Módulo 2: Gestión de Producción

Este módulo aborda el análisis de una planta mediante software de simulación, integrando aspectos clave como fallas de equipos, disponibilidad, calidad, tiempos de set-up y producción, balance de líneas, gestión de colas y cálculo del OEE. Se consideran además estrategias de pre-automatización, con el uso de diagramas VSM antes y después de aplicar mejoras. Finalmente, se propone una metodología para integrar los datos generados en planta con un sistema MES (Manufacturing Execution System)

Analisis de mercado

Estudio de Mercado

El mercado de las patinetas eléctricas en Colombia ha experimentado un crecimiento notable en los últimos años, posicionándose como una alternativa clave en la movilidad sostenible. La aceptación de estos vehículos se debe principalmente a su rentabilidad en comparación con las motocicletas y su eficiencia para recorridos de distancias cortas a medias (10 a 45 kilómetros).

Tamaño y Crecimiento del Mercado

  • Volumen Anual: Se estima que el mercado colombiano de patinetas eléctricas tiene un tamaño anual aproximado de 35.000 a 40.000 unidades.
    • Según El Tiempo [2], se venden alrededor de 35.000 unidades anualmente (reporte a 2024).
    • Fenalco [1, 3] informó la venta de 18.491 patinetas eléctricas en 2022, lo que representó el 47% de su cuota de mercado en ese segmento con seis empresas afiliadas (aproximadamente 6,87% por empresa) (Fuente: Liebrenaranja).
    • Esto sugiere un mercado total de aproximadamente 39.342 unidades en 2022 (18.491 / 0.47).
  • Concentración Geográfica: Las ventas se concentran principalmente en grandes ciudades como Bogotá y sus municipios aledaños, Medellín, Cartagena, Cali, Pereira, Ibagué y Barranquilla, lo que indica dónde se encuentran los principales focos de demanda.
  • Factores Clave de Compra: Los consumidores valoran diferentes características al momento de elegir una patineta eléctrica:
    • Autonomía de la batería
    • Velocidad
    • Materiales de construcción
    • Peso
    • Sistema de suspensión
    • Precio
    • Distancia a recorrer
    • Inclinaciones del terreno
    • Peso del usuario

Estimación de Volumen de Producción

Con base en la información investigada, se estima que el mercado colombiano de patinetas eléctricas para el año 2025 alcanza un volumen aproximado de 35.000 unidades anuales. Este tamaño de mercado, junto con una proyección de crecimiento sostenido, representa una oportunidad estratégica para que las empresas ensambladoras inviertan en automatización como vía para escalar su capacidad productiva.
Actualmente, una empresa promedio participa con aproximadamente 6,87% del mercado. Con la implementación del sistema de automatización propuesto por Mep Mep Raiders, se proyecta que EMPRESA DE ENSAMBLAJE DE PATINETAS S.A.S. incremente su producción de 1.400 unidades/año (4% del mercado) a 4.020 unidades/año (9% del mercado) en un plazo de 5 años, con una tasa de crecimiento anual en participación del 1%.

Supuestos del Modelo

  • Tamaño actual del mercado: 35.000 unidades anuales
  • Crecimiento del mercado: 5% anual
  • Crecimiento de participación de la empresa: 1% anual
  • Distribución esperada de ventas por modelo:
    • 500W: 50%
    • 800W: 25%
    • 2000W: 25%

    Se asume que el modelo de 500W, por su menor costo, tendrá la mayor demanda.

Año Volumen del mercado Participación proyectada Ventas esperadas (anual) Ventas esperadas (mensual) 500W (anual) 800W (anual) 2000W (anual) 500W (mensual) 800W (mensual) 2000W (mensual)
1 36.750 5% 1.838 153 919 460 460 77 38 38
2 38.588 6% 2.315 193 1.158 579 579 97 48 48
3 40.517 7% 2.836 236 1.418 709 709 118 59 59
4 42.543 8% 3.403 284 1.702 851 851 142 71 71
5 44.670 9% 4.020 335 2.010 1.005 1.005 168 84 84
Pre-automatización

Análisis de producción en la pre-automatización.

Actualmente, las patinetas eléctricas se ensamblan de forma secuencial en una línea de producción. Los módulos destacados del proceso son:

  1. Ensamble del chasis: Estructura base sobre la que se montan los demás componentes.
  2. Ensamble del manubrio: Incluye la fijación del tubo de dirección y los controles.
  3. Ensamble del sillín: Instalación del asiento si el modelo lo requiere.
  4. Ensamble de llantas: Las llantas llegan despresurizadas y deben ser infladas como parte del proceso.
  5. Ensamble final: Se integran los subensambles anteriores junto con otros componentes como luces, cableado y conexiones eléctricas.
vsm_pre_aoutomatizacion

Distribución de la planta antes de la automatización

planta_pre_aoutomatizacion

Recursos en el escenario antes de la automatización

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Principales Indicadores de Desempeño

KPI Descripción Valor
Takt Time Tiempo necesario para cumplir la demanda (min/unidad) 82,05 min/patineta
Tiempo de ciclo Tiempo real de producción por unidad 135 min/patineta
Tasa de producción Unidades producidas por hora 0,44 patinetas/hora
Disponibilidad (A) Porcentaje de tiempo operativo disponible 80 %
Eficiencia (E) Relación entre tiempo ideal y tiempo real (Takt / Ciclo) 61 %
Calidad (Q) Porcentaje de unidades sin defectos 95 %
OEE Efectividad total del equipo (A × E × Q) 46 %
Post-automatización

Después de la Automatización

Se propone una solución de automatización basada en tres acciones clave:

  • Automatización del transporte interno: Implementación de bandas transportadoras para el movimiento eficiente de componentes.
  • Uso de un robot colaborativo: Integración de un cobot para apoyar el ensamble general de subcomponentes.
  • Celda robótica para inflado de llantas: Automatización del inflado de llantas despresurizadas mediante una celda especializada.

Esta propuesta permite migrar de una planta secuencial a una planta paralelizada, lo cual mejora el flujo de trabajo, reduce tiempos de espera entre módulos y elimina cuellos de botella en el proceso productivo.

Mapa de Valor (VSM) del proceso de ensamblaje después de la automatización

vsm_post_aoutomatizacion

Distribución de la planta despues de la automatización

planta_post_aoutomatizacion

Recursos en el escenario despues de la automatización

recursos_ppst_aoutomatizacion

Principales Indicadores de Desempeño

KPI Descripción Valor
Takt Time Tiempo necesario para cumplir la demanda (min/unidad) 28,57 min/patineta
Tiempo de ciclo Tiempo real de producción por unidad 34,07 min/patineta
Tasa de producción Unidades producidas por hora 1,76 patinetas/hora
Disponibilidad (A) Porcentaje de tiempo operativo disponible 80 %
Eficiencia (E) Relación entre tiempo ideal y tiempo real (Takt / Ciclo) 84 %
Calidad (Q) Porcentaje de unidades sin defectos 95 %
OEE Efectividad total del equipo (A × E × Q) 64 %
Comparación

Comparación Pre vs Post

A continuación se presenta una comparación entre las **estadísticas de utilización de recursos antes y después de la automatización** en la planta de ensamblaje de patinetas. Las gráficas 4.3 y 3.3 muestran cómo se distribuye el tiempo de cada estación entre trabajo efectivo ("Working") y tiempos improductivos (espera, bloqueos, fallas, etc.).

Estación Antes de la Automatización Después de la Automatización
Chasis ~80 % trabajando, 20 % detenido/fallado ~95 % trabajando, mejora significativa
Manubrio ~35 % trabajando, alta proporción en "Failed" ~95 % trabajando, eficiencia muy alta
Sillín ~30 % trabajando, gran parte en "Failed" ~92 % trabajando, mejora notable
Llantas ~65 % trabajando, con algo de "Waiting" y "Failed" ~53 % trabajando, ~35 % esperando, posible cuello de botella
Ensamblaje ~65 % trabajando, ~35 % detenido o en falla ~70 % trabajando, reducción de fallas
Calidad ~30 % trabajando, ~70 % detenido o fallado ~35 % trabajando, mejora marginal
Empaquetado ~30 % trabajando, resto detenido o fallado ~35 % trabajando, mejora ligera

Mejoras Claras

  • Las estaciones de chasis, manubrio y sillín muestran un aumento considerable en tiempo productivo, alcanzando más del 90 % de utilización.
  • Las fallas recurrentes antes de la automatización desaparecen casi por completo.

Oportunidades de Mejora

  • Las estaciones de chasis, manubrio y sillín muestran un aumento considerable en tiempo productivo, alcanzando más del 90 % de utilización.
  • Las fallas recurrentes antes de la automatización desaparecen casi por completo.
  • La estación de llantas presenta una alta proporción de tiempo en "Waiting" (~35 %), lo cual sugiere que los tiempos de llegada o la secuencia de operación podrían estar generando un cuello de botella.
  • Las estaciones de calidad y empaquetado aún muestran una baja utilización (~35 % en trabajo efectivo), posiblemente porque están sobredimensionadas para la nueva cadencia de producción.

En conclusión, La automatización generó un mejor aprovechamiento general de los recursos, especialmente en las primeras etapas del proceso (pre-ensamblaje). Sin embargo, la eficiencia del sistema completo podría seguir mejorando si se optimizan las operaciones finales de control de calidad y empaquetado, que ahora parecen estar desbalanceadas respecto al resto de la línea.

Módulo 2

Links

Documentación y recursos del módulo.