Un algoritmo evolutivo para un diseño eficiente de estación de trabajo flexible en la fabricación artesanal de múltiples productos
Autores: Fernández-Echeverría, Eduardo; Fernández-Lambert, Gregorio; García-Santamaría, Luis Enrique; Ruvalcaba-Sánchez, Loecelia; Melendez-Armenta, Roberto Angel; Carrión-Delgado, Juan Manuel; Aparicio-Urbano, José
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un algoritmo evolutivo para un diseño eficiente de estación de trabajo flexible en la fabricación artesanal de múltiples productos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Algoritmo evolutivo
Distribución de estaciones de trabajo
Talleres multi-producto
Movimiento de trabajadores
Simulación computacional
Eficiencia operativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone un Algoritmo Evolutivo (EA) para optimizar la disposición de estaciones de trabajo en talleres de muebles artesanales multi-producto con fabricación simultánea. El algoritmo modela la disposición de estaciones de trabajo dentro de un espacio limitado, mejorando la coordinación de actividades y reduciendo el movimiento innecesario de los trabajadores. La solución optimizada se obtiene mediante la aplicación de operadores evolutivos, incluyendo selección, cruce, mutación y refinamiento, iterando a lo largo de generaciones sucesivas. Para evaluar el rendimiento del EA, se realiza una simulación computacional utilizando ProModel, comparando su eficiencia contra metodologías convencionales como la Planificación Sistemática de Distribución (SLP) y el algoritmo CRAFT. En un caso de estudio que implica la elaboración simultánea de tres productos diferentes, cada uno por un artesano distinto, el EA reduce con éxito la distancia total de viaje de los trabajadores en un 51.45% y el tiempo total de procesamiento del sistema en un 13.2%. Los resultados indican que el enfoque propuesto no solo mejora la eficiencia operativa en un entorno más pequeño, sino que también sienta las bases para integrar estrategias avanzadas. Estas incluyen la fabricación celular y esquemas de producción híbridos, mejorando en última instancia la flexibilidad y sostenibilidad en este sector.
Descripción
Este estudio propone un Algoritmo Evolutivo (EA) para optimizar la disposición de estaciones de trabajo en talleres de muebles artesanales multi-producto con fabricación simultánea. El algoritmo modela la disposición de estaciones de trabajo dentro de un espacio limitado, mejorando la coordinación de actividades y reduciendo el movimiento innecesario de los trabajadores. La solución optimizada se obtiene mediante la aplicación de operadores evolutivos, incluyendo selección, cruce, mutación y refinamiento, iterando a lo largo de generaciones sucesivas. Para evaluar el rendimiento del EA, se realiza una simulación computacional utilizando ProModel, comparando su eficiencia contra metodologías convencionales como la Planificación Sistemática de Distribución (SLP) y el algoritmo CRAFT. En un caso de estudio que implica la elaboración simultánea de tres productos diferentes, cada uno por un artesano distinto, el EA reduce con éxito la distancia total de viaje de los trabajadores en un 51.45% y el tiempo total de procesamiento del sistema en un 13.2%. Los resultados indican que el enfoque propuesto no solo mejora la eficiencia operativa en un entorno más pequeño, sino que también sienta las bases para integrar estrategias avanzadas. Estas incluyen la fabricación celular y esquemas de producción híbridos, mejorando en última instancia la flexibilidad y sostenibilidad en este sector.