Modelo matemático para la optimización de la línea de fabricación de puertas forjadas mediante programación lineal con implementación en Python

Mathematical model for the optimization of the forged door manufacturing line through linear programming with implementation in Python

Resumen

La programación lineal constituye la base técnica para optimizar la asignación de recursos limitados en la industria manufacturera. Esta investigación aborda la problemática de una empresa metalmecánica en Riobamba, la cual presenta tiempos elevados de operación y cuellos de botella críticos en las etapas de corte, soldadura y secado. El estudio plantea como objetivo principal el desarrollo de un modelo matemático con implementación en Python para maximizar la utilidad mensual de la línea de puertas forjadas. La metodología aplicada utiliza un enfoque cuantitativo fundamentado en la medición directa de tiempos y la ingeniería de métodos, lo que permite la estandarización de procesos y la ejecución de tareas paralelas. Los resultados más relevantes demuestran una disminución del 15.57% en el tiempo estándar de fabricación y un notable incremento del 38.33% en la utilidad operacional de la organización. Además, el modelo computacional identifica que la producción exclusiva de puertas simples maximiza el beneficio económico bajo las restricciones actuales de capacidad instalada. De igual manera, la productividad total experimenta una mejora del 18.75%, lo que valida la eficiencia de las intervenciones aplicadas sin requerir inversiones en nueva infraestructura o maquinaria adicional. Por tal motivo, se obtiene que la armonía entre la optimización matemática y el análisis computacional ofrece una solución técnica viable que robustece la estructura administrativa y operativa de la empresa. El uso de herramientas de código abierto como Python facilita el acceso a tecnología analítica avanzada para pequeñas y medianas empresas, lo cual confirma que la mejora sistemática de los procesos es un aliado clave para el crecimiento económico y la eficiencia técnica dentro del sector industrial.