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Relación hombre-máquina

¿Cuántas máquinas puede atender un operario? Indique la carga y descarga, el tiempo automático y el desplazamiento y vea quién espera, cuántas piezas por hora salen y qué disposición da el menor costo por pieza.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

PredimensionamientoRevisión 02/11/2026
Tiempos de cada máquina

Tiempos en minutos (45 s = 0,75 min). l para la máquina; w es trabajo del operario con la máquina en marcha.

Costos por hora
Disposición

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—Máquinas por operario
—

Diagrama hombre-máquina (actividades simultáneas)

Dos ciclos en régimen, en minutos: qué hacen el operario y cada máquina en cada instante.

Costo por pieza y producción según el número de máquinas

Barras: costo de operario y máquinas por pieza. Línea: piezas por hora del grupo.

Toque el gráfico para ver los valores.

Quién espera: operario o máquinas

Parte del ciclo parada, en %. A la izquierda de N₀ espera el operario; a la derecha, las máquinas.

Toque el gráfico para ver los valores.

Comparación por número de máquinas

Siguiente paso

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Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

N₀ = (l + m) ÷ (l + w) (l = carga y descarga; m = automático; w = desplazamiento e inspección)
n ≤ N₀: espera el operario; ciclo = l + m; costo por pieza = (C_op + n·C_máq)·(l + m) ÷ n
n > N₀: esperan las máquinas; ciclo = n·(l + w); costo por pieza = (C_op + n·C_máq)·(l + w)
Inactividad del operario = ciclo − n·(l + w); de cada máquina = ciclo − (l + m); piezas/h = 60·n ÷ ciclo (min)
Empate entre n₁ = ⌊N₀⌋ y n₂ = ⌈N₀⌉: C_op ÷ C_máq = [n₂·(l + w) − n₁·a] ÷ [a − (l + w)], con a = (l + m) ÷ n₁
Máquinas distintas, orden fijo: ciclo en régimen = máx[Σ (lᵢ + wᵢ); máxᵢ (lᵢ + mᵢ)]; comprobado por simulación discreta del recorrido

Hipótesis y límites

  • Tiempos deterministas; el operario atiende las máquinas siempre en el mismo orden; una pieza por máquina y ciclo; la máquina está parada durante la carga y descarga.
  • No considera interferencias aleatorias (fallas, cambios de herramienta, rechazo) ni suplementos por fatiga: con paradas frecuentes, la espera real de las máquinas aumenta y el número ideal de máquinas baja.
  • El costo por pieza incluye solo operario y máquinas (costo horario sin operario); material, herramientas por pieza y gastos generales quedan fuera.
  • En el diagrama, el ciclo empieza al atender la máquina que marca el ritmo; en régimen, el punto de partida no cambia el ciclo ni las esperas.

Normas y documentos técnicos

  • Freivalds, A.; Niebel, B. W. Niebel’s Methods, Standards, and Work Design, 13th ed., McGraw-Hill, 2014 (worker-machine relationships: synchronous servicing)
  • Groover, M. P. Work Systems and the Methods, Measurement, and Management of Work, Pearson Prentice Hall, 2007 (worker-machine systems)
  • Kanawaty, G. (ed.). Introduction to Work Study, 4th ed., International Labour Office, Geneva, 1992 (multiple activity charts)
  • Barnes, R. M. Motion and Time Study: Design and Measurement of Work, 7th ed., Wiley, 1980 (man and machine charts)

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la relación hombre-máquina?

Es el cálculo de cuántas máquinas puede atender un operario a la vez. Mientras una máquina trabaja sola, el operario carga y descarga las demás. El punto de partida es N₀ = (l + m) ÷ (l + w): el número de máquinas con el que ni el operario ni las máquinas esperan. También se llama atención múltiple de máquinas o servicio sincronizado.

¿Qué son l, m y w y cómo se miden?

l es la carga y descarga, tiempo en que operario y máquina están ocupados a la vez y la máquina está parada. m es el tiempo que la máquina trabaja sola tras el arranque. w es el trabajo del operario que no para la máquina: ir a la siguiente, medir, desbarbar. Cronometre cada uno en el puesto varias veces; m se lee en el panel de la máquina o en el programa CNC.

¿Cómo se lee el resultado del ejemplo?

Con l = 1,2 min, m = 4,5 min y w = 0,4 min, N₀ = 5,7 ÷ 1,6 = 3,56. Con 3 tornos el ciclo es de 5,7 min, el operario espera 0,9 min por ciclo y el grupo hace 31,6 piezas/h a 5,57 US$ por pieza. Con 4 tornos el ciclo sube a 6,4 min, cada torno queda parado 0,7 min y la pieza sale a 6,03 US$. Con el operario a 26 US$/h y la máquina a 50 US$/h, 3 tornos por operario es lo más barato; para 12 tornos, son 4 operarios.

¿Por qué comparar ⌊N₀⌋ y ⌈N₀⌉ en vez de redondear?

Con menos máquinas que N₀ espera el operario; con más, esperan las máquinas. La mejor opción depende de qué hora es más cara. En el ejemplo, 4 máquinas solo ganarían a 3 si el operario costara más de 2,33 veces la máquina. Con mano de obra cara y máquinas ya amortizadas suele ganar la opción de arriba; con máquinas caras, la de abajo.

¿Y si las máquinas son distintas?

Use el modo "Máquinas distintas" e indique l, m y w de cada una en el orden del recorrido. El ciclo en régimen es el mayor entre la vuelta del operario (suma de l + w) y el ciclo l + m de la máquina más lenta. En el ejemplo de 4 máquinas, la vuelta dura 6,2 min y el centro de mecanizado necesita 7,5 min: el operario espera 1,3 min por ciclo y el taladro queda parado 5,4 min.

¿De dónde saco los costos por hora?

El costo del operario es el de la hora productiva con cargas sociales y beneficios, que puede calcular en la página de costo de la hora del operario. El de la máquina es el costo horario sin operario: amortización, intereses, energía, mantenimiento, superficie y herramientas, como en la página de costo horario de máquina. No cuente el operario dos veces.

¿Qué límites tiene el cálculo?

Supone tiempos fijos, máquinas atendidas siempre en el mismo orden, una pieza por máquina y ciclo y ninguna interferencia aleatoria (fallas, cambios de herramienta, rechazo). Con paradas imprevisibles, la espera real de las máquinas es mayor que la calculada. No incluye suplementos por fatiga.