp. 45
- Figura 10 Diagrama de Ganttp. 46
- Figura 11 Cálculo de CPMp. 52
- Figura 12 Gráfica número de tareas vs tiempo computacionalp. 56
- Figura 13 Diagrama de Gantt instancia 4 para un robot y un humanop. 58
- Figura 14 Diagrama de Gantt instancia 10 para dos robots y un humanop. 58
- Figura 15 Diagrama de Gantt instancia 14 para dos robots y dos humanosp. 58
- Figura 16 Cambios de herramientap. 60
- Figura 17 Diagrama de Gantt con tiempos de setupp. 61
- Figura 20 Tiempos de setup para cambios de herramientap. 63
- Figura 21 Gráfico número de tareas vs tiempo computacional con cambios de herramientap. 64
- Figura 22 Diagrama de Gantt para instancia 4 con tiempos de setupp. 66
- Figura 23 Diagrama de Gantt para instancia 9 con tiempos de setupp. 67
- Figura 24 Diagrama de Gantt para instancia 13 con tiempos de setupp. 68
- Tabla 1 Criterios de Búsqueda de literaturap. 17
- Tabla 2 Palabras clave para búsqueda en bases de datosp. 17
- Tabla 3 Cantidad de artículos obtenidos por base de datosp. 20
- Tabla 5 Cantidad de artículos por tema de investigaciónp. 20
- Tabla 6 Aspectos de Investigación de acuerdo con artículos MILPp. 21
- Tabla 7 Diferencia entre FAS y FMSp. 23
- Tabla 8 Debilidades y fortalezas de los humanos y robots colaborativosp. 28
- Tabla 9 Listado y codificación de componentesp. 42
- Tabla 10 Descripción de actividades de ensamble del carro eléctricop. 44
- Tabla 11 Índices, parámetros y conjuntosp. 49
- Tabla 12 Variables de decisiónp. 50
- Tabla 13 Instanciasp. 54
- Tabla 14 Resultados computacionalp. 55
- Tabla 16 Componentes de acuerdo con cambios de herramientap. 62
- Tabla 17 Resultados obtenidos incluyendo tiempos de setupp. 64
- Tabla 18 Tabla comparativa de utilización de recursos para instancia 4p. 66
- Tabla 19 Tabla comparativa de utilización de recursos para instancia 9p. 67
- Tabla 20 Tabla comparativa de utilización de recursos para instancia 13p. 68
- Ecuación 1 Fórmula de makespanp. 47
- Ecuación 2 Fórmula para la utilización del recursop. 47
- Ecuación 3 Fórmula para hallar el Tiempo de ciclop. 52
- Ecuación 4 Fórmula para hallar el GAPp. 55