capítulo 1 introducción

Capítulo Uno

Introducción En 1950 la población mundial se cifraba en 2 500 millones de personas. En el año 2000 alcanzará los 6 200 millones, aumento que equivale al 250 por ciento en apenas 50 años. Más del 90 por ciento de ese aumento se va a producir en los países en desarrollo. En el año 2000 cerca de 1 000 millones de personas vivirán por debajo de la línea de pobreza y a duras penas podrán satisfacer sus necesidades básicas, es decir: alimentación, vestido, vivienda, seguridad y, salud y servicios esenciales.

La aspiración de los segmentos de la población más acomodados es elevar aún más su nivel de vida y mejorar su calidad de vida. Esto representa una mejora en la calidad de los bienes básicos y en la variedad y cantidad de bienes de que dispone una persona para poder optar entre diversas posibilidades, por ejemplo en relación con la vivienda, el vestido o los alimentos. Las aspiraciones humanas también abarcan el deseo de un entorno más sano y limpio, actividades culturales, la capacidad de disponer de tiempo libre y utilizarlo de una manera agradable y unos ingresos que hagan posible sufragar esas diversas necesidades.

A fin de que una sociedad o nación pueda elevar el nivel de vida de su población, tendrá que aumentar al máximo el rendimiento de sus recursos o mejorar la productividad para que la economía crezca y sea capaz de sostener una mejor calidad de vida.

La productividad puede definirse de la manera siguiente: La productividad es la relación entre producción e insumo.

Esta definición se aplica a una empresa, un sector de actividad económica o a toda la economía. El término productividad puede utilizarse para valorar o medir el grado en que puede extraerse cierto producto de un insumo dado. Aunque esto parece bastante sencillo cuando el producto y el insumo son tangibles y pueden medirse fácilmente, la productividad resulta más difícil de calcular cuando se introducen bienes intangibles.

Por ejemplo, un alfarero trabaja ocho horas al día y produce 400 vasijas al mes utilizando un horno calentado con leña.

• Supóngase que como resultado de un cambio en el método de trabajo puede producir 500 vasijas al mes en lugar de 400 con el mismo equipo y horas de trabajo. Su productividad, calculada en función del número de vasijas producidas, habrá aumentado un 25 por ciento.

• Supóngase ahora que no pudo vender las 500 vasija y tuvo que reducir su precio de $ 2,00 la vasija a $ 1,80. Si se quiere valorar su aumento de productividad, es posible que al alfarero le interese más utilizar términos monetarios en lugar de simplemente el número de tiestos producidos. En este caso podría decir que el valor de su producto solía ser de (400)($2,00) $800,00= al mes y que ahora es de ( )( )500 $1,80 $900,00= al mes.

Su insumo no ha cambiado. Por tanto, su aumento de productividad es:

Capítulo Uno Introducción

Universidad de Guanajuato, Facultad de Ingeniería Mecánica, Eléctrica y Electrónica. Juan José López Aguilar

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Este ejemplo, deliberadamente sencillo, permite hacer dos observaciones. Primeramente, la productividad sirvió para medir el aumento de la producción expresado en número de vasijas producidas, en el primer caso, y en términos monetarios el segundo, obteniéndose en uno y otro caso valores diferentes. En otras palabras, según lo que se tenga interés en medir, variarán la índole del producto y del insumo. En segundo lugar, aunque la producción real aumento de 400 a 500 vasijas, la productividad en términos monetarios no refleja un aumento correspondiente. Esto significa que se tiene que hacer una distinción entre el aumento de la producción y el aumento de la productividad, medida en este ejemplo en términos de ganancia monetaria1.

Hasta aquí se ha dado una idea, simple, de la productividad, este tema será tratado más adelante.

1.1. Función de la ingeniería de métodos en la producción En los últimos años ha surgido un nuevo vocabulario cuyos orígenes se ubican en el sistema de producción de Toyota y en un libro de James Womack y Daniel Jones titulado Lean Thinking (Pensamiento ágil). La manufactura ágil es un concepto según el cual todo el personal de producción colabora para eliminar desperdicios. La ingeniería industrial, los técnicos industriales y otros grupos de la administración han tratado de hacerlo desde el inicio de la Revolución Industrial, pero ahora que los trabajadores están bien instruidos y motivados, la gerencia moderna de la manufactura ha descubierto las ventajas de solicitar su ayuda para eliminar el desperdicio. ¿Quién sabe mejor que el empleado de la producción que vive ocho horas al día en su trabajo, cómo reducir el desperdicio?, la meta es aprovechar este recurso dando a los empleados de producción las mejores herramientas disponibles. Las técnicas que se aprenden en un curso de estudio de tiempos y movimientos son algunas de las herramientas que necesitan llevar a cabo su nuevo cometido.

Los estudios de tiempos y movimientos han encontrado un sitio en la planta moderna. Sirven a los empleados para comprender la naturaleza y el costo verdadero del trabajo, y les permite ser útiles a la gerencia en la tarea de reducir costos innecesarios y balancear las celdas de trabajo a fin de allanar el flujo del mismo. Además, los estándares de tiempo ayudan a los gerentes a tomar sus decisiones importantes con inteligencia. Por ejemplo, la gerencia de la planta manufacturera necesita estándares de tiempo, incluso antes de que se inicie la producción, para determinar cuántas personas contratar, cuántas máquinas comprar, con qué rapidez se van a mover las bandas transportadoras, cómo dividir el trabajo entre los empleados y cuánto costará el producto; una vez iniciada la producción, con los estándares de tiempo se determina cuál es la reducción en costo que se obtiene, quién trabaja con más empeño y, quizás, quién debería ganar

1 George Kanawaty (ed); Introducción al estudio del trabajo, 4ta., edición (revisada), Ed. Limusa Noriega Editores, 2002, México, p 3-4.

( )$900,00 $800,00100 12,5%

$800,00−

× =



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más dinero. Los estudios de tiempos y movimientos pueden reducir y controlar los costos, mejorar las condiciones de trabajo y el entorno, así como motivar a las personas2.

Lo anterior corresponde a la función de la Ingeniería de Métodos en la producción, es importante resaltar que la ingeniería de métodos es parte fundamental de la Ingeniería Industrial, los siguientes diagramas, correspondientes a la figura uno se indica la aplicación de la ingeniería industrial, en esta figura se muestra en los cuadros punteados el lugar que corresponde a las actividades de la ingeniería de métodos.

2 Fred E. Mayers; Estudios de tiempos y movimientos para la manufactura ágil, Segunda edición, trad., Gabriel Sánchez García, Ed. Pearson Educación, 2000, México., p 1-2

Aplicación de la Ingeniería Industrial

Control de Presupuestos y Costos Técnica de la Fabricación Sistemas y Procedimientos Análisis de Organización Administración de Contratos y

Salarios

Proceso de Fabricación ValoracionesDiagrama de Proceso.Diagrama de Operación.

Especificación de Equipo Proyecto de Herramientas, Maquinaria e Instrumental Establecimiento de Operaciones Disposición en Planta Estudio del Desarrollo y Orden

de las Operaciones

Desarrollo de Métodos

Análisis de Operaciones Estudio de Movimientos

Normalización de Métodos

Diagrama de Trabajo del Operario u Operador

Programa de Instrucciones y Especificaciones del Trabajo

1

Fig. 1. Campo de Aplicación de la Ingeniería Industrial, Adaptación. (Referencia: ASME Work Standardization Committe)

4



4

1

Medición del Trabajo Determinación del Salario Base Horario

Estudio de Tiempos Estudio de Micromovimientos

Selección de Operarios y Operadores

Subdivisión de la Operación en Elementos

Cronometraje y Registro de Tiempos Valoración de Ejecución Cronometraje y Registro de

Tiempos por Medio de Películas

Registro de Identificación y Descripción de Informes

Descripción del Trabajo

Valoración del Trabajo

Clasificación de Trabajo

Estudio de Salarios

Cálculo y Análisis de Datos

Tiempo Total

Establecimiento de la Escala de TarifasValoración de Méritos Establecimiento de la

Escala de Tarifas

Determinación de Tiempos Representativos

Normalización de Tiempos Representativos

2 3

Continuación Fig. 1. Campo de Aplicación de la Ingeniería Industrial, Adaptación. (Referencia: ASME Work Standardization Committe)



5

2

Cálculo de los Tiempos Tipo Elemental Tiempos Tipo Predeterminados

Inscripción de Datos en el Registro General

Análisis y Clasificación de Datos

Establecimiento de los Datos Tipo Definitivo

Determinación de Suplementos

3

Cálculo del Tiempo Tipo de Operación

Cálculo del Salario Base Horario para cada Operario y Operador

Procedimiento de Pago de Salarios

Comprobación de la Ejecución de cada operario y operador

Incentivos Otras Consideracios Trabajos por Jornada

Ganancias Totales Costo Tipo

4

Final Fig. 1. Campo de Aplicación de la Ingeniería Industrial, Adaptación. (Referencia: ASME Work Standardization Committe)



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1.2. El proceso de producción, sus entradas, sus salidas, sus resultados, su retroalimentación y su simbología de representación

La manufactura de un producto requiere que las ideas de diseño se conviertan en realidad para finalmente obtener un artículo útil. Esto se logra mediante la eficiente culminación de operaciones por un grupo de trabajadores bien capacitados en una planta desarrollada adecuadamente. Los directores y los ingenieros tienen que analizar con cuidado diferentes ideas relativas a la producción de un artículo y luego elegir la alternativa que sea más eficiente en costo y más viable dentro de las limitaciones en que la planta tiene que operar. Se justifica en muchos casos la consideración de varios factores; por ejemplo, la producción de uno o varios artículos, el volumen de producción de cada artículo, las capacidades preferidas de los trabajadores y la flexibilidad para incorporar cambios o mezclas de cambios de productos en el diseño de la planta. Todos estos factores contribuyen marcadamente al desarrollo de la planta en conjunto3.

1.2.1. El proceso de producción Proceso es toda secuencia de pasos, tareas o actividades que conducen a un cierto producto, el cual es el objetivo de dicho proceso. Los procesos pueden ser:

• De producción, cuando el resultado es un bien industrial.

• De servicios, cuando ese resultado sea un bien intangible, como la salud o el transporte.

• Administrativos, cuyo fin es un acto administrativo como una compra, una cobranza, un pago o que conduce a producir o modificar información.

A continuación, se detallan cada uno de ellos:

A). Proceso de producción

Durante la producción de un bien o servicio, con el término proceso se designan tanto las tareas manuales, los sistemas que coordinan trabajadores y maquinas; como los procesos automatizados, en los que el trabajador juega un papel indirecto o de control.

Los trabajos manuales por lo general utilizan ciertas ayudas mecánicas y son responsables de una proporción importante de las actividades productivas. El diseño de estas actividades manuales y su relación con las fases de operación y control de las máquinas que se emplean, corresponde al área de la Ingeniería Industrial, la cual se ocupa del diseño de métodos de trabajo.

Las actividades manuales, o la operación de máquinas, son frecuentes en trabajos de armando o ensamblaje de componentes, en actividades administrativas (oficinas), en supermercados, hospitales, etcétera.

Existen procesos de producción que tienen una base tecnológica muy compleja, como es el caso de las industrias que trabajan metales (rama metalmecánica), industria de la madera,

3 Dileep R. Sule; Instalaciones de manufactura, ubicación, planeación y diseño, Segunda edición, trad., Enrique Palos y Virgilio González Pozo, Ed. Thomson Learning, 2001, México, p 135.



7

industria de plásticos e industria química, cuyas características se pueden encontrar en textos especializados.

El propósito de un proceso, es producir transformaciones. Algo sucede que de alguna manera produce cambios en el objeto sobre el que se está trabajando. Dichas transformaciones pueden producir cambios químicos (procesos químicos), alterar la forma o estructura (procesos mecánicos), quitar o agregar partes o piezas (procesos de armado), alterar la ubicación del objeto que se procesa (transporte) o verificar la exactitud (inspección y control de calidad). Se describen a continuación brevemente estos procesos.

A.1. Procesos químicos

Son propios de la industria del petróleo y de los plásticos, producción de acero, aluminio, etcétera. Dada su complejidad, la descripción de la naturaleza y su alcance escapa a este trabajo; sin embargo, puede anotarse, en términos generales, que siempre es posible estudiar sus etapas en función de las operaciones o transformaciones que ocurren (tales como reacciones químicas, transferencias de calor, filtrado, absorción, etcétera).

Desde el punto de vista industrial, estos procesos pueden ser continuos o discontinuos.

Ejemplo del primer caso es el de las acerías de la industria de hierro, en el que se produce hierro fundido a partir de mineral, coque y caliza; estos insumos se introducen en capas alternadas en el alto honro, al cual se le inyecta aire caliente a presión para mantener la combustión del coque. A medida que se quema, el coque absorbe el oxígeno del mineral y la caliza absorbe impurezas; así, la carga desciende, aumentando su temperatura hasta que se funde el hierro y se concentra en el fondo del horno de donde se le extrae (colada), periódicamente, para obtener arrabio en lingotes.

Ejemplo de procesos químicos de tipo continuo es el caso de la industria del petróleo, donde la materia prima (petróleo crudo) es sometida a una serie de operaciones de transferencia de calor, presión, mezclado, transporte, etcétera, y el producto se va extrayendo continuamente en forma selectiva.

A.2. Procesos que cambian la forma o estructura

Son propios de la industria de transformación y mecanizado de metales, en la industria de la madera y en el moldeado y formado de plásticos. Para una mejor ubicación al respecto, se hacen algunas anotaciones breves sobre la industria metalmecánica y sus características, la cual es la más representativa de este tipo de procesos.

La industria metalmecánica se subdividen en pesadas y liviana. Ejemplo de las primeras son algunas de las que realizan operaciones primarias de formación, como la laminación, de la que se obtienen barras, placas o perfiles de metal.

Un caso especial en la industria metalúrgica es la fundición, en la que, licuando los metales a altas temperaturas y luego moldeándolos en moldes de arena o en matrices, se les da la forma que se desee, la que podrá o no requerir otras operaciones.



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Otro proceso especial de formación es la forja, que es un proceso mecánico en el cual se calienta el hierro al rojo vivo, condición en que es más maleable, formándolo por medio de golpes, y finalmente templándolo por enfriamiento brusco en agua o en aceite.

El estampado es normalmente parte de la metalúrgica liviana, y consiste en una operación combinada de golpe, empuje y corte, que da forma a una pieza cortándola de una placa delgada de metal. El estampado también puede ser prensado utilizando entonces prensas hidráulicas.

Las operaciones típicas de la industria metalmecánica liviana son las que se realizan con las máquinas herramientas, básicamente el torno, el cepillo, la rectificadora, la fresadora y las formadoras de engranajes. Estas herramientas permiten generar superficies cilíndricas, planas, curvas y complejas; y perforaciones.

Para transformar el metal, estas máquinas usan principalmente dos medios: una herramienta de un metal sumamente duro o una piedra también durísima (carborundum), que van desbastando el metal.

El torno es un mecanismo giratorio que amordaza la pieza a ser trabajada, con una herramienta deslizante, en el que se producen superficies de revolución. El cepillo es igual, sólo que los movimientos relativos de herramienta y pieza se hallan invertidos.

La rectificadora consta de una piedra giratoria de alta velocidad que trabaja una pieza metálica giratoria o deslizante (produciendo superficies de revolución o planas).

La fresadora es una herramienta giratoria como el torno de un dentista, con la cual se producen “excavaciones”.

Las formadoras o creadoras de engranajes son máquinas en las cuales un engranaje de metal muy duro va desgastando una pieza metálica cilíndrica hasta hacerla, paulatinamente, engranar con él.

A.3. Proceso de armado

Algunos de los procesos usados para unir partes y piezas son la soldadura, el remachado, atornillado y el pegado. Estos procesos son comunes en la industria automotriz, electrónica, artefactos electrodomésticos y algunos relacionados con la industria electromecánica y metalmecánica (pailería).

Se puede afirmar que la automatización no ha alcanzado las operaciones de armado en su totalidad, salvo en la gran industria electrónica, con el desarrollo y aplicación de circuitos impresos, que de todos modos, son una pequeña proporción del armado total de un aparato, así como en la industria automotriz.

Buena parte del análisis de las operaciones de ensamblaje depende del estudio de tiempos y movimientos y de las relaciones existentes entre el trabajador y sus herramientas.

B). Procesos de servicios



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Son aquellos no directamente productivos, o no relacionados con la producción industrial. Es el caso de los transportes, servicios sanitarios, limpieza y aseo municipal o domiciliario, tareas domesticas, etcétera.

En todas estas actividades hay un proceso puesto que hay una secuencia de pasos que conducen al fin buscado. Transportar, por ejemplo, implica cargar y descargar lo que se transporte. Limpiar una casa o una ciudad o cocinar una comida también tienen una secuencia de pasos que pueden describirse como un proceso, de modo muy similar a los procesos productivos.

C). Proceso administrativo

Es toda una secuencia de pasos que conducen a producir, registrar, conservar o modificar información.

Cuando se compra un objeto en una tienda, la nota de venta o factura sirve por ejemplo, entre otros aspectos, para registrar baja de inventario y volumen de ventas, para percibir el importe al cliente y para controlar la caja. Hay procesos administrativos mucho mas complejos, que requieren la utilización de un número muy grande de papeles (documentos o formularios) que pasan por una larga serie de pasos de registro, cálculo, control y archivo.

En las grandes empresas, el volumen de estos es tan grande, que son procesados por medio de computadoras que utilizan la información básica de un documento para una serie de estadísticas y cálculos, para producir otros documentos que se elaboraban normalmente a mano. Tal es el caso de una empresa productora de alimentos; cuando uno de sus vendedores hace llegar un pedido según el requerimiento de un cliente. La computadora, con base en ese sólo papel, hace las siguientes operaciones: ordena el depósito y la entrega de mercadería a expedición; compila, con ese y otros pedidos, la lista de mercaderías que llevara un determinado transporte en una fecha dada; emite la factura en la que se le cobrara al cliente y el recibo que se otorgara cuando pague; realiza las estadísticas de venta por cliente, por vendedor, por producto vendido, por zona geográfica, etcétera, y realiza el documento contable llamado Libro de Ventas4.

1.2.1.1. Sistemas de producción5 En el apartado anterior se ha hecho referencia la proceso de producción, sin embargo es necesario establecer los sistemas de producción. Por lo tanto, se tratarán aquí los sistemas de producción.

Los sistemas de producción se clasifican de acuerdo a la disposición de las máquinas y departamentos dentro de las plantas manufactureras. La gama de los sistemas de producción va de los talleres con operadores principalmente manuales a líneas de montaje completamente automatizadas. El número de productos diferentes que fabrica una empresa, los tipos de pedido (cursados a las existencias o a la orden), el volumen de sus ventas y la frecuencia de pedidos repetidos influyen fuertemente en lo que el sistema de producción más eficiente sería para una

4 Procesos y productividad, en http:// www.uch.edu.ar 5 Dileep R. Sule; Op Cite p 145-150.



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empresa determinada. Cuán cierta sea la demanda y cuánto tiempo tenga que durar la producción desempeñan también un papel importante en esta decisión. Por regla general, el gran volumen favorece la automatización, y el volumen reducido las operaciones manuales. Sin embargo, las máquinas de control numérico (NC) pueden producir volúmenes tanto grandes como reducidos con eficiencia casi igual. Necesitan una alta inversión inicial que difícilmente podría justificarse si las máquinas no se utilizan a toda capacidad. No es desusado tener diferentes modos de producción en la misma planta para productos distintos a causa de los volúmenes de ventas individuales de los productos. Las cuatro categorías principales de los sistemas de producción son la producción de taller, la producción por lotes, la producción en masa y continua, y la manufactura celular o flexible.

A). Producción de taller

Un taller de labores es un modo conveniente para una compañía que fabrica muchos productos diferentes con un volumen relativamente reducido de cada uno. Los diversos artículos que se producen conforme a especificaciones del cliente, requieren la reunión de una variedad de equipo de propósito general, mano de obra altamente capacitada para operar este equipo, y herramientas y accesorios de aplicación general. Pueden agruparse máquinas similares dentro de la planta para formar un departamento, como se muestra en la figura dos.

Fig. 2. Plan de piso de producción de taller o por lotes

Rebabeado

Esmerilado

Taladros

Tornos de torreta y motor

Recepción de materia prima

Almacenamiento temporal

Almacén de herramientas

Control de calidad

Cafetería

Oficinas

Vendedores

Fresado

Soldadura

Lijadores

Mantenimiento

Montaje y prueba

OficinaEnvío a almacén de

productos términados



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El producto pasa de un departamento a otro sobre la base de su secuencia operacional.

Se encuentran muchos problemas con este tipo de operación. Los gastos asociados a la diversidad de herramientas y accesorios pueden ser grandes, y es muy difícil lograr el equilibrio máquina – carga mediante el ordenamiento apropiado del trabajo. Hay un excesivo manejo de material en el paso de las piezas de un departamento a otro; algunas podrían pasar por el mismo departamento varias veces. Los artículos podrían tener que retenerse en almacenamiento temporal aguardando procesamiento posterior, con el resultado de la necesidad de una gran área dedicada a inventario. Cada artículo o lote de piezas requiere sus propias órdenes de taller de producción, lo que da lugar a una excesiva contabilidad.

La productividad de un taller –es decir, el porcentaje del tiempo invertido en la producción real - es baja, principalmente a causa del tiempo de montaje y manejo de materiales excesivos. La planta tiene mínima automatización; no obstante, alcanza un alto grado de flexibilidad para producir diversos productos. El sistema es muy sensible a los cambios en el mercado. Se estima que de un 30 a 50 por ciento de los sistemas de manufactura en los Estados Unidos de América son del tipo de taller.

B). Producción por lotes

La producción por lotes es un sistema que se sitúa entre el taller y la línea de montaje por su complejidad. El sistema es conveniente para una empresa que tiene que producir numerosos artículos, pero no una variedad tan grande que requiera un tipo de producción de taller. A diferencia de la situación de taller, se conocen los productos que se van a hacer a lo largo del año, cada uno con una demanda estable y continua. La capacidad de producción de la planta es mayor que la demanda de un artículo, y de aquí que los productos se fabriquen por lotes. Un artículo se produce y almacena a un nivel de inventario preplaneado para cumplir con la demanda presente y futura, y luego la instalación es transformada para producir el siguiente artículo en la secuencia de producción. Un producto se programa para producción cuando su nivel de existencia ha disminuido a un nivel predeterminado.

La maquinaria y el equipo de producción empleados en el taller de lotes son un tanto especializados y de alta velocidad, pero las habilidades de la fuerza de trabaja podrían no ser tan altamente desarrolladas como en el taller de labores. Hay alguna automatización dentro de la planta, y las máquinas y el equipo se agrupan para realizar las tareas, lo cual puede significar que se coloquen juntos diferentes tipos de máquinas. La productividad en el taller de lotes es más alta que en el de labores.

Los usuarios característicos de los sistemas de producción del taller de lotes son los fabricantes de muebles, aparatos electrodomésticos y casas móviles.

C). Producción masiva

El sistema de producción en masa se utiliza para la producción de alto volumen. A menudo, la planta entera y su equipo se dedican a la fabricación de un solo producto. El equipo es muy especializado y rápido, y la inversión en herramientas, plantillas y accesorios especiales es



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grande. El contenido del trabajo se divide en grupos muy pequeños; se obtiene un alto grado de eficiencia perfeccionado el herramental y el método de trabajo de cada grupo. Con tal método se minimizan las capacidades requeridas de labor de conjunto, pero las tareas asignadas para un individuo pueden volverse repetitivas y, en algunos casos, carentes de interés. La productividad en la producción en masa es muy alta y se logra en gran medida por la automatización.

En la producción masiva se adquieren fácilmente los controles de la salida de la línea y la programación del trabajo. Se pueden controlar el ritmo de salida mediante la disposición de la línea (las estaciones de trabajo) o la mano de obra asignada a estas estaciones. Las revisiones periódicas del nivel del inventario y la demanda del producto podrían sugerir un cambio en el ritmo de salida.

Hay dos formas de clasificar más extensamente los sistemas de producción masiva: la línea de montaje y la línea de flujo. Una línea de montaje se emplea para fabricar un producto pieza por pieza. Típicamente, los montajes parciales pasan de una estación de trabajo a la siguiente en secuencia por un sistema de manejo de material de rápido movimiento (como las bandas transportadoras) que los llevan a cada estación, haciendo que el producto avance hacia su montaje final. El recorrido del montaje entre las estaciones es continuo o intermitente esto depende de la naturaleza del trabajo a ejecutar. La labor total se distribuye entre las estaciones de trabajo que forman la línea de montaje de modo que todas las estaciones llevan a cabo sus tareas asignadas aproximadamente en el mismo tiempo, lo que se llama tiempo de ciclo. La manufactura de automóviles es uno de los ejemplos primordiales de una operación de línea de montaje.

El término línea de flujo se usa habitualmente para describir un proceso de producción continua, como el de los productos químicos, líquidos y gaseosos,, y el del papel, al igual que las operaciones de matrizado, como la fabricación de alambre.

D). Manufactura celular y flexible

La manufactura celular es un sistema en el que se agrupa gran número de piezas comunes y se producen en un célula compuesta de todas las máquinas que se necesitan para producir ese grupo. Cuando se requieren grandes cantidades de cada pieza, las células pueden amortizarse casi por completo, lo cual da lugar a que se designe a esas células con el nombre de manufactura flexible.

La ventaja principal del sistema de producción masiva es que reduce el costo unitario de la producción, que consta de dos componentes: un costo fijo (por montaje) y un costo variable (principalmente por mano de obra y material). La porción del costo fijo asignado a una unidad depende de la cantidad producida con el mimo montaje (el mismo costo fijo). Cuanto mayor es el volumen de producción, menor es la parte que cada unidad tiene que acarrear. En la producción en masa, la cantidad producida con un montaje particular es grande, y por ende el costo unitario de producción es mucho más bajo de lo que sería en un taller de labores con una pequeña porción de producción. Pero ¿qué puede hacerse si la cantidad requerida de cada artículo no garantiza el uso del sistema de producción masiva?. La manufactura celular y flexible y la tecnología de grupo podrían aportar la respuesta.



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Las ventajas de la fabricación celular están bien documentadas. Reuniendo y procesando piezas similares juntas en una célula, los tiempos de montaje de máquina se reducen y se incrementan los ritmos de rendimiento; eliminando herramientas duplicadas se reduce la inversión en herramientas y, puesto que los trabajadores concentran sus habilidades en tipos particulares de piezas, mejoran la calidad y la productividad del centro de trabajo.

La tecnología de grupos se refiere al concepto de identificar piezas similares y agruparlas para aprovechar el hecho de sus características comunes en el diseño y los métodos de producción. Por ejemplo, de 1 000 piezas que se producen en una planta, tal vez podrían formarse veinte grupos, cada uno de ellos con necesidad de máquinas, plantillas y accesorios similares, de modo que, dentro de cada grupo aparte, los artículos pudieran producirse con muy poco cambio en el montaje. Es así que el principal costo de montaje se distribuye entre gran número de artículos, no importa lo pequeña que sea la cantidad producida por cada artículo individual.

Se podrían obtener todos estos beneficios de la tecnología de grupo formando conceptualmente la máquina y agrupando el tipo de piezas,, y luego ordenando las diversas piezas por medio de máquinas apropiadas, siguiendo un buen plan de producción. En otras palabras, las máquinas de un grupo no tienen que estar físicamente juntas para lograr las ventajas declaradas hasta este punto. Por consiguiente, es posible incluso obtener algunos de los beneficios de la tecnología de grupo en un montaje de taller de labores ya existente con la planeación apropiada, pero sin modificar físicamente la instalación si algunos tipos de piezas se producen de manera regular en planta. Con todo, en la mayoría de los casos prácticos, las máquinas de un grupo se encuentran ubicadas físicamente juntas. Esta disposición reduce aún más el manejo de material al aminorar las distancias entre las máquinas utilizadas más o menudo para las piezas.

1.2.2. Gráficas de producción6 Para ilustrar las actividades relacionadas con la producción, los ingenieros suelen utilizar gráficas o diagramas para representar el proceso visualmente. Este método aumenta la comprensión del curso de la acción que se requiere en la fabricación y ayuda a resolver muchos problemas relacionados con el diseño del esquema de producción. Las gráficas de montaje, las de proceso de operación y las de proceso de flujo son representaciones importantes que contribuyen de manera significativa a este objetivo. Las tres gráficas se trazan utilizando símbolos estandarizados por la American Society of Mechanical Engineers (ASME) [Asociación Americana de Ingenieros Mecánicos] en 1947.

1.2.2.1. Símbolos y descripciones Se muestran a continuación los símbolos que representan las cinco actividades fundamentales de la manufactura, junto con las definiciones que se usan comúnmente en la industria.

6 Dileep R. Sule; Op Cite p 135-143.



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Operación. Se hace un cambio intencional en una de las características del artículo. Los ejemplos son llenar una botella de bebida gaseosa, doblar una hoja de metal y escribir una carta. El diámetro del circulo es de 9,525 mm (3/8 plg).

Inspección. En un puesto de inspección se compara la unidad con el estándar de calidad establecido para ese punto. Este símbolo tiene una medida de 9,525 mm (3/8 plg) por lado.

Transporte. Se lleva el artículo de un lugar a otro (excepto cuando el movimiento ocurre como parte integral de una operación o inspección). Los ejemplos son trasladar un artículo sobre una banda transportadora entre operaciones o llevarlos al almacén.

Demora. No se lleva a cabo la siguiente acción planeada. Los ejemplos son el aplazamiento de la transportación de una unidad y la demora en la ejecución de la siguiente operación.

Almacenamiento. Un artículo que se guarda en un lugar específico cuyo retiro requiere autorización.

1.2.2.2. Gráficas de proceso de operación y montaje En las etapas de planeación de un sistema de producción no se conocen aún los esquemas de las máquinas y la planta. A partir de los diseños de las piezas y el producto, sólo se pueden visualizar las operaciones necesarias y la secuencia en que tienen que realizarse. Las gráficas de montaje y las de proceso de operación son las representaciones visuales de tales métodos. Una gráfica de montaje da una amplia vista de conjunto de cómo se van a montar las diversas partes manufacturadas separadamente para hacer el producto final, como un motor de combustión interna; también pueden mostrar un flujo en reversa: la manera en que un producto en forma de unidad se desarma y distribuye en diferentes procesos, como la leche cruda en un derivado lácteo. La figura tres es la gráfica de montaje de una tetera.

Fig. 3. Gráfica de montaje de una tetera

Otro uso importante de la gráfica de montaje es la programación de la producción, de manera especial en un taller de labores. Cómo se observa en la figura cuatro, tales gráficas deben dibujarse a escala utilizando alguna unidad de tiempo conveniente a lo largo de la horizontal. La



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gráfica es un conjunto de barras, cada una de las cuales representa los tiempos de inicio y terminación de la manufactura o instalación de componentes o submontajes. Conociendo la fecha de entrega prometida, un programador puede trabajar hacia atrás y determinar el tiempo para procesar órdenes de trabajo de componentes.

Fig. 4. Gráfica de montaje para programar producción

Como ya se ha explicado en los sistemas de producción, una de las primeras decisiones en el diseño de una planta es qué tipo de diseño usar. Ya se expreso que hay tres tipos principales de diseño de planta:

1. De proceso;

2. De productos y,

3. De ubicación fija.

Aquí se representan gráficamente los tres tipos con sus entradas y salidas7. Con una inspección visual podrá observarse que en el proceso de producción se tienen las entradas tales como: mano de obra, materiales, maquinaria y equipo; estás entradas son las que permite la realización de las actividades de transformación de la materia prima en el producto para finalmente tener la salida que será el producto terminado.

7 Philip E. Hicks; Ingeniería industrial y administración, una nueva perspectiva, 2da. Edición, Segunda reimpresión, trad. José Manuel Salazar Palacios, Ed. CECSA, México, 2001, p 93, únicamente las figuras 5, 6 y 7, corresponde al texto original con la figura 2.31 de la página indicada.



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Fig. 5. Tipo de diseño de planta: De Procesos, entradas y salidas

Fig. 6.Tipo de diseño de planta: De Productos, entradas y salidas



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Fig. 7. Tipos de diseño de plantas: De Localización Fija, entradas y salidas

Desde el punto de vista de la administración de las operaciones, la producción además de las entradas tiene un control y un recurso, entiéndase como las entradas a las materias primas requeridas para desarrollar la producción, el proceso productivo es el que hace la transformación de esas materias primas en el producto, siendo éste la salida, para ello se requieren de los recursos los cuales son recursos humanos y recursos financieros, además de que se debe tener un control sobre el proceso productivo o producción, siendo estos, entre otros, el control de calidad, el control de costos, llamado también los centros de costos, esto se muestra en la figura ocho siguiente.

Fig. 8. Entradas y salidas en el proceso de producción

1.3. Ingeniería del producto, descomposición de productos, fórmulas de fabricación, ensamble, acabado y empaque

Diseñar un nuevo producto e introducirlos rápidamente al mercado es el reto que afronta el sector manufacturero en industrias tan disímiles como chips de computador y papas fritas. Los clientes de los fabricantes de chips de computador, como las compañías de computadores,



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necesitan semiconductores cada vez más poderosos para sus líneas de productos en proceso de evolución. Los productores de alimentos tienen que ofrecer a sus clientes en los supermercados y tiendas de abarrotes una nueva sensación gustativa para sostener o ampliar su participación en el mercado minorista.

Como se apreciará en la siguiente ilustración, en estas actividades intervienen tres grandes funciones: mercadeo, desarrollo del producto y manufactura. El mercado tiene la responsabilidad de sugerir ideas para nuevos productos y de proveer especificaciones de productos para las líneas existentes. El desarrollo de productos tiene la responsabilidad de llevar el concepto técnico del producto hasta su diseño final. La manufactura tiene la responsabilidad de seleccionar o configurar los procesos mediante los cuales se va a fabricar el producto8.

La actividad de desarrollo del producto provee el vínculo entre las necesidades y expectativas del cliente y las actividades requeridas para fabricar el producto. Además, el proceso debe responder a las expectativas cambiantes de los clientes, así como a las innovaciones tecnológicas dinámicas. Finalmente, el proceso debe entender diversas preferencias locales en un mercado global.

Fig. 9. Proceso de producción: Mercadeo y manufactura

El desarrollo del ciclo de vida de producto (no confundir con análisis del ciclo de vida del producto referido al sistema ambiental ISO 14040) establece las siguientes etapas:

Desarrollo del concepto.- esto es la arquitectura del producto, es decir el diseño conceptual con la visión hacia el mercado objetivo.

8 Chase Aquilano Jacobs; Administración de la producción y operaciones, manufactura y servicios, octava edición, trad. Ángela García Rocha, Ed. McGraw Hill, Colombia, 2000, p 84 – 85, incluyendo la figura 9.



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Planeación del producto.- se refiere a la construcción del mercado, hacia el mercado que va dirigido, conocido como segmento del mercado, la realización de pruebas a pequeña escala en dicho mercado y a la inversión y finanzas requeridas para el desarrollo del mismo.

Ingeniería de producto/proceso.- se refiere a la realización detallada del producto y a las necesidades de herramientas y equipos que se requieren para la fabricación del producto y a la construcción y prueba del prototipo.

Producción piloto/lanzamiento.- esto es, el intento de producción en volúmenes, el inicio de la fabricación y la planeación referente a el aumento de volumen hasta lograr los objetivos comerciales.

Como ya se ha explicado, el diseño de un sistema de producción inicia con el diseño del producto que habrá de fabricarse. La figura diez describe una secuencia típica de pasos que empiezan con un concepto de diseño de producto y culminan en un diseño final de producto para fabricación. Quines está más implicado en esta actividad es el ingeniero de producto; los ingenieros de producto son aquellas personas en una organización manufacturera más familiarizadas con la función de un producto y las necesidades cambiantes de los clientes en relación con ese producto.

Fig. 10. La interfase diseño – fabricación9

9 Philip E. Hicks, Op cite, p 40.



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Puede observarse en la figura diez que gran parte del esfuerzo, para mejora del diseño del producto, reside en la interacción entre ingeniería de producto, de manufactura y producción. La manufactura de un nuevo diseño siempre es un proceso de descubrimiento.

1.3.1. Descomposición de productos, fórmulas de fabricación, ensamble, acabado y empaque

El apartado anterior se refirió a la ingeniería del producto, en esta sección se profundiza en el mismo tema iniciando con el proceso de diseño del producto, en virtud de que este no es un curso dedicado a producción, se tratará de ser lo más breve posible considerando sólo las bases necesarias para la ingeniería de métodos.

Si bien las oportunidades potenciales que entraña el desarrollo de nuevos productos son emocionantes, su materialización constituye un reto exigente. El desarrollo de un nuevo producto implica una compleja serie de actividades que se relacionan con la mayor parte de las funciones de una empresa. Cono se vio en la sección anterior, en las dos primeras fases, desarrollo del concepto y planeación del producto, es preciso combinar la información sobre oportunidades de mercado, acciones competitivas, posibilidades técnicas y requerimientos de producción, con el fin de definir la arquitectura del nuevo producto. Esto incluye su diseño conceptual, el mercado objetivo, el nivel deseado de desempeño, los requerimientos de inversión y el impacto financiero. Antes de que se apruebe el programa de desarrollo de un nuevo producto, las empresas también procuran probar el concepto mediante ensayos a pequeña escala. Estas pruebas pueden implicar la construcción de modelos y el intercambio de ideas con clientes potenciales.

Una vez aprobado, el proyecto de fabricación de un nuevo producto pasa a la etapa de ingeniería detallada. Las principales actividades en esta fase son el diseño y la construcción de prototipos funcionales y el desarrollo de herramientas y equipo que se utilizarán en la producción comercial. En el epicentro de la ingeniería detallada del producto se encuentra el ciclo diseñar – construir – probar. Tanto los productos como los procesos requeridos se definen en su concepto, se capturan en un modelo funcional (que puede existir en un computador o en forma física) y luego se someten apruebas que simulan el uso del producto. Si el modelo no tiene las características de desempeño deseadas, los ingenieros realizan cambios en el diseño para cerrar la brecha y se repite el ciclo diseñar – construir – probar. La conclusión de la fase de ingeniería detallada en el desarrollo del producto es la señal de aprobación o sing – off de ingeniería, que significa que el diseño final cumple con los requerimientos.

En este momento, la empresa por lo general pasa a una fase de fabricación piloto, durante la cual los componentes individuales, construidos y probados en equipos de producción, se ensamblan y prueban como un sistema en la fábrica. Durante la producción piloto, se fabrican unidades del producto y se pone a prueba la capacidad de realizar el proceso de manufactura nuevo o modificado a una tasa comercial. En esta etapa todas las herramientas y los equipos deben estar en su lugar y todos los proveedores de componentes deben estar listos para la producción en volumen. Éste es el punto en el desarrollo en el que el sistema total –diseño,



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ingeniería detallada, herramientas y equipo, componentes, secuencias de esamble, supervisores de producción, operadores y técnicos – se une.

La fase final del desarrollo es el lanzamiento. El proceso se ha refinado y se han eliminado los defectos, pero todavía tiene que operar en un nivel sostenido de producción. En la fase de lanzamiento, la producción empieza a un nivel de volumen relativamente bajo; a medida que la organización adquiere confianza en sus capacidades (y en las de sus proveedores) para ejecutar consistentemente la producción y en las habilidades de mercadeo para vender el producto, el volumen aumenta.

Por lo general, un proyecto de desarrollo individual no se realiza aisladamente. Interactúa con otros proyectos y debe ajustarse a la organización operacional para ser efectivo. Los proyectos pueden compartir componentes cruciales y utilizar los mismos grupos de soporte. Adicionalmente, es posible que los nuevos productos requieran compatibilidad de diseño y función con productos existentes.

Con el fin de acelerar el proceso de desarrollo de productos, muchas empresan han comenzado a utilizar métodos de ingeniería concurrente, o concurrent engineering, para organizar el proyecto. En vez de un método serial sencillo en el que se procede de una fase a otra, la ingeniería concurrente hace énfasis en la integración interfuncional y el desarrollo concurrente del producto y sus procesos asociados10.

Siempre es importante tener presente que administración de la producción no es lo mismo que ingeniería de producción, pesa a que hay áreas considerables de interés mutuo. En términos generales, el ingeniero de producción se encarga de diseñar el equipo físico, en tanto que el gerente de producción se ocupa de organizar el uso del equipo y de los demás recursos, por ejemplo, material y dinero. Igualmente importante es darse cuenta que los conocimientos técnicos, de cualquier especialidad, no son un requisito necesario en un gerente de producción.

La ingeniería de procesos, según se ha explicado antes, se refiere a las actividades de planeación táctica que ocurren regularmente en la manufactura. La selección de procesos, por el contrario, se refiere a la decisión estratégica de seleccionar qué tipo de procesos de producción se deben tener en la planta. Por ejemplo, en el caso del impulsor de un motor, si el volumen de producción es muy bajo es posible que se tenga que colocar a un empleado ante una mesa de trabajo para que produzca una pequeña serie de estos ensambles. Por el contrario, si el volumen de producción es muy alto, lo mejor podría ser organizar una línea de ensamble. Anteriormente se ha dado la explicación de los tipos de proceso, aquí solo se hace una rápida referencia a ello.

En el nivel más básico, los tipos de proceso se clasifican de la siguiente manera:

• Proceso de conversión.- Ejemplos de éstos son convertir el hierro en láminas de acero o convertir todos los ingredientes que figuran en el empaque de una pasta dental en dentífrico.

10 Chase Aquilano Jacobs, Op cite p 85 – 87



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• Procesos de fabricación.- Ejemplos de éstos son darles a las materias primas alguna forma específica (por ejemplo, transformar una lámina de metal en un guardafango o convertir un trozo de oro en una corona dental).

• Procesos de ensamble.- Ejemplos de éstos son ensamblar un guardafango en un automóvil, colocar tubos de dentífrico en una caja o fijar una corona en el diente de alguien.

• Procesos de prueba.- Éste no es, estrictamente, un proceso fundamental, pero se menciona mucho como una de las principales actividades individuales.

Anteriormente se ha visto la estructura de flujo de proceso, esto es, la manera en que una fábrica organiza el flujo de material mediante una o más de las tecnologías de procesos arriba mencionadas; estas grandes estructuras de flujo de procesos son: Taller de trabajo, lotes, línea de ensamble y flujo continuo.

La selección de la estructura de flujo, salvo en lo que respecta a las estructuras de flujo continuo, por lo general depende de los requerimientos de volumen para cada producto.

La relación entre estructuras de proceso y requerimientos de volumen se suele describir en una matriz de proceso de productos, figura once. La manera de interpretar esta matriz es que, a medida que el volumen aumenta y la línea de producto (la dimensión horizontal) se estrecha, los flujos de equipos especializados y materiales estandarizados (dimensión vertical) se vuelven económicamente factibles. Como esta evolución en la estructura de proceso muchas veces se relaciona con la etapa de ciclo de vida del producto (introducción, crecimiento y madurez), resulta muy útil para vincular las estrategias de mercado y manufactura.

Las industrias que se mencionan en la matriz se presentan como tipos ideales que han encontrado su nicho estructural. (Se incluyen sistemas de servicios alimenticios a manera de ejemplo, para entender las dimensiones). Sin embargo, es posible que un miembro de una industria escoja otra posición en la matriz.

Una de las cuestiones esenciales en la estrategia de manufactura actual es buscar los beneficios de flexibilidad que se encuentran en la etapa I de las estructuras de taller de trabajo, junto con las ventajas de costo que ofrecen la línea de ensamble o incluso las estructuras de flujo continuo de las etapas III y IV. Sin embargo, en la actualidad esto sólo es factible cuando un sistema de producción está completamente controlado por computador, utilizando la tecnología de sistemas de manufactura flexible, o flexible manufacturing system (FMS).

El nuevo término fabrica virtual tiene que ver con actividades de manufactura que no se realizan en una planta central sino más bien en locaciones múltiples, a cargo de proveedores y firmas asociadas como parte de una alianza estratégica. El papel en manufactura para un fabricante de autos, por ejemplo, pasará de sólo monitorear las actividades en una planta central a desarrollar la gerencia en la integración de todos los pasos del proceso, independientemente del lugar en donde se efectúa la producción física. Las implicaciones que esto tiene en la planeación del proceso son enormes: el fabricante tiene que entender perfectamente las capacidades



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manufactureras de todas las partes en la red de producción y tiene que realizar una excelente labor en la difícil tarea de coordinar.

Fig. 11. Matriz de proceso de producto (adaptado)

Escoger los equipos específicos viene después de la selección del tipo general de estructura de proceso. La tabla uno siguiente, muestra algunos factores clave que se deben tener en cuenta en la decisión de selección. Las empresas pueden tener tanto equipos para fines generales como equipos para fines especiales. Por ejemplo, un taller mecánico tendría tornos y presas taladradoras (fines generales) y podría tener máquinas de transferencia (fines especiales). Una compañía de productos electrónicos puede tener un módulo de prueba de función única para realizar sólo una prueba a la vez (fines generales) y una máquina de prueba multifuncional para realizar varias pruebas al mismo tiempo (fines especiales). Sin embargo, a medida que evoluciona la tecnología con base en computadores, la distinción entre fines generales y fines especiales se irá desdibujando, pues un equipo para fines generales tiene la capacidad para producir con idéntica eficiencia a la de muchos equipos para fines especiales.



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Tabla 1. Principales variables en la decisión de selección de equipo

Variable de decisión Factores por considerar

Inversión inicial Precio

Fabricante

Disponibilidad de modelos usados

Requerimientos de espacio

Necesidades de equipo alimentador/de soporte

Tasa de producción Capacidad actual versus capacidad nominal

Calidad de producción Consistencia en el cumplimiento de las especificaciones

Tasa de desperdicio

Requerimientos operacionales Facilidad de uso

Seguridad

Impacto de factores humanos

Requerimientos de mano de obra Relación directo/indirecto

Habilidades y capacitación

Flexibilidad Equipos para fines generales versus equipo para fines especiales

Herramientas especiales

Requerimientos de instalación Complejidad

Velocidad de cambio de herramientas

Mantenimiento Complejidad

Frecuencia

Disponibilidad de piezas

Obsolescencia Estado del arte

Modificación para uso en otras situaciones

Inventario dentro del proceso Sincronización y necesidad de existencias reguladoras

Impactos en el sistema Relación con sistemas existentes o planeados

Actividades de control

Ajuste a estrategias de manufactura

Un método estándar en la selección entre procesos o equipos alternativos es el análisis de equilibrio. Un diagrama de equilibrio presenta visualmente utilidades y pérdidas alternativas según



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$200 $80000 $7580000Demanda (punto B) 640 unidades125

demanda demanda× = + ×

= =

la cantidad de unidades producidas o vendidas. La opción obviamente depende de la demanda esperada. El método es sobre todo apto cuando los procesos o equipos implican una inversión inicial cuantiosa y un costo fijo, y cuando los costos variables son razonablemente proporcionales a la cantidad de unidades producidas. Por ejemplo, supóngase que un fabricante identificó las siguientes opciones para obtener una pieza maquinada: puede comprar la pieza en $ 200 la unidad (incluidos los materiales), puede fabricar la pieza en un torno semiautomático numéricamente controlado a $ 75 por unidad (incluidos los materiales) o puede fabricar la pieza en un centro de mecanizado a $ 15 por unidad (incluidos los materiales). Si el artículo se compra, el costo fijo es insignificante; un torno semiautomático cuesta $ 80 000, y un centro de mecanizado cuesta $ 200 000.

El total para cada opción es:

El hecho de que se busque la solución a este problema minimizando costos o elevando al máximo las utilidades en realidad no importa, siempre y cuando las relaciones sigan siendo lineales; es decir, que los costos e ingresos de las variables sean iguales para cada unidad incremental. La gráfica de la figura doce muestra los puntos de equilibrio para cada proceso. Si se espera que la demanda sea superior a las 2 000 unidades (punto A), el centro de mecanizado es la mejor opción, pues redundaría en el costo total más bajo. Si la demanda se sitúa entre 640 (punto B) y 2 000 unidades, el torno NC es la alternativa más barata. Si la demanda es inferior a 640 (entre 0 y punto B) unidades, la opción más económica es comprar el producto.

El cálculo del punto de equilibrio en A es:

El cálculo del punto de equilibrio en B es:

Considérese el efecto del ingreso, asumiendo que la pieza se vende a $ 300 la unidad. Como muestra el diagrama de la figura doce, la utilidad (o pérdida) es la distancia entre la línea de ingresos y el costo del proceso alternativo. Por ejemplo, en 1 000 unidades, la utilidad máxima es

Costo de compra $200Costo de producción con torno $80000 $75Costo de producción con centro de mecanizado $2000

demandademanda

= ×= + ×= 00 $15 demanda+ ×

$80000 $75 $200000 $15120000Demanda (punto A) 2000 unidades

60

demanda demanda+ × = + ×

=



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la diferencia entre el ingreso de $ 300 000 (punto C) y el costo de $ 160 000 (punto D) del torno semiautomático. Para esta cantidad, el torno semiautomático es la alternativa disponible más barata. Las opciones óptimas para minimizar el costo y elevar las utilidades al máximo son los segmentos más bajos de la líneas: origen a B, a A, y al lado derecho de la grafica en la figura doce.

Fig. 12. Diagrama del punto de equilibrio de procesos alternativos

El diseño de flujo de proceso se concentra en los procesos específicos que siguen las materias primas, los componentes y los subensambles a medida que pasan por la planta. Las herramientas gerenciales de producción que más se utilizan en la planeación del flujo del proceso son los dibujos de ensamble, los diagramas de ensamble, las hojas de ruta y los diagramas de flujo del proceso. Cada una de ellas es una herramienta de diagnóstico útil y se puede emplear para mejorar las operaciones durante el estado estable del sistema productivo. De hecho, el primer paso estándar para analizar cualquier sistema de producción es trazar los flujos y las operaciones mediante una o más de estas técnicas. Éstos son los diagramas organizacionales del sistema de manufactura.

Un dibujo de ensamble es simplemente una vista ampliada del producto, en donde aparecen sus partes componentes. Un diagrama de ensamble utiliza la información que aparece en el dibujo de ensamble y define (entre otras cosas), cómo se integran las partes, su orden de ensamble y con frecuencia el patrón global del flujo de materiales (también denominado diagrama Goznito, según reza la leyenda, por el matemático italiano Zepartzat Goznito). Como su nombre lo



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indica, una hoja de operaciones y ruto especifica la ruta de operaciones y procesos para una parte en particular. Suministra información como el tipo de equipo, herramienta y operaciones que se necesitan para completar la parte.

Un diagrama de flujo de proceso, como ya se expreso anteriormente, utiliza símbolos de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) para indicar lo que le sucede al producto a medida que avanza por la línea de producción.

Una planeación detallada de un proceso exige determinar los pasos del proceso en sí; anteriormente se introdujo el término proceso, que se puede describir como una serie de tareas que transforman insumos en resultados útiles. Una proceso suele constar de (1) una serie de tareas, (2) un flujo de materiales e información que conecta la serie de tareas, y (3) almacenamiento de materiales e información.

1. Tarea: Cada tarea en un proceso logra, hasta cierto punto, la transformación de un insumo en el resultado o producto deseado.

2. Flujo: En un proceso, consiste en el flujo de materiales y en flujo de información. El flujo de materiales implica la transferencia de un producto de una tarea a la siguiente. El flujo de información ayuda a determinar qué tanta de la transformación se realizó en la tarea anterior y exactamente qué queda por completar en la tarea actual.

3. Almacenamiento: Cuando no se está realizando ninguna tarea ni se está transfiriendo ninguna parte, la parte se tiene que almacenar. Los bienes almacenados, que aguardan para ser procesados en la siguiente tarea, muchas veces se conocen como inventario en proceso.

El empacado es un aspecto importante en la producción y el manejo de materiales en conjunto requiere aportación del personal de ingeniería, producción, artes gráficas y publicidad. Las especificaciones para el paquete de producto depende mucho del diseño de producto, y cualquier cambio en el diseño puede causar un cambio significativo en los requerimientos del paquete. Por ello es esencial tomar en consideración el empacado en las fases de diseño, producción y manejo de materiales del artículo.

El empaque sirve principalmente para proteger un producto del daño causado por el manejo o la exposición a las condiciones del ambiente que abarcan calor, humedad, luz e incluso interferencia electrónica y radiación; permite que la empresa manufacturera tenga flexibilidad para ubicar sus instalaciones en un lugar más adecuado en términos de factores orientados a la producción, como mano de obra, materias primas y servicios, sin la preocupación de si el producto terminado puede entregarse de manera segura a los clientes. De la misma manera, el tipo de empaque contribuye a la formación de la carga unitaria, lo cual es necesario en la selección y utilización del tipo de equipo de manejo de material.

Hay tres categorías importantes en el empacado; para el consumidor, industrial y militar. El empacado para el consumidor, que puede subdividirse en minorista e institucional, se caracteriza por pequeñas unidades de productos manejadas en grandes cantidades. Cuando el empacado es



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para propósitos minoristas, el debe hacer hincapié en su apariencia. Para su uso en instituciones, la protección, el costo y la conveniencia son mucho más importantes que la apariencia. Es muy común que las unidades de gran tamaño de un producto indiquen empacado industrial. Éste se hace siguiendo especificaciones del gobierno.

Los aspectos importantes de un empaque comprenden su estructura, atractivo estético, estilo, capacidad de transmitir información al usuario y apego a las especificaciones de ley. La elaboración de un empaque sigue pasos semejantes a los del diseño del producto. Primero, el diseñador debe dete4rminar si el empacado es para uso industrial o minorista para hacerse una idea del tamaño y peso apropiados de un paquete sencillo. Luego, el tamaño de la tarima para embarques y lo alto que las tarimas puedan apilarse sin daño decidirá la carga.

El personal de empacado tiene que estar muy familiarizado con el producto para crear un empaque. Esto abarca sus especificaciones físicas, cómo se va a usar y los detalles de su información promocional. También tiene que observar altas normas éticas no recurriendo a etiquetado engañoso y deben prestar atención a las necesidades del consumidor, las cuales pueden identificarse por medio de la investigación de marcado.

El tipo de material que se use para empacar lo controla la protección que necesita el producto, el cual a su vez depende de factores como la sensibilidad del artículo (los instrumentos electrónicos son muy sensibles, mientras que los refrigeradores y electrodomésticos son moderadamente resistentes), su peso, el método de embarque y manejo, la vida en estante deseada del material y si éste, empacado, se va a almacenar en interiores o a la intemperie. Hay diferentes materiales a utilizar según la protección que se desee; por ejemplo, protección contra rotura, humedad o calor.

Al diseñar el empaque individual, podría utilizarse un diseño previo que satisfaga todas las necesidades del empaque, o bien se lo podría diseñar enteramente desde cero si no pudiera hacerse modificación conveniente alguna a ese diseño anterior. En cualquier caso, deben considerarse el atractivo para el cliente, el presupuesto de empacado de la empresa, la información apropiada de etiquetado del producto y el número universal de código del mismo.

Cuando el empaque ya está puesto en uso, deben tenerse en cuenta varios aspectos de producción. El ritmo de manufactura del producto tiene que ser el ritmo mínimo de empaque. En consecuencia, debe evaluarse el procedimiento para determinar el número de máquinas y personal que sería necesario para lograr este equilibrio11.

1.3.2. Dibujos La solución final (diseño) del producto debe tener un grado suficiente de detalle y un juego completo de dibujos de trabajo (o modelos) que pueden formar la base legal para que un contratista externo concurse por el trabajo, si así se desea.

11 Dileep R. Sule; Op Cite p 365 – 367.



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Estos dibujos deben incluir uno de ensamblaje, varios de detalle, una relación de materiales o lista de piezas, y tal vez un dibujo especial de relación de partes.

El dibujo de ensamblaje es necesario para mostrar cómo se arman o encajan finalmente las diversas piezas del producto terminado y para revelar, hasta donde sea práctico, cómo podría funcionar este producto. Por lo común, sólo las dimensiones de extensión total y las necesarias para el ensamblaje se dan en los dibujos, los cuales pueden asumir muchas formas diferentes. Por ejemplo, pueden constar de uno o más de los siguientes dibujos de acuerdo a la claridad y economía que desee el diseñador:

• Vistas seccionales ortogonales (cortes)

• Ilustraciones axonométricas u oblicuas.

• Dibujos de perspectiva (bosquejos artísticos)

• Vistas axonométricas de relación de partes y bosquejos de perspectiva

Los dibujos de detalle, son inevitablemente proyecciones ortogonales de cada pieza (parte) individual del producto y proporcionan una descripción detallada de la forma y tamaño (dimensiones) de la pieza terminada. No es necesario hacer dibujos detallados de piezas estándar, como tuercas, pernos y teclas, pero estas piezas sí se muestran en el dibujo de ensamblaje y se incluyen en la relación de materiales o lista de piezas.

Las especificaciones de cada pieza (además de la forma y tamaño como se muestran en el dibujo de detalle) se dan en la relación de materiales, descrita en el apartado siguiente, o en la lista de piezas, la cual suele incluirse en la carátula del dibujo de ensamble. (Se permiten excepciones cuando con ello se realza la claridad, y las normas o estándares internos podrían variar de una empresa a otra). La lista de piezas comprende la siguiente información por cada pieza requerida para el ensamblaje final: número de piezas, nombre de pieza, cantidad requerida para el armado final, material y a veces el tamaño de la existencia de la materia prima, número de dibujo de detalle, peso, y cualquiera otros detalles pertinentes. Se deja también espacio al lado de cada pieza para cualquier comentario, como el tratamiento térmico.

1.3.2.1. Relación de materiales Una relación de materiales muestra la lista de éstos y de las piezas que se requieren directamente para hacer un ensamblaje completo. Como mínimo debe indicar el número (o número de dibujo) de cada pieza, su descripción, la cantidad necesaria para el armado, y si la parte se va a hacer dentro de la planta o a adquirir de un proveedor. La lista puede abarcar información adicional, como la descripción del material, el peso y el precio unitario. El nombre y número de la pieza o el número del modelo del ensamble se muestran asimismo en la parte superior de la lista. Como una relación de material debe enlistar sólo las partes y subensambles que entran directamente en ese ensamble, se requiere una relación de materiales aparte por cada ensamble, y además por cada subensamble que sea parte del ensamble, y así sucesivamente.

1.3.2.2. Dibujos adicionales



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Además de los dibujos de ensamblaje y de detalle puede haber otros dibujos auxiliares que incluyan necesidades especiales del usuario. En el caso de una máquina, estos dibujos podrían ser, por ejemplo, los planos para la base en que se aloje la máquina, los diagramas de lubricación para su uso en el programa de mantenimiento preventivo, y los diagramas de cableado que muestren los conectores eléctricos.

El siguiente paso es trazar hojas de ruta, una por cada pieza que se va a producir en la planta. Estas hojas muestran, paso a paso, cómo se va a hacer la pieza, qué máquinas se van a usar, qué operaciones se llevarán a cabo, y las asignaciones de tiempo estándar12. Este tema se verá detalladamente en el capítulo tres de estos apuntes.

Fig. 13. Dibujo de ensamblado13

1.4. La productividad y el nivel de vida de la población, análisis de productividad, fórmulas para aumentar la productividad. Productividad parcial, productividad total.

La productividad es una medida corriente de qué tan bien está utilizado sus recursos (o factores de producción) un país, una industria o una unidad empresarial. En otras palabras, la productividad es el valor de los productos (bienes y servicios), dividido entre el valor de los recursos (salarios, costos de equipos, etcétera) que se han usado como insumos. En un sentido más amplio, la productividad se define como:

12 Dileep R. Sule; Op Cite p 38 – 42. 13 Chase Aquilano Jacobs, Op cite p 94.



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Es posible realizar muchas mediciones de la productividad, pero todas son simples aproximaciones.

Para aumentar la productividad se debe aumentar la relación entre producción e insumos lo más que se pueda en términos prácticos.

La productividad es una medida relativa. En otras palabras para ser significativa, tiene que compararse con algo más. Por ejemplo, ¿qué se aprende al decir que se manejo un restaurante cuya productividad la semana pasada fue de 8,4 clientes por hora de trabajo? ¡nada!.

La comparación de la productividad puede hacerse de dos maneras. Por un lado, una compañía puede compararse a sí misma con empresas similares en la industria, o puede utilizar datos de la industria cuando éstos existen (por ejemplo, comparar la productividad entre diferentes almacenes de una franquicia).

Otro método consiste en medir la productividad a lo largo del tiempo en la misma operación. En este caso, se compararían la productividad en un periodo con la productividad en un siguiente periodo. Como se muestra a continuación:

Medición parcial

Medición multifactorial

Medición total

La productividad se puede expresar a manera de mediciones parciales, mediciones multifactoriales o mediciones totales, como se expresó arriba. Si interesa la relación existente entre la producción y solamente un insumo, se tiene una medición parcial de productividad. Si se quiere determinar la relación entre la producción y un grupo de insumos (pero no todos los insumos), resulta una medición multifactorial de la productividad. Si el deseo es expresar la relación entre toda la producción y todos los insumos, se tiene una medición de factor total de la productividad que se puede utilizar para describir la productividad de una organización en su totalidad, o incluso de una nación14.

14 Chase Aquilano Jacobs, Op cite p 38 – 39.

InsumosProduccióndadProductivi =

EnergíaProducción o

MaterialesProducción o

CapitalProducción o

obra de ManoProducción

Materiales Capital obra de ManoProducción o

Energía Capital obra de ManoProducción

++++

utilizados recursos los Todos

producidos serviciosy Bienes o

InsumosProducción



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A nivel nacional, la productividad suele medirse como el valor en pesos de la producción por unidad de trabajo. Esta medida depende de la calidad de los productos y servicios generados en un país, y la eficiencia con la cual sean producidos. La productividad es el principal determinante del nivel de vida de una nación. Si el valor de la producción por hora trabajo se eleva, la nación se beneficia con niveles generales de ingresos más altos, porque la productividad de los recursos humanos determina los salarios de los empleados. Inversamente, el retraso o descenso de la productividad rebaja el nivel de vida. Los aumentos de salarios o precios que no van acompañados de productividad conducen a presiones inflacionarias, no a incrementos reales del nivel de vida.

El crecimiento de la productividad es una preocupación constante en todos los países, si el incremento de la productividad se estanca, lo mismo pasará con el nivel de vida general.

Las empresas de hoy admiten que, para prosperar, deben visualizar en términos mundiales a sus clientes, proveedores y competidores, así como la localización de sus instalaciones. La mayoría de los productos actuales es un conjunto de materiales y servicios provenientes de todo el mundo. La intensa competencia mundial afecta a las industrias en todas partes.

Es así que la administración de operaciones juega un papel importante ante un mundo más competitivo.

Otra de las tendencias de la administración de operaciones ha sido un creciente énfasis en competir sobre la base de calidad, tiempo y ventaja tecnológica. Parte del éxito de los competidores extranjeros se ha debido a su capacidad para proveer productos y servicios de alta calidad a precios razonables.

Los desafíos para las empresas siempre se están transformando; esto se basa en lograr la relación interfuncional. Se pueden aplicar varios métodos para lograr la coordinación interfuncional. Cada organización debe seleccionar alguna mezcla de dichos métodos para conseguir que todas sus funciones avancen en la misma dirección15.

En el capítulo siete de este trabajo se profundizará sobre este tema.

15 Krajewski, Lee J., Ritzman, Larry P.; Administración de operaciones. Estrategia y análisis, 5ta. edición, trad. Ángel Carlos González Ruiz, Ed. Pearson Educación, 2000, México, pp. 10, 11, 13, 14, 17.

capítulo 1 introducción

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