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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS SEMINARIO DE TITULACIÓN ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS FNS5062005/11/2007 “PROPUESTA PARA OPTIMIZAR EL PROCESO DE ENVASADO EN UNA PLANTA PURIFICADORA DE AGUA PARA EL CONSUMO HUMANO” T E S I N A QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO MECÁNICO PRESENTAN ELIZABETH GUTIERREZ MANCILLA LUIS ALBERTO GONZALEZ ROCHA INGENIERO INDUSTRIAL PRESENTA SANDRA SUSANA SANCHEZ LOPEZ A S E S O R E S M. EN C. CESAR PLACIDO MORA COVARRUBIAS ING. CARLOS GUILLERMO GARCÍA SPINOLA L.A.E. DALILA VIVIANA HERNANDEZ VASCO MÉXICO D.F. NOVIEMBRE 2007 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS T E S I N A QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO MECÁNICO INGENIERO INDUSTRIAL PRESENTAN: PRESENTA: ELIZABETH GUTIERREZ MANCILLA SANDRA SUSANA SANCHEZ LOPEZ LUIS ALBERTO GONZALEZ ROCHA SEMINARIO DE TITULACIÓN ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS FNS5062005/11/2007 “PROPUESTA PARA OPTIMIZAR EL PROCESO DE ENVASADO EN UNA PLANTA PURIFICADORA DE AGUA PARA EL CONSUMO HUMANO” C A P I T U L A D O 1. MARCO DE REFERENCIA 2. ESTUDIO DE MERCADO 3. PLANEACION 4. EJECUCION Y CONTROL DEL PROYECTO 5. EVALUACION DE RESULTADOS MÉXICO D.F. NOVIEMBRE 2007 A S E S O R E S M. EN C. CESAR PLACIDO ING. CARLOS GUILLERMO MORA COVARRUBIAS GARCÍA SPINOLA DIRECTOR DEL SEMINARIO ASESOR L.A.E. DALILA VIVIANA ING. RAMON AVILA ANAYA HERNANDEZ VASCO JEFE DE LA CARRERA ASESORA DE ING MECANICA Project & Admin ist rat ion SALES AGRADECIMIENTOS A la familia Mendoza por su apoyo, sus atenciones y su amistad incondicional A la familia Cárdenas por facilitarnos la información necesaria para el desarrollo de nuestro proyecto, esperando que este trabajo les brinde una visión más amplia de su empresa. A nuestro padres por lo mas grande del mundo, su amor, porque todos sus esfuerzos se ven reflejados en nuestro desarrollo y por el apoyo que día a día nos brindaron, los amamos por los sabios consejos y porque siempre nos impulsaron a no renunciar o A cada uno de nosotros por nuestra determinación empeño y compromiso para lograr este objetivo que hoy se ve realizado. Project & Admin ist rat ion SALES INDICE RESUMEN……………………………………………………………….……. 1 ABSTRACT……………………………………………………………….…… 1 INTRODUCCIÓN...……………..………………………………………...…… 2 a) Presentación del proyecto o detección de necesidades……... 3 b) Planteamiento del problema...…………………………………... 4 c) Justificación………………………………………………….......... 5 d) Objetivo General………………………………………….………. 5 e) Objetivos específicos……………………………………………... 6 f) Alcance……………………………………………………….…..... 6 g) Metas………………………………………………………….…..... 6 h) Misión………………………………………………………………. 6 CAPITULO 1. MARCO DE REFERENCIA 1.1 Agua potable……………………………………………….…………. 8 1.2 Historia del tratamiento del agua potable…………………………. 8 1.3 Estándar del Proceso de Purificación…………….……………….. 11 1.4 Estudio de Métodos………………………………………………….. 14 1.4.1. Elaboración del Diagrama de Curso de Proceso…………. 16 1.4.2. Utilización del Diagrama de Curso de Proceso…………… 17 1.5 Introducción al Estudio de Tiempos y Movimientos……….…….. 17 1.5.1. Antecedentes…………………………………………….……. 18 1.6 Estudio de Movimientos…………………………………………….. 18 1.6.1. Principios de la economía de movimientos……………….. 24 1.7 Estudio de Tiempos…………………………………………….......... 29 1.7.1. Inicio del estudio de tiempos………………………………… 32 1.7.1.1. Método de regresos a cero…………………....……… 34 1.7.1.2. Método continuo…………………………….…...……. 35 1.7.1.3. Manejo de dificultades……………………………….. 36 1.8 Distribución de Planta……………………………………...……….. 40 Project & Admin ist rat ion SALES 1.8.1. Tipos de distribución…………………………………..……… 41 1.8.2. Guía para la planeación efectiva de la distribución…….…. 44 1.8.3. Planeación Sistemática de la Distribución de la Planta…. 49 1.8.3.1. Fases de la planeación de la distribución……….…… 49 1.8.3.2. Gráfica de relación de actividades……………………. 50 1.8.4. Consideraciones para una distribución……………………. 51 1.9 Normatividad……………………………………………………....….. 52 CAPITULO 2. ESTUDIO DE MERCADO 2.1 Datos generales de la empresa………………………...…………... 54 2.2 Análisis de la demanda…………………………………………....… 57 2.2.1. Análisis de datos de fuentes primarias…………………….. 57 2.2.1.1. Aplicación de encuesta para cuantificar el consumo de garrafones de agua en Amecameca.… 59 2.2.1.2. Análisis de los resultados de las encuestas……….. 64 2.2.1.3. Pronósticos del consumo de agua en garrafón…… 66 CAPITULO 3. PLANEACIÓN DEL PROYECTO 3.1. Estructura de Desglose (WBS Work Breakdown Structure)….…. 71 3.2. Matriz de responsabilidades……………………………………....… 73 3.3. Programa de actividades……………………………………………. 75 CAPITULO 4. EJECUCIÓN Y CONTROL DEL PROYECTO 4.1. Ejecución del Proyecto……………………………………….……… 79 4.1.1. Descripción del proceso de purificación de la planta “De los VOLCANES”………………………………………….………... 79 4.1.2. Proceso de envasado de agua purificada………..………... 80 4.1.3. Diagrama de flujo del proceso actual……………...……….. 86 4.1.4. Situación actual del proceso……………………….….…….. 87 4.1.4.1. Estudio de Métodos…………………………….…...…... 87 4.1.4.2. Estudio de tiempos y movimientos………………...…. 89 Project & Admin ist rat ion SALES 4.1.4.3. Distribución actual de la Planta “LOS VOLCANES” 97 4.1.4.4. Descripción general de las instalaciones………...….. 98 4.1.5. Características del producto…………………..….……….….. 99 4.1.6. Propuesta de Redistribución del proceso………..……....…. 99 4.1.6.1. Método SLP (Systematic Layout Planning)……...…... 100 4.1.6.2. Sistema de Tiempos Predeterminados…………......... 103 4.1.6.2.1. Método de Medición del Tiempo (MTM).......…… 103 4.1.6.2.2. Procedimiento para utilizar el sistema MTM…... 103 4.1.6.2.3. Análisis del proceso mediante el sistema MTM. 107 4.1.6.3. Diagrama de Curso (o flujo) de Proceso propuesto. 112 4.2. Control del proyecto…………………………………….……………. 113 4.2.1 Fases del control……………………………..………………... 113 4.2.2 Actualización del programa de actividades…….…………... 113 CAPITULO 5. EVALUACIÓN DE RESULTADOS…………….…………… 117 CONCLUSIONES……………………………………….………….…………. 124 ANEXO A………………………………………….……………………………. 127 GLOSARIO…………………………………………………………...………… 135 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………….……….. 137 Project & Admin ist rat ion SALES 1 Resumen Este estudio tiene como finalidad la optimización en la producción de una planta purificadora de agua de nombre “De los VOLCANES”, situada en el Estado de México, Municipio de Amecameca. Para la realización de este estudio se llevaron acabo las etapas constitutivas de la Administración (Inicio, Planeación, Ejecución y Control), así como el desarrollo de los métodos, herramientas y técnicas propias de la Ingeniería Industrial para detectar las fortalezas y debilidades que se tienen en la planta purificadora para posteriormente plantear las soluciones y las mejoras en la producción. Abstract This study has the object to optimize a purifying water plant production called “De los VOLCANES”, located in State of México, Municipality of Amecameca. The constitutive stages of Administration have been used to realize this study (Start, Planning, Execution and Control) as the development of methods, tools and principal techniques aspart of Industrial Engineering to detect weakness and strengths of the purifying water plant to later on implement solutions and improvements of production. Project & Admin ist rat ion SALES 2 INTRODUCCIÓN El constante crecimiento de natalidad que ha tenido México al paso de los años, ha sido una de las principales razones que ha ocasionado la escasez de diversos recursos que necesita el hombre para sobrevivir, uno de ellos, consideramos que es el más importante; es el agua ya que este recursos es vital para la sobrevivencia de cualquier ser vivo en el mundo. Existen diversas empresas que se dedican a mejorar la calidad del agua potable para que pueda ser consumida por el ser humano. La microempresa elegida para desarrollar el presente estudio, se dedica a la purificación del agua potable, para que esta pueda ser consumida por el ser humano con la seguridad de no contraer alguna enfermedad. El mercado al que se enfoca la empresa, tiene un área de oportunidad grande, por lo que es necesario que su proceso de producción sea óptimo, permitiéndole una mayor captación de clientes y su conservación, para lo cual se decidió buscar alternativas con la finalidad de aumentar el volumen de producción. El estudio se desarrolla como a continuación se describe: En el primer capítulo se aborda el marco de referencia para realizar el análisis y el plan para mejorar el proceso de producción de envasado de agua purificada, desde la importancia del agua y evolución, el estudio de métodos, de tiempos y movimientos, distribución de planta y la normalización que se aplica para mantener las instalaciones de una planta dedicada al tratado del agua en buenas condiciones. En el segundo capítulo se realizará un estudio de mercado el cual nos dará la pauta para llevar a cabo este estudio, en donde deseamos conocer la cantidad de gente que consume agua envasada y si esta cantidad es proporcionada por la empresa en estudio, si la gente prefiere consumir agua Project & Admin ist rat ion SALES 3 de pequeñas empresas dedicadas a la purificación del agua, cuanto estaría dispuesta a pagar por la misma y también nos ayudará a pronosticar si la empresa necesita aumentar el volumen de producción. En el tercer capítulo se elaborará la planeación del estudio, desarrollando el progreso del mismo, mediante la utilización del desglose de actividades, una matriz de responsabilidades y un programa de ejecución estipulando las fechas de cada una de las fases de nuestra investigación. En el cuarto capítulo se desarrollará la ejecución y el control del estudio en donde, se realizará un diagnóstico del proceso, para lo cual es necesario efectuar un estudio de métodos, uno de tiempos y movimientos y uno de distribución de planta para identificar la problemática, dicho análisis de los resultados arrojará datos necesarios para llevar a cabo una solución, la cual se efectuará en este mismo capítulo realizando una propuesta para mejorar el proceso de envasado de agua purificada, reduciendo los tiempos de producción y mejorando el proceso actual mediante la redistribución de las instalaciones de la empresa. Finalmente con el rediseño del proceso, se obtendrá una reducción del tiempo total, con lo que se considerará una mejora satisfactoria, la cual se espera sea tomada en cuenta por el propietario de la empresa para su posible implementación. a) Presentación del proyecto o detección de necesidades A través de los años diferentes civilizaciones alrededor del mundo han buscado la mejor manera para suministrar agua potable a sus comunidades, debido que ésta es la principal fuente de vida para todos los seres humanos. Project & Admin ist rat ion SALES 4 En antiguas épocas no era necesario almacenar este fluido debido a la poca población existente, por lo cual sólo se utilizaba el agua de ríos, lagos o filtración subterránea como la construcción de pozos. Ahora, en nuestros días, debido al inmenso incremento de la población humana a nivel mundial se han implementado diversas tecnologías para obtener el suficiente fluido para abastecer a todas las comunidades existentes. A causa de la constante disminución en la calidad del agua potable por arrojo de aguas residuales, basura, desechos industriales, entre otros tantos contaminantes, se ha propiciado que no toda el agua dulce pueda ser utilizada para el consumo humano, por consiguiente se ha expandido el mercado de vender agua envasada ya sea para consumo individual, domestico o industrial. En la actualidad existen macroempresas dedicadas a la purificación de agua y distribución de esta para el consumo humano, sin embargo se tienen comunidades no muy urbanizadas donde existen microempresas que se dedican a esto, las cuales necesitan optimizar su proceso aplicando técnicas de Ingeniería Industrial y de Administración para disminuir tiempos muertos y aprovechar mejor sus recursos para incrementar su productividad, trayendo consigo que la empresa sea mas competitiva ante el mercado. b) Planteamiento del problema En el territorio municipal de Amecameca Estado de México, se encuentra una microempresa llamada “De los VOLCANES”, dedicada a la purificación y envasado de agua para el consumo humano, en donde se ha identificado que la empresa tiene perdidas de tiempo entre cada actividad que se realiza debido a que no se tiene una adecuada organización en el proceso de producción, así como la mala distribución de los equipos que integran el proceso. Project & Admin ist rat ion SALES 5 c) Justificación En esta pequeña planta purificadora de agua se identificaron muchas necesidades que se pueden resolver, las cuales se anuncian a continuación: • Tiempos improductivos. • Mala distribución de la planta. • Incumplimiento de las especificaciones sanitarias de acuerdo a las normas vigentes. • Desperdicio de agua potable en el lavado y enjuague del garrafón. • Desperdicio de agua purificada al momento del llenado del garrafón. • Entre otras. Siendo la gran cantidad de los tiempos improductivos y la mala distribución de la planta el mayor problema detectado, nos enfocaremos a la eliminación o minimización de estos tiempos, a la redistribución del proceso de producción y a la mejora de los métodos de trabajo para que la microempresa crezca y posteriormente mejore sus técnicas de proceso. d) Objetivo General Al finalizar este estudio, se elaborara una propuesta para optimizar el proceso de envasado de agua purificada en la empresa “De los VOLCANES”, con la finalidad de aumentar la producción y cubrir la demanda que actualmente se tiene en el municipio de Amecameca. Project & Admin ist rat ion SALES 6 e) Objetivos específicos Redistribuir la planta de purificación de agua y realizar un estudio de métodos, de tiempos y movimientos del proceso para que la microempresa aumente y tenga un crecimiento sostenible en su producción. f) Alcance Debido al constante crecimiento de la microempresa se tendrá un incremento en la producción la cual satisfacerá la demanda actual, previendo además que dentro de 3 años la producción se aumente por la demanda que se tendrá. g) Metas Se estima que dentro del periodo 2008-2010 la microempresa obtenga un aumento del 20% en su producción neta, en base a los métodos propuestos. h) Misión Implementar métodos basados en la Administración de Proyectos e Ingeniería Industrial para el continuo crecimiento de la planta, con calidad, seguridad, respeto al ambiente, a su entorno social y promoviendo el desarrollo integral del personal de esta. Project & Admin ist rat ion SALES 7 CCAAPPÍÍTTUULLOO 11 MMAARRCCOO DDEE RREEFFEERREENNCCIIAA Project & Admin ist rat ion SALES 8CAPITULO 1. MARCO DE REFERENCIA 1.1 Agua potable El Agua es el componente más abundante e importante de nuestro planeta, gracias al cual el ser humano ha podido sobrevivir y ha sido capaz de preservar la vida. Solo el 3% del agua de nuestro planeta es agua dulce, del cual el 2,997% resulta de muy difícil acceso para el consumo, ya que se sitúa en los casquetes polares y en los glaciares. Por lo que solo el 0,003% del volumen total del agua de nuestro planeta es accesible para el consumo humano. La sexta parte de la humanidad vive en zonas de clima seco y cálido, en el llamado Tercer Mundo, el 55% de la población rural y el 40% de la urbana carecen de acceso adecuado a fuentes de agua potable. 1.2 Historia del tratamiento del agua potable Los seres humanos han almacenado y distribuido el agua durante siglos. En la época en que el hombre era cazador y recolector, el agua utilizada para beber era agua del río. Cuando se producían asentamientos humanos de manera continua estos se situaban cerca de lagos y ríos, por lo que fue disminuyendo el abastecimiento de estos. Las personas empezaron a aprovechar los recursos de agua subterránea que se extrae mediante la construcción de pozos. Cuando la población humana comienza a crecer de manera extensiva, y al no existir suficientes recursos disponibles de agua, se requirió buscar otras fuentes diferentes de agua dulce. Hace aproximadamente 7000 años en Jericó (Israel), el agua almacenada en los pozos se utilizaba como fuente de recursos de agua, además se empezó Project & Admin ist rat ion SALES 9 a desarrollar los sistemas de transporte y distribución del agua. Este transporte se realizaba mediante canales sencillos, excavados en la arena o las rocas y más tarde se comenzarían a utilizar tubos huecos. Por ejemplo en Egipto utilizaron árboles huecos de palmera mientras en China y Japón utilizaban troncos de bambú y mas tarde, se comenzó a utilizar la cerámica, madera y metal. En Persia la gente buscaba recursos subterráneos. Alrededor del año 3000 a.C., la ciudad de Mohenjo-Daro (Pakistán), Fig. 1 utilizaba instalaciones rusticas ya que necesitaba un suministro de agua muy grande. En esta ciudad existían servicios de baño público, instalaciones de agua caliente y baños. En la antigua Grecia el agua de escorrentía, agua de pozos y agua de lluvia eran utilizadas en épocas muy tempranas. Debido al crecimiento de la población, se vieron obligados a almacenarla y distribuirla (mediante la construcción de una red de distribución). El agua utilizada se retiraba mediante sistemas de aguas residuales, a la vez que el agua de lluvia. Los griegos fueron de los primeros en tener interés en la calidad del agua. Ellos utilizaban embalses de aireación para la purificación del agua. Fig. 1: Residencia para el baño en Mohenjo-Daro, Pakistán Los romanos fueron los mayores arquitectos en construcciones de redes de distribución de agua que ha existido a lo largo de la historia. Ellos utilizaban recursos de agua subterránea, ríos y agua de escorrentía para su Project & Admin ist rat ion SALES 10 aprovisionamiento. Los romanos construyeron presas para el almacenamiento y retención artificial del agua Fig. 2. El sistema de tratamiento por aireación se utilizaba como método de purificación. El agua de mejor calidad y por lo tanto más popular era el agua proveniente de las montañas. Los acueductos fueron los sistemas utilizados para el transporte del agua. A través de los acueductos el agua fluye por miles de kilómetros. Fig. 2: Acueducto Romano Después de la caída del imperio Romano, los acueductos se dejaron de utilizar. Desde el año 500 al 1500 d.C. hubo poco desarrollo en relación con los sistemas de tratamiento del agua. Durante la edad media se manifestaron gran cantidad de problemas de higiene en el agua y los sistemas de distribución de plomo, porque los residuos y excrementos se vertían directamente a las aguas. La gente que bebía estas aguas enfermaba y moría. Para evitarlo, se utilizaba agua existente fuera de las ciudades no afectada por la contaminación. Esta agua se llevaba a la ciudad mediante los llamados portadores. El primer sistema de suministro de agua potable a una ciudad completa fue construido en Paisley, Escocia, alrededor del año 1804 por John Gibb. Tres años después, se comenzó a transportar agua filtrada a la ciudad de Glasgow. Project & Admin ist rat ion SALES 11 En 1806 en Paris empezó a funcionar la mayor planta de tratamiento de agua. Consistía en sedimentar el agua durante 12 horas antes de su filtración. Los filtros eran de arena, carbón y su capacidad de seis horas. En 1827 el inglés James Simplón construyó un filtro de arena para la purificación del agua potable. Hoy en día todavía se considera el primer sistema efectivo utilizado con fines de salud pública. 1.3 Estándar del Proceso de Purificación En seguida se muestra las etapas del proceso de purificación del agua. Fig. 3 Fig. 3 Estándar del Proceso de Purificación LLLLEENNAADDOORREESS DDEE GGAARRRRAAFFOONNEESS DDEE AAGGUUAA PPUURRIIFFIICCAADDAA LAVADO INTERIOR DE GARRAFÓN LAVADO EXTERIOR DE GARRAFÓN FILTRO PULIDOR EQUIPO HIDRONEUMATICO AGUA PURIFICADA OSMOSIS INVERSA SUAVIZADOR FILTRO DE CARBÓN ACTIVADO FILTRO DE SEDIMENTOS EQUIPO HIDRONEUMÁTICO AGUA POTABLE ESTERILIZADOR U.V. INICIO FINAL Project & Admin ist rat ion SALES 12 • Recepción de agua potable Se recibe el agua potable, suministrada por la red municipal, que llega con una elevada carga mineral, lo cual justifica su purificación para el consumo humano. Esta agua se capta en tanques de polietileno, los cuales se lavan y desinfectan periódicamente. • Bombeo a los equipos de filtración El agua se suministra a los equipos de filtración mediante una bomba sumergible, la cual es muy silenciosa y proporciona el caudal y la presión necesarios para llevar a cabo eficientemente la filtración. • Filtro de sedimentos Este filtro detiene las impurezas grandes (sólidos hasta 30 micras) que trae el agua al momento de pasar por las camas de arena. Este filtro se regenera periódicamente; retrolavandose a presión, para desalojar las impurezas retenidas. • Filtro de carbón activado El agua se conduce por columnas con carbón activado. Este carbón activado elimina eficientemente el cloro, sabores y olores característicos del agua de pozo, además de una gran variedad de contaminantes químicos orgánicos, tales como: pesticidas, herbicidas, metilato de mercurio e hidrocarburos clorinados. • Suavizador Este filtro remueve del agua, minerales disueltos en la forma de Calcio, Hierro y Magnesio. La remoción de estos minerales se logra por medio de un proceso de intercambio iónico al pasar el agua a través del tanque de resina. El suavizador disminuye las sales disueltas antes de pasar al equipo de osmosis inversa. Project & Admin ist rat ion SALES 13 • Sistema de osmosis inversa La osmosis inversa separa los componentes orgánicos e inorgánicos del agua por el uso de presión ejercida en una membrana semipermeable mayor que la presión osmótica de la solución. La presión fuerza al agua pura a través de la membrana semipermeable, dejando atrás los sólidos disueltos. El resultado es un flujo de agua pura, esencialmente libre de minerales, coloides, partículas de materia y bacterias. • Captación de agua purificada El agua ya purificada se almacena en otro tanque de polietileno. • Bombeo final El agua purificada se bombea mediante un equipo hidroneumático a la lámpara de luz ultravioleta, luego al filtro pulidor y finalmente a los llenadores. • Esterilizador de luz ultravioleta Funciona como germicida, anula la vida de las bacterias, gérmenes, virus,algas y esporas que vienen en el agua. Los microorganismos no pueden proliferarse ya que mueren al contacto con la luz. • Filtro pulidor La función de este filtro es de detener las impurezas pequeñas (sólidos hasta 5 micras). Los pulidores son fabricados en polipropileno grado alimenticio (FDA). Después de este paso se puede tener un agua brillante, cristalina y realmente purificada. • Lavado exterior De manera muy independiente se realiza el proceso de recepción, y lavado exterior del garrafón, el cual se lleva a cabo por medios mecánicos, jabón biodegradable y agua suavizada. Project & Admin ist rat ion SALES 14 • Lavado interior Después del lavado exterior, el garrafón se lava interiormente mediante una solución sanitizante a presión y se enjuaga mediante agua suavizada a presión. • Llenado Finalmente se llena el garrafón, se coloca una tapadera nueva, se seca y se entrega al cliente. Sin embargo no todas las microempresas dedicadas a la purificación del agua cuentan con todo el equipo necesario de acuerdo a la normatividad estipulada y su proceso tiende a ser menos óptimo como se requiere, por lo tanto, en este proyecto nos enfocaremos al estudio de tiempos, movimientos y distribución de planta, donde a continuación se mencionará en que consiste cada estudio. 1.4 Estudio de Métodos Cuando el análisis de métodos se emplea para diseñar un nuevo centro de trabajo o para mejorar uno ya en operación, es útil presentar en forma clara y lógica la información factual (o de los hechos) relacionada con el proceso. El primer paso para realizar el estudio de métodos es reunir todos los hechos necesarios relacionados con la operación o el proceso. Uno de los instrumentos de trabajo más importante para el ingeniero de métodos es el diagrama de procesos. Se define como diagrama de proceso a una representación grafica relativa a un proceso industrial o administrativo. En el análisis de métodos se usan generalmente ocho tipos de diagramas de proceso, cada uno de los cuales tiene aplicaciones especificas. Ellos son: Project & Admin ist rat ion SALES 15 1. Diagrama de operaciones de proceso. 2. Diagrama de curso (o flujo) de proceso 3. Diagrama de recorrido de actividades. 4. Diagrama de interrelación hombre-maquina 5. Diagrama de proceso para grupo o cuadrilla. 6. Diagrama de proceso para operario 7. Diagrama de viajes de material. 8. Diagrama PERT. En esta investigación utilizaremos el diagrama de flujo de proceso, el cual se explica a continuación. El diagrama de curso (o flujo) de proceso contiene, en general muchos más detalles que el de operaciones. Por lo tanto, no se adapta al caso de considerar en conjunto ensambles complicados. Se aplica sobre todo a un componente de un ensamble o sistema para lograr la mayor economía en la fabricación, o en los procedimientos aplicables a un componente o una sucesión de trabajos en particular. Este diagrama de flujo es especialmente útil para poner de manifiesto costos ocultos como distancias recorridas, retrasos y almacenamientos temporales. Una vez expuestos estos periodos no productivos, el analista puede proceder a su mejoramiento. Además de registrar las operaciones y las inspecciones, el diagrama de flujo de proceso muestra todos los traslados y retrasos de almacenamiento con los que tropieza un artículo en su recorrido por la planta. En la Fig. 4 se muestran los símbolos empleados para el desarrollo del diagrama de curso. Project & Admin ist rat ion SALES 16 Fig. 4 Conjunto estándar de símbolos para diagramas de proceso 1.4.1. Elaboración del diagrama de curso de proceso Es usual encabezar la información identificadora con el “Diagrama de Curso de Proceso”. La información mencionada comprende, por lo general, numero de la pieza, numero de plano, descripción del proceso, método actual o propuesto, fecha y nombre de la persona que elabora el diagrama. En este diagrama se registran todas las operaciones, inspecciones, movimientos, demoras, almacenamientos permanentes y almacenamientos temporales que ocurran durante el procesado de la pieza o en el proceso del producto. Project & Admin ist rat ion SALES 17 1.4.2. Utilización del diagrama de curso de proceso. Este diagrama no es un fin, sino un medio para lograr una meta. Se utiliza como instrumento de análisis para eliminar los costos ocultos de un componente. Una vez que el analista ha elaborado el diagrama de curso, debe empezar a formular las preguntas o cuestiones basadas en las consideraciones de mayor importancia para el análisis de operaciones. En el caso de este diagrama se debe dar especial consideración a: • Manejo de materiales • Distribución de equipo en la planta • Tiempo de retraso • Tiempo de almacenamiento Al analista le interesa principalmente mejorar lo siguiente: • Primero, el tiempo de cada operación, inspección, movimiento, retraso y almacenamiento. • Segundo, la distancia de recorrido cada vez que se transporta el componente. 1.5 Introducción al estudio de tiempos y movimientos El estudio de tiempos y movimientos es una herramienta para la medición de trabajo utilizado con éxito desde finales del Siglo XIX, cuando fue desarrollada por Frederick Winslow Taylor. A través de los años esta herramienta ha ayudado a solucionar multitud de problemas de producción y a reducir costos. Project & Admin ist rat ion SALES 18 1.5.1 Antecedentes Fue en Francia en el siglo XVIII, con los estudios realizados por Perronet acerca de la fabricación de alfileres, cuando se inició el estudio de tiempos en la empresa, pero no fue sino hasta finales del siglo XIX, con las propuestas de Taylor que se difundió y conoció esta técnica, el padre de la administración científica comenzó a estudiar los tiempos a comienzos de la década de los 80's, allí desarrolló el concepto de la "tarea", en el que proponía que la administración se debía encargar de la planeación del trabajo de cada uno de sus empleados y que cada trabajo debía tener un estándar de tiempo basado en el trabajo de un operario muy bien calificado. Después de un tiempo, fue el matrimonio Gilbreth el que, basado en los estudios de Taylor, ampliara este trabajo y desarrollara el estudio de movimientos, dividiendo el trabajo en 17 movimientos fundamentales llamados Therbligs (su apellido al revés). A continuación se explican las principales características por separado del estudio de tiempos y de movimientos. 1.6 Estudio de movimientos El estudio de movimientos es el análisis cuidadoso de los diversos movimientos que efectúa el cuerpo al ejecutar un trabajo. Su objetivo es eliminar o reducir los movimientos ineficientes y facilitar y acelerar los eficientes. Dentro del estudio de movimientos hay que resaltar los movimientos fundamentales, estos movimientos fueron definidos por los esposos Gilbreth y se denominan Therblig's, los cuales se clasifican en 17 movimientos Project & Admin ist rat ion SALES 19 fundamentales de las manos, identificados con un símbolo gráfico, un color y una letra o sigla. Tabla 1 El estudio de movimientos se puede aplicar en dos formas: • El estudio visual de los movimientos y • El estudio de los micromovimientos. El primero se aplica con mayor frecuencia por su mayor simplicidad y menor costo, el segundo sólo resulta factible cuando se analizan labores de mucha actividad cuya duración y repetición son elevadas. Therblig Símbolo adoptado Símbolo en ingles Color Símbolo grafico Buscar B S (search) Negro Seleccionar SE SE (select) Gris Claro Tomar o Asir T G (grasp) Rojo lago Alcanzar AL RE (reach) Verde Olivo Mover M M (move) Verde Sostener SO H (hold) Ocre Dorado Soltar SL RL (release) Carmín Colocaren posición P P (position) Azul Precolocar en Posición PP PP (pre-position) Azul Cielo Project & Admin ist rat ion SALES 20 Therblig Símbolo adoptado Símbolo en ingles Color Símbolo grafico Inspeccionar I I (inspect) Ocre Quemado Ensamblar E A (assemble) Violeta Oscuro # Desensamblar DE DA (disassemble) Violeta Claro Usar U U (use) Púrpura Retraso Inevitable DI UD (unavoidable delay) Amarillo Ocre Retraso Evitable DEv AD (avoidable delay) Amarillo Limón Planear PL PL (plan) Castaño o Café Descansar DES R (rest to overcome fatigue) Naranja Tabla 1. Therbligs A continuación se da una breve descripción sobre en que consiste cada elemento. • Buscar. Es la actividad la cual comienza en el momento que el operario busca con la mirada o con sus manos el objeto a utilizar y esta actividad termina cuando encuentra el objeto. Este es un therblig que debe eliminarse siempre en un proceso. Project & Admin ist rat ion SALES 21 • Seleccionar. Este therblig es realizado cuando se necesita escoger una pieza de entre dos o mas semejantes. Este elemento también es indispensable eliminarlo para tener una mejor distribución en la estación del trabajo • Tomar. Movimiento elemental que hace la mano al cerrar los dedos rodeando una pieza. es un therblig eficiente por lo cual no puede ser eliminado pero puede ser mejorado, inicia cuando los dedos de la mano empiezan a envolver el objeto y termina cuando logra el control de él. • Alcanzar. Corresponde al moviendo de una mano vacía, sin resistencia, hacia un objeto o retirándola de él. Este therblig principia en el instante en que la mano se mueve sin resistencia hacia un objeto y termina cuando el movimiento se detiene al llegar al objeto o sitio. • Mover. Es el movimiento de la mano con carga. Inicia cuando la mano se mueve con carga hacia una ubicación general y termina en el instante en que el movimiento se detiene al llegar al destino. • Sostener. Es la división básica cuando una de las manos soporta o ejerce control sobre un objeto en el mismo momento que esta utilizando la otra mano. Esta división es ineficiente para el ciclo de trabajo por lo cual es recomendable eliminarla. • Soltar. Sucede cuando el operario abandona el control sobre el objeto. Inicia en el momento que los dedos de la mano empiezan a separarse del objeto y termina cuando todos los dedos están completamente separados. Project & Admin ist rat ion SALES 22 • Colocar en posición. Consiste en colocar un objeto de modo que quede orientado propiamente en un sitio en específico. • Precolocar en posición. Consiste en colocar un objeto en un sitio predeterminado, de manera que pueda tomarse y ser llevado a la posición en que ha de ser sostenido cuando se necesite. • Inspeccionar. Es un elemento incluido en la operación para asegurar una calidad aceptable mediante una verificación regular realizada por el trabajador que efectúa la operación. • Ensamblar. Es cuando existen dos piezas embonantes. Comienza cuando las dos piezas se empiezan a tocar y termina cuando se ha finalizado la unión. Es un therblig objetivo que se puede mejorar. • Desensamblar. Ocurre cuando se separan piezas embonantes unidas. • Usar. Tiene lugar cuando una o las dos manos controlan un objeto, durante la parte del ciclo en que se ejecuta el trabajo productivo. • Demora Inevitable. Es una interrupción que el operario no puede evitar en la continuidad del trabajo. Corresponde al tiempo muerto del proceso experimentado por una o ambas manos, según la naturaleza del trabajo. • Demora Evitable. Es todo aquel tiempo muerto que ocurre durante el ciclo de trabajo y del que solo el operario es responsable, intencional o no intencionalmente. • Planear. Es el proceso mental que ocurre cuando el operario se detiene para determinar la acción a seguir. Project & Admin ist rat ion SALES 23 • Descansar (o hacer alto en el trabajo). Rara vez suele aparecer en un ciclo de trabajo pero se presenta cuando el operario se repone de la fatiga durante el trabajo. Las 17 divisiones básicas pueden clasificarse en therbligs en eficientes (efectivos) y en ineficientes (inefectivos). Los primeros son aquellos que contribuyen directamente al avance del trabajo y los segundos no hacen avanzar el trabajo y deben de ser eliminados aplicando el estudio de movimientos. Idealmente un centro de trabajo debe contener solo therbligs físicos y objetivos • Eficientes o Efectivos Divisiones básicas de naturaleza física o muscular: alcanzar, mover, tomar, soltar y precolocar en posición Divisiones básicas de naturaleza objetiva o concreta: usar, ensamblar y desensamblar • Ineficientes o Inefectivos Elementos Mentales o Semimentales: buscar, seleccionar, colocar en posición, inspeccionar y planear Retardos o dilaciones: retraso evitable, retraso inevitable, descansar y sostener Project & Admin ist rat ion SALES 24 1.6.1 Principios de la economía de movimientos Hay tres principios básicos, que se aplican al estudio visual de los movimientos, así como a la técnica de micromovimientos y que deben tenerse en cuenta en la mayoría de los casos, estos son los relativos al uso del cuerpo humano, los relativos a la disposición y condiciones en el sitio de trabajo y los relativos al diseño del equipo y las herramientas. -- >Los relativos al uso del cuerpo humano< -- Ambas manos deben comenzar y terminar simultáneamente los elementos o divisiones básicas de trabajo y no deben estar inactivas al mismo tiempo, excepto durante los periodos de descanso. Los movimientos de las manos deben ser simétricos y efectuarse simultáneamente al alejarse del cuerpo y acercándose a éste. Siempre que sea posible deben aprovecharse el impulso o ímpetu físico como ayuda al trabajador y reducirse a un mínimo cuando haya que ser contrarrestado mediante un esfuerzo muscular. Son preferibles los movimientos continuos en línea recta en vez de los rectilíneos que impliquen cambios de dirección repentinos y bruscos. Deben emplearse el menor número de elementos o therbligs y éstos se deben limitar de más bajo orden o clasificación posible. Estas clasificaciones, enlistadas en orden ascendente del tiempo y el esfuerzo requeridos para llevarlas a cabo, son: • Movimientos de dedos. • Movimientos de dedos y muñeca. • Movimientos de dedos, muñeca y antebrazo. • Movimientos de dedos, muñeca, antebrazo y brazo. • Movimientos de dedos, muñeca, antebrazo, brazo y todo el cuerpo. Project & Admin ist rat ion SALES 25 Debe procurarse que todo trabajo que pueda hacerse con los pies no se ejecute al mismo tiempo que el efectuado con las manos. Hay que reconocer que los movimientos simultáneos de los pies y las manos son difíciles de realizar. Los dedos cordial y pulgar son los más fuertes para el trabajo. El índice, el anular y el meñique no pueden soportar o manejar cargas considerables por largo tiempo. Los pies no pueden accionar pedales eficientemente cuando el operario está de pie. Los movimientos de torsión deben realizarse con los codos flexionados. Para asir herramientas deben emplearse las falanges o segmentos de los dedos, más cercanos a la palma de la mano --> Los relativos a la disposición y condiciones en el sitio de trabajo<-- Deben destinarse sitios fijos para toda la herramienta y todo el material, a fin de permitir la mejor secuencia de operaciones y eliminar o reducir los therbligs buscar y seleccionar. Hay que utilizar depósitos con alimentación por gravedad y entrega por caída o deslizamiento para reducir los tiempos alcanzar y mover; asimismo, conviene disponer de expulsores, siempre que sea posible, para retirar automáticamente las piezasacabadas. Todos los materiales y las herramientas deben ubicarse dentro del perímetro normal de trabajo, tanto en el plano horizontal como en el vertical. Fig. 5 y 6. Project & Admin ist rat ion SALES 26 Fig. 5. Áreas normal y máxima de trabajo en el plano horizontal para mujeres. En el caso de hombres multiplíquese por 1.09 Fig. 6. Áreas normal y máxima de trabajo en el plano vertical para mujeres. En el caso de hombres multiplíquese por 1.09 Conviene proporcionar un asiento cómodo al operario, en que sea posible tener la altura apropiada para que el trabajo pueda llevarse a cabo eficientemente, alternando las posiciones de sentado y de pie. Fig. 7 y 8 Project & Admin ist rat ion SALES 27 Fig. 7 Recomendaciones para un trabajo sedente (o sentado) con o sin apoyo para los pies. Project & Admin ist rat ion SALES 28 Fig. 8 Dimensiones recomendadas para un sitio de trabajo de pie. Se debe contar con el alumbrado, la ventilación y la temperatura adecuados. Deben tenerse en consideración los requisitos visuales o de visibilidad en la estación de trabajo, para reducir al mínimo la fijación de la vista. Fig. 9 Fig. 9 Dimensiones de trabajo visual para sitios de trabajo sedentes. Project & Admin ist rat ion SALES 29 Un buen ritmo es esencial para llevar a cabo suave y automáticamente una operación y el trabajo debe organizarse de manera que permita obtener un ritmo fácil y natural siempre que sea posible. --> Los relativos al diseño del equipo y las herramientas<-- Deben efectuarse, siempre que sea posible, operaciones múltiples con las herramientas combinando dos o más de ellas en una sola, o bien disponiendo operaciones múltiples en los dispositivos alimentadores, si fuera el caso (por ejemplo, en tornos con carro transversal y de torreta hexagonal). Todas las palancas, manijas, volantes y otros elementos de control deben estar fácilmente accesibles al operario y deben diseñarse de manera que proporcionen la ventaja mecánica máxima posible y pueda utilizarse el conjunto muscular más fuerte. Las piezas en trabajo deben sostenerse en posición por medio de dispositivos de sujeción. Investíguese siempre la posibilidad de utilizar herramientas mecanizadas (eléctricas o de otro tipo) o semiautomáticas, como aprietatuercas y destornilladores motorizados y llaves de tuercas de velocidad, etc. 1.7 Estudio de tiempos El estudio de tiempos a menudo se utiliza para determinar un “día de trabajo justo” Un día justo se puede definir, como la cantidad de trabajo que puede producir un empleado calificado cuando trabaja a paso normal y usando de manera efectiva su tiempo, si el trabajo no esta restringido por limitaciones del proceso. Project & Admin ist rat ion SALES 30 En general, un día de trabajo justo es equitativo para la empresa y el empleado. Esto quiere decir que el trabajador debe de aportar un día justo de acuerdo al salario que recibe, con suplementos razonables por retrasos personales, inevitables y por fatiga. Antes de realizar el estudio de tiempos en un ciclo de trabajo es necesario considerar básicamente lo siguiente: • Para obtener un estándar es necesario que el operario domine a la perfección la técnica de la labor que se va a estudiar. • El método a estudiar debe haberse estandarizado • El empleado debe saber que está siendo evaluado, así como su supervisor del departamento y los representantes del sindicato, para evitar desconfianza, resentimientos o fricciones internas. • El analista debe estar capacitado y debe contar con todas las herramientas necesarias para realizar la evaluación • El analista debe de contar con el equipo necesario para el estudio La actitud del trabajador y del analista debe ser tranquila y el segundo no deberá ejercer presiones sobre el primero. Tomando los tiempos: hay dos métodos básicos para realizar el estudio de tiempos, el continuo y el de regresos a cero. En el método continuo se deja correr el cronómetro mientras dura el estudio. En esta técnica, el cronómetro se lee en el punto terminal de cada elemento, mientras las manecillas están en movimiento. En caso de tener un cronómetro electrónico, se puede proporcionar un valor numérico inmóvil. En el método de regresos a cero el cronómetro se lee a la terminación de cada elemento, y luego se regresa a cero de inmediato. Al iniciarse el siguiente elemento el cronómetro parte de cero. El tiempo transcurrido se lee directamente en el cronómetro al finalizar este elemento y se regresa a cero otra vez, y así sucesivamente durante todo el estudio. Project & Admin ist rat ion SALES 31 El analista debe de tener los siguientes requisitos personales para obtener y conservar relaciones humanas exitosas: • Honradez y honestidad • Tacto y compresión • Gran caudal de recursos • Confianza en si mismo • Buen juicio y habilidad analítica • Personalidad agradable y persuasiva • Paciencia y autodominio • Energía en cantidades generosas, moderado por actitudes de cooperación • Presentación y atuendo personal impecables. • Entusiasmo por su trabajo Los equipos que el analista utiliza para el desarrollo de estudio de tiempos son: • Cronometro Aparato para decimales de minuto (de 0.01 min.) Fig.10 Aparato para decimales de minuto (de 0.001 min.) Aparato para decimales de hora (de 0.0001 de hora) Cronómetro electrónico Fig.10 Cronómetro decimal de minutos (de 0.01 min.) Project & Admin ist rat ion SALES 32 • Cámara de video grabación • Tablero de estudio de tiempos Fig. 11 Fig.11 Tablero con tres cronómetros para estudio de tiempos • Formas de estudio de tiempos preimpresas • Calculadora 1.7.1 Inicio del estudio de tiempos Para facilitar la medición, se divide la operación en grupos de movimientos conocidos como elementos. Se considera mejor que se determinen los elementos de la operación antes de iniciar el estudio. Estos deben de separarse en decisiones tan finas como sea posible pero no tan pequeñas que se sacrifique la exactitud de las lecturas. Las divisiones elementales de alrededor de 0.04 min se aproximan a lo mínimo que puede leer un analista experimentado. Al iniciar el estudio se registra la hora (en minutos completos) que marca un reloj “maestro” y en ese momento se inicia el cronometraje (por lo general los datos se registran en la solicitud de estudio de tiempos). Este es el tiempo de inicio (indicado con 1 en la Fig.12). Project & Admin ist rat ion SALES 33 Fig. 12 forma para observación de estudio de tiempos Se puede usar una o dos técnicas para registrar los tiempos elementales durante el estudio: • El método de regreso a cero • Método de tiempos continuos Project & Admin ist rat ion SALES 34 El método de tiempos continuos, como su nombre lo indica, permite que el cronometro trabaje durante todo el estudio. En este método, el analista lee el reloj en el punto terminal de cada elemento y el tiempo sigue corriendo. En la técnica de regresos a cero, después de leer el cronometro en el punto terminal de cada elemento, el tiempo se reestablece en cero; cuando se realiza el siguiente elemento el tiempo avanza a partir de cero. Al registrarse las lecturas del cronometro, se anotan en la solicitud de estudios de tiempos sólo los dígitos necesarios y se omite el punto decimal, para tener el mayor tiempo posible para observar el desempeño del operario. Si se usa un cronometro decimal y el punto terminal del primero ocurre en 0.08 minutos, se registra solo el digito 8 en la columna de TC (tiempo de cronometro) y así sucesivamente. 1.7.1.1 Método de regresos a cero El método de regresos a cero tiene tanto ventajas como desventajas comparado con la técnica de tiempo continuo. Algunosanalistas de estudio de tiempos usan ambos métodos, con la idea de que los estudios en los que predominan los elementos prolongados se adaptan mejor a las lecturas con regresos a cero y es mejor usar el método continuo en los estudios de ciclos cortos. Como los valores del elemento que ocurrió tienen una lectura directa con el método de regresos a cero no es necesario realizar restas sucesivas y el valor se introduce en la columna de TO (Tiempo observado) También se pueden registrar de inmediato los elementos que el operario ejecuta en desorden sin una notación especial. Además los retrasos no se registran en este método. Project & Admin ist rat ion SALES 35 Entre las desventajas del método de regresos a cero esta la que promueve que los elementos individuales se eliminen de la operación. Estos elementos no se pueden estudiar en forma independiente porque los tiempos elementales dependen de los elementos anteriores y posteriores. En consecuencia, al omitir los factores de retraso, los elementos extraños y los elementos transpuestos, se puede llegar a valores equivocados en las lecturas aceptadas. Una de las objeciones principales al método de regresos a cero es el tiempo perdido mientras la mano restablece el cronometro. Esto puede tardar entre 0.0018 y 0.0058 minutos, pero esto ya no es valido para los cronómetros electrónicos ya que en estos no se pierde tiempo en reestablecer la lectura acero. 1.7.1.2 Método continuo El método continuo para registrar valores elementales es superior al de regresos a cero por varias razones. Lo mas significativo es que el estudio que se obtiene presenta un registro completo de todo el periodo de observación, esto complace al operario y al representante sindical. El operario puede ver que se dejaron tiempos fuera en el estudio y que se incluyeron todos los retrasos y elementos extraños. Como todos los hechos se presentan con claridad, es mas sencillo explicar y vender esta técnica de registro de tiempos. El método continuo también se adapta a la medición y registro de elementos muy cortos. Con practica un buen analista de tiempos puede detectar con precisión tres elementos cortos (menos de 0.04 minutos), si van seguidos de un elemento de alrededor de 0.15 minutos o mas. Esto es posible si se recuerdan las lecturas del cronometro en los puntos terminales de los tres elementos cortos y después se registran sus valores respectivos mientras se ejecuta el cuarto elemento mas largo. Project & Admin ist rat ion SALES 36 Por otro lado, se requiere mas trabajo de escritorio para calcular el estudio si se usa el método continuo. Como se lee el cronometro en los puntos terminales de cada elemento mientras las manecillas del reloj continua su movimiento, es necesario hacer restas sucesivas de las lecturas consecutivas para determinar el tiempo transcurrido en cada elemento. 1.7.1.3 Manejo de dificultades Durante el estudio de tiempos, quizá los analistas observen variaciones en la secuencia original de elementos establecida. En ocasiones, es posible que omitan algún punto terminal específico. Estas dificultades complican el estudio; entre menor sea la frecuencia de ocurrencia, será mas sencillo calcular el estudio. Si falta alguna lectura, el analista debe indicar de inmediato una “F” en la columna TC. Por ningún motivo debe aproximar o intentar registrar el valor faltante. Si lo hace puede destruir la validez del estándar establecido para el elemento específico. Si tuviera que usarse el elemento como fuente de datos estándar, quizá .resultaran grandes discrepancias en los estándares futuros. Algunas veces, el operario omite un elemento, esto se maneja con una raya horizontal en el espacio correspondiente de la columna TC. Es deseable que si esto ocurre sea muy poco frecuente ya que, en general, se debe a un operario no experimentado o a la falta de estandarización en el método. Si se omiten elementos varias veces, el analista debe detener el estudio e investigar la necesidad de ejecutar los elementos omitidos. Ha de hacer esto en coordinación con el supervisor y el operario, para que se establezca el mejor método. Se espera que el observador esté en constante alerta para descubrir mejores maneras de efectuar los elementos, si llegan nuevas ideas a su mente asentará una “nota” breve en la sección correspondiente de la forma de estudio de tiempos. Project & Admin ist rat ion SALES 37 Evitar perturbaciones es una de las razones primordiales por las que se estudia a empleados competentes con una capacitación completa. Sin embargo, cuando se ejecutan elementos fuera de orden, el analista debe ir de inmediato a la casilla del elemento en la columna TC y dividirla con una raya horizontal; debajo de la raya debe escribir el tiempo en que el operario inició el elemento y arriba el tiempo en que terminó. Este procedimiento se repite para cada elemento realizado fuera de orden, lo mismo que para el primer elemento que se realiza al regresar a la secuencia normal. Durante el estudio de tiempos, el operario puede encontrar retrasos inevitables, como otro empleado o el supervisor que interrumpen o con una descompostura en la herramienta. También es posible que intencionalmente cause un cambio en el orden del trabajo al ir a beber agua o al detenerse para descansar. Tales interrupciones se conocen como “elementos extraños” La mayoría de los elementos extraños en particular son controlados por el operario, ocurren al terminar el elemento. Si un elemento extraño ocurre mientras se realiza un elemento, se marca con letras (A, B, C etc) en la columna TN de este elemento. Si el elemento extraño ocurre en el punto terminal se registra en la columna TN Finalmente, efectuado el cronometraje de los ciclos obtenidos se determina el tiempo estándar de cada uno de los elementos en que se ha dividido la actividad. Es el tiempo requerido para terminar una unidad de trabajo, usando método y equipo estándar, para un trabajador que posee la habilidad requerida para el trabajo, desarrollando una velocidad normal que pueda mantener día tras día, sin mostrar síntomas de fatiga. Project & Admin ist rat ion SALES 38 En la actualidad las aplicaciones que pueden darse al Tiempo Estándar son múltiples y entre ellas podemos citar las siguientes: a) Para determinar el salario devengable por esa tarea específica; para ello solo es necesario convertir el tiempo a valor monetario. b) Ayuda a la Planeación de la Producción. Los problemas de producción y de ventas podrán basarse en los tiempos estándar después de haber aplicado la Medición del Trabajo a los procesos respectivos, eliminando una planeación defectuosa basada en puras conjeturas o adivinanzas. c) Facilita la supervisión. Para un supervisor cuyo trabajo está relacionado con hombres, materiales, máquinas, herramientas y métodos, los tiempos de producción le servirán para lograr la coordinación de todos estos elementos, sirviéndole como un patrón para medir la eficiencia productiva de su departamento. d) Es una herramienta que ayuda a establecer estándares de producción precisos y justos, que además de indicar lo que puede producirse en un día normal de trabajo ayuda a mejorar los estándares de calidad. e) Ayuda a establecer las cargas de trabajo que facilitan la coordinación entre los obreros y las máquinas y proporcionan a la gerencia bases para inversiones futuras en maquinaria y equipo en casos de expansión. f) Ayuda a formular un sistema de costos estándar. El tiempo estándar al ser multiplicado por la cuota por hora fijada nos proporciona el costo de mano de obra directa por pieza. Project & Admin ist rat ion SALES 39 g) Proporciona costos estimados. Los tiempos estándar de mano de obra, servirán para presupuestar el costo deartículos que se planea producir y cuyas operaciones sean semejantes a las actuales. h) Proporciona bases sólidas para establecer sistemas de incentivos. Se eliminan conjeturas sobre la cantidad de producción y pueden establecerse políticas firmes sobre incentivos que ayudarán a los obreros a incrementar sus salarios, mejorando su nivel de vida y la empresa estará en mejor situación dentro de la competencia, pues se encontrará en posibilidad de aumentar su producción reduciendo los costos unitarios. i) Ayuda a entrenar nuevos trabajadores. Los tiempos estándar servirán como índices que mostrarán a los supervisores la forma en que los nuevos trabajadores van aumentando su habilidad en los métodos de trabajo. Las ventajas que saltan a la vista de las aplicaciones anteriores, cuando los tiempos estándar se aplican correctamente son: a) Una reducción de los costos; puesto que al descartar el trabajo improductivo y los tiempos ociosos, la razón de rapidez de producción es mayor, esto es, se produce mayor número de unidades en el mismo tiempo. b) Mejora las condiciones obreras porque los tiempos estándar permiten establecer sistemas de pago de salarios con incentivos en los cuales los obreros al producir un número de unidades superior a la cantidad obtenida a velocidad normal, perciben una remuneración extra. Project & Admin ist rat ion SALES 40 1.8 Distribución de Planta La distribución de planta es la disposición física de los equipos e instalaciones industriales. La disposición física, sea instalada o en proyecto, incluye los espacios necesarios para el movimiento y almacenamiento de materiales, de la mano de obra indirecta, todas aquellas actividades auxiliares o de servicios, así como el equipo de producción y su personal. La distribución de plantas significa en algunos casos la disposición existente, un nuevo plan propuesto de distribución y por lo general el trabajo necesario para llevar a cabo las actividades de un proceso. Por lo tanto, una distribución de planta puede ser una instalación existente, un proyecto o una tarea. Los objetivos principales de la distribución en planta son: mejorar el funcionamiento, aumentar la producción, reducir los costos, brindar un mejor servicio a los clientes y satisfacer al personal de la empresa. Los objetivos generales de la distribución en planta son: • Integración: Se deben integrar todos y cada uno de los factores que afectan a la distribución. • Utilización: Se debe aprovechar al máximo la maquinaria, el personal y el espacio de la fábrica. • Expansión: Facilidad de ampliación de la fábrica. • Flexibilidad: Facilidad para una nueva ordenación de la maquinaria y el personal. • Versatilidad: Adaptabilidad real a los cambios en el diseño del producto, exigencias de ventas y mejoras del proceso. • Uniformidad: Una división clara o uniforme de las áreas, especialmente cuando están separadas por paredes de edificios, pisos, pasillos principales y similares. Project & Admin ist rat ion SALES 41 • Cercanía: La distancia mínima para trasladar los materiales, servicios auxiliares y el personal. • Orden: Una secuencia lógica del flujo de trabajo y zonas de trabajo limpias con equipos convenientes para basura y desperdicios. • Conveniencia: Para todos los empleados, tanto en las operaciones diarias como en las periódicas. • Satisfacción y seguridad para todo el personal. 1.8.1 Tipos de distribución Existen tres tipos de distribución: a) Por posición fija o situación fija del material: En este tipo de distribución el material o los componentes principales permanecen en un lugar fijo; es decir, no se mueven. Todas las herramientas, hombres y resto de material se llevan a él. La tarea completa o el producto se hacen con el componente principal en un lugar. Un hombre o un equipo de hombres hacen el montaje completo, llevando todas las piezas a cada punto de montaje. Los obreros pueden o no moverse en un lugar de montaje a otros. Ventajas • Se reduce la manipulación de la unidad principal de montaje. • Los operarios altamente especializados pueden completar su trabajo en un punto, y la responsabilidad de la calidad se fija sobre una persona o un equipo de montaje. • Son posibles los cambios frecuentes en los productos o en el diseño del producto y en la secuencia de las operaciones. • La distribución se adapta a la variedad del producto y a la demanda intermitente. • Es más flexible, ya que no requiere ingeniería de distribución en planta altamente organizada o cara, planificación de producción Project & Admin ist rat ion SALES 42 o previsiones en relación a interrupciones en la continuidad del trabajo. Este tipo de distribución se debe utilizar cuando: • Las operaciones de formación o tratamiento del material necesiten sólo de herramientas manuales o de máquinas sencillas. • Sólo se fabrique una o unas cuantas piezas de un artículo. • El costo de trasladar la pieza principal del material sea elevado. • Se necesite un alto nivel de trabajo diestro o se desee asignar la responsabilidad de la calidad del producto a un solo trabajador. b) Por proceso o por función: Todas las operaciones del mismo proceso o tipo de proceso son agrupadas conjuntamente. Ventajas • La mejor utilización de las máquinas permite una inversión menor en maquinaria. • Se adapta a una variedad de productos y a cambios frecuentes en la secuencia de operaciones. • Se adapta a la demanda intermitente (programas de producción diversos). • El incentivo para los obreros individuales para elevar su rendimiento es mayor. • Es más fácil mantener la continuidad de la producción en caso de que las máquinas o equipos se encuentren averiados, exista escasez de material o que hayan obreros ausentes. Project & Admin ist rat ion SALES 43 Este tipo de distribución se debe utilizar cuando: • La maquinaria sea muy costosa o no se pueda trasladar con facilidad. • Se fabrique una gran variedad de productos • Haya grandes variaciones en los tiempos necesarios para las diferentes operaciones. • La demanda de un producto sea baja o intermitente. c) Por línea de producción o por producto: un producto o una clase de producto se produce en un área, pero a diferencia de la posición fija, el material se mueve. Esta distribución coloca una operación inmediatamente adyacente a la siguiente y están acomodadas estratégicamente para reducir las distancias entre cada operación y llevar una secuencia lógica. Ventajas • Manipulación reducida de material. • Cantidades reducidas de material en proceso, permitiendo que el tiempo de producción sea reducido (tiempo de proceso) y baja inversión en materiales. • Utilización más efectiva de la mano de obra, por mayor especialización, por la facilidad de adiestramiento o por mayor disponibilidad de mano de obra (personal semiespecialista o no especializado) • Control más fácil en la producción, lo cual permite menos papeleo, así como también sobre los obreros y los pocos problemas interdepartamentales, permite fácil supervisión. • Reduce la congestión y la superficie ocupada por pasillos y almacenamiento. Project & Admin ist rat ion SALES 44 Este tipo de distribución se debe utilizar cuando: • Se deba fabricar una gran cantidad de piezas o productos. • El diseño del producto este más o menos estandarizado. • La demanda del producto sea más o menos razonable. • Se pueda mantener sin dificultad el equilibrio de las operaciones y la continuidad del flujo de materiales. 1.8.2 Guía para la planeación efectiva de la distribución Existen diez conceptos guía que sirven para la planificación eficiente de la distribución de plantas. 1. Cada distribución implica tres elementos fundamentales: 1.a. Relación: El grado relativo de cercanía que se desee o se necesiteentre las cosas. Fig. 13 Fig. 13 Relación de cercanías A C B D Project & Admin ist rat ion SALES 45 1.b. Espacio: La cantidad, el tipo y la forma o configuración de las cosas que se acomodan. Fig. 14 Fig. 14. Espacio para el acomodo de objetos 1.c. Reparto: de las áreas de actividad en un plan de distribución Fig. 15 Fig. 15 Reparto de las áreas de actividad 2. Los requisitos básicos de información para planificar las distribuciones de las plantas son: producto, cantidad, ruta, apoyo y tiempo (P, C, R, A y T). P Producto (o material o producción): lo que se debe fabricar o producir. C Cantidad (o volumen): cuánto se debe fabricar de cada artículo. R Ruta (o proceso): Cómo se va a fabricar el producto o a transformar el material. A Apoyo (o servicio de apoyo): Qué respaldo se va utilizar para transformar el material en producto. D B C A D B C A Project & Admin ist rat ion SALES 46 T Tiempo (o sincronización): Cuándo y durante cuánto tiempo se va a fabricar el producto. 3. Mientras más cercano sea la secuencia de las operaciones necesarias, menos problemas habrá en cuanto al traslado de materiales. • Distancias más cortas. • Menor número de ocasiones en que se debe tomar algo y dejarlo. • Menor cantidad de trabajo en proceso. • Mayor velocidad para descubrir defectos y descuidos. • Menor esfuerzo para controlar y programar el material. 4. Los análisis de producto, cantidad y ruta conducen a las divisiones y acomodos básicos de las distribuciones industriales donde existe el flujo de materiales. • Análisis de producto y cantidad: Diversos productos se grafican en orden descendente de sus cantidades. Los artículos de alto volumen se fabricarán en masa usando las distribuciones por producto. Las cantidades pequeñas de grandes variedades necesitan un tipo de distribución que se base en el taller de especialidad, el pedido del cliente y la producción sobre pedido. • Análisis de producto y ruta: Algunos tipos de productos se disponen o se orientan en forma transversal contra la secuencia de operaciones necesarias. Las distribuciones que se basan en este análisis tienen la ventaja de la unión, al agrupar tanto las operaciones de tipos similares, como los productos de tipo similares. Project & Admin ist rat ion SALES 47 • Análisis de cantidad y ruta: La cantidad o la intensidad del material que se traslada se grafica contra cada ruta. Las rutas de grandes cantidades debe ser cortadas y tener equipo de manejo complejo. 5. Los tipos de distribución clásicos surgen cuando existe un predominio relativo del producto, de la ruta (proceso) y de la cantidad. • La distribución por posición fija, se emplea cuando el producto es lo que predomina físicamente. • La distribución por proceso; suele utilizarse cuando lo que predomina es el proceso o la ruta. • La distribución por producto; suele utilizarse cuando lo que predomina es la cantidad. 6. Las relaciones o la cercanía deseadas por otras razones además del flujo de materiales, son básicos para la planificación de la distribución. Cada distribución debe apreciar las relaciones que no correspondan a un flujo e incorporarlas al plan de la distribución, existen tres situaciones generales: • Las relaciones en las que no hay flujo entre las áreas de actividad, donde no existe un flujo de materiales, como en el caso de las oficinas y los laboratorios. • Las relaciones en las que no hay flujo entre las áreas que apoyan la producción, como en el caso de los cuartos de herramientas, el departamento de mantenimiento y los comedores. • Las relaciones en las que no hay flujo entre las áreas de actividad que también tiene flujo de materiales entre ellas, como en el caso de dos departamentos de producción que comparten Project & Admin ist rat ion SALES 48 el mismo equipo o las mismas especialidades de los obreros o, en sentido negativo, que mantienen los instrumentos de calibración lejos de las prensas pesadas. 7. El espacio puede clasificarse según sus ocupantes. • Diferentes ocupantes necesitan diferentes espacios. • Diferentes tipos de espacio tendrán costos diferentes para proporcionar, construir o arrendar. • Los diferentes tipos de espacio tendrán mayores o menores costos de mantenimiento y servicio. • Los tipos de espacio similares tienen la ventaja de la convertibilidad y de la facilidad de reacomodo. 8. Mientras mayor sea la fijación de cualquier equipo de operación o de apoyo, éste deberá tener mayor seguridad de espacio. • Mientras más costoso resulte el traslado de un equipo, mayores probabilidades tendrá de permanecer fijo; pero si el equipo es menos fijo, se podrá reacomodar con mayor facilidad. • Se tendrán que hacer consideraciones especiales en cuanto a la distribución del espacio que debe permanecer fijo, pues no debe permitirse que se obstaculice el paso de las operaciones en crecimiento. • Debe dejarse y añadirse un cierto espacio alrededor de las zonas de actividades fijas para garantizar que se puedan ampliar o extender en un tiempo futuro. 9. En los casos en que los productos o los materiales sean grandes o raros y/o las cantidades de los mismos sean grandes, el flujo de Project & Admin ist rat ion SALES 49 material cobrará importancia y se deberán tomar como base los cuatro patrones de flujo dominantes. • Directo: Entra por un extremo (lado), sale por el otro, por lo general, con los materiales moviéndose en forma directa. • Flujo en forma de U: Los materiales, los accesorios y el equipo móvil de manejo vuelven al punto de partida, con la entrada (recepción) y la salida (envío) en el mismo pasillo y usando las mismas puertas de muelle. • Flujo en forma de L: El material entra por un lado y sale por el extremo o bien, entra por el extremo y sale por un lado, con lugar para el congestionamiento o las restricciones en las áreas externas o circundantes. • Flujo de peine o columna vertebral: El peine con un punto de reunión central o el peine de espalda con espalda, con flujo flexible de dos sentidos ayuda a las secuencias de operaciones ya sean éstas cambiantes o irregulares. 1.8.3 Planeación Sistemática de la Distribución de la Planta La Planificación Sistemática de la Distribución de Planta (SLP) consiste en una serie de fases, un patrón de procedimientos de planificación y un conjunto de convenciones 1.8.3.1 Fases de la planeación de la distribución Fase 1: Localización; en esta etapa se decide dónde debe localizarse el área que se va a distribuir, esto se debe decidir si la nueva distribución o el reacomodo estarán en el mismo lugar. Project & Admin ist rat ion SALES 50 Fase 2: Planificación de la distribución general total; En esta etapa se define la disposición del área, así como el flujo de materiales. Se debe indicar el tamaño, la relación y la configuración de cada uno de los departamentos, de las actividades y de las áreas principales. Fase 3: Preparación de los planes pormenorizados de la distribución; incluye los planos de los lugares donde se va a colocar cada pieza de maquinaria o equipo. Fase 4: Instalación; abarca tanto la planificación de la instalación como la colocación y el acoplamiento del equipo. Para relacionar e integrar las actividades de servicio y soporte de la planta, la Planeación Sistemática de la Distribución (SLP) ha desarrollado la gráfica de relación de actividades. 1.8.3.2 Gráfica de relación de actividades En esta gráfica se registran todas las áreas que constituyen la empresa, así como la relación que existe entre ellas. Además, indica el grado de importancia de su proximidad y las razones de esta. Por otro lado, se utiliza el diagrama de hilos pararepresentar de manera preliminar el arreglo de la planta, el cual utiliza una simbología para representar de manera preliminar el arreglo de la distribución El valor de las relaciones entre cada área se indica con un código de letras, la simbología para el diagrama de hilos se indica mediante líneas y el código de colores se utiliza para facilitar la interpretación de los datos. Tabla 2 Project & Admin ist rat ion SALES 51 Letra Orden de proximidad Color Valor en líneas A Absolutamente necesaria Rojo E Especialmente importante Anaranjado o amarillo I Importante Verde O Ordinaria (adecuada) Azul U Sin importancia Sin color X Indeseable Café XX Absolutamente indeseable Tabla 2 Calificación de las relaciones del método SLP 1.8.4 Consideraciones para una distribución • Planificar el conjunto y luego los detalles. • Planificar lo ideal y a partir de éste lo práctico • Seguir los ciclos del desarrollo de la distribución y hacer que se solapen las fases • Planificar el proceso, y la maquinaria según las exigencias del material • Planificar la distribución según el proceso y maquinaria • Planificar el edificio según la distribución • Planificar con la ayuda de una clara representación • Planificar con la ayuda de otros • Comprobar la distribución • “Vender” el plan de distribución Project & Admin ist rat ion SALES 52 1.9 Normatividad Como todo proyecto, las instalaciones de una planta purificadora de agua deben cumplir con las normas vigentes que establecen las entidades competentes; para efectos de este estudio nos basaremos en la siguiente norma: • Norma Oficial Mexicana NOM-160-SSA1-1995, bienes y servicios. Buenas prácticas para la producción y venta de agua purificada. Objetivo: Esta Norma Oficial Mexicana tiene por objeto establecer las disposiciones sanitarias que deben cumplir los establecimientos, expendios y equipos en los que se produce, suministra o vende agua purificada. Project & Admin ist rat ion SALES 53 CCAAPPÍÍTTUULLOO 22 EESSTTUUDDIIOO DDEE MMEERRCCAADDOO Project & Admin ist rat ion SALES 54 CAPITULO 2. ESTUDIO DE MERCADO 2.1. Datos de la empresa La planta purificadora de agua se encuentra ubicada en el municipio de Amecameca, Estado de México situado en las faldas de la Sierra Nevada, dentro de la provincia del eje volcánico y en la cuenca del río Moctezuma- Pánuco. La Sierra Nevada es la cadena montañosa más importante de la región; recorre el territorio municipal de norte a sur. La sierra culmina en los volcanes Iztaccihuatl y Popocatepetl. El nombre de la planta es “Agua Purificada de los VOLCANES” debido a la ubicación geográfica del municipio. La palabra Amecameca, que originalmente fue nombrado Amaquemecan, proviene del idioma náhuatl o mexicano. Sus raíces son los vocablos “amatl”, que quiere decir papel; “queme”, que significa señalar o indicar y “can” que se traduce como lugar. Por lo tanto, Amaquemecan significa “el lugar donde los papeles señalan o indican”. Haciendo referencia a los planos de distribución del agua en esa localidad, representados en el símbolo del municipio. Fig. 16 Fig. 16 Símbolo del municipio Project & Admin ist rat ion SALES 55 Ameca está ubicada en la porción sur del oriente del Estado de México en la tercera región de Texcoco y colinda al norte con el municipio de Tlalmanalco; al este con el estado de Puebla; al sur con los municipios de Atlautla y Ozumba y al oeste con los municipios de Ayapango y Juchitepec. Fig. 17 Fig. 18 Fig. 17 Localización geográfica del municipio de Amecameca Se dice que la casa del agua está en Alcalican, una cañada cuyo nombre quiere decir precisamente: "en la casa del agua" (de “alt”, agua; “calli”, casa; y “can”, lugar), el cual se forma con los deshielos del Iztaccihuatl conduciendo agua clara, limpia y pura. La totalidad de los ríos, arroyos y manantiales de este municipio se alimentan por los escurrimientos de la Sierra Nevada. La red hidrológica cubre toda la zona gracias al deshielo permanente de los volcanes. En la época de lluvias aumentan considerablemente los escurrimientos y se forman innumerables arroyos y riachuelos; asimismo, el caudal de los ríos es mayor. Edo de México Tlaxcala Puebla D.F Morelos Project & Admin ist rat ion SALES 56 Los cauces principales son: en la zona norte, el arroyo Chopanac, el cual se une más adelante al río de Tlalmanalco: en la zona centro-norte corren los arroyos Almoloya y Coronilla, que a su vez dan origen al río de Amecameca, proveedor de agua potable a la cabecera del municipio. La superficie del municipio es de 181,72 km2, ocupando el lugar número 44 por su extensión y representa el 0,8 % del territorio estatal. De acuerdo a los resultados que presentó el II Conteo de Población y Vivienda realizado por el INEGI en el 2005, el municipio cuenta con un total de 47 237 habitantes y 10 728 familias con aproximadamente 4 integrantes de familia. Los servicios públicos se suministran de acuerdo a la siguiente tabla: Servicios públicos Drenaje 74,6% Agua potable 95,71% Energía eléctrica 98,91% Tabla 3. Servicios públicos en el municipio de Amecameca La planta purificadora de los VOLCANES fue creada en el año de 1995 (12 años) la cual ha ido incrementando su producción al paso de los años. De acuerdo al incremento de las ventas que ha tenido la empresa desde su creación, es necesario analizar las actividades del proceso así como el mejoramiento de la distribución de planta para optimizar su producción, por consiguiente es necesario llevar acabo un estudio de mercado para pronosticar el comportamiento de las ventas en los próximos 3 años. Project & Admin ist rat ion SALES 57 2.2 Análisis de la demanda En el presente análisis se emplearon fuentes primarias: Fuentes primarias: Se recabaron por medio de encuestas aplicadas directamente a las amas de casa. 2.2.1 Análisis de datos de fuentes primarias Para el análisis de los datos de las fuentes primarias se estableció un nivel de confianza del 95% así como un error del 5% en los resultados de las encuestas realizadas. Para el cálculo del tamaño de la muestra es necesaria la desviación estándar del “consumo de agua en garrafón” obteniéndose mediante la aplicación de un muestreo piloto a 7 grupos de 20 personas, preguntando exclusivamente si consumen o no garrafones de agua de cualquier marca por familia. La encuesta se aplicó a amas de casa cuyas familias si consumen agua en garrafón. Tabla 4 Grupo Encuestas (No. personas) Familias que si consumen garrafones al mes 1 20 17 2 20 18 3 20 18 4 20 15 5 20 20 6 20 17 7 20 18 Tabla 4. Muestreo piloto Project & Admin ist rat ion SALES 58 Para calcular la desviación estándar fue necesario calcular la media aritmética . N = Número de grupo x= Familias que consumen garrafones al mes i=Número de datos para sacar desviación estándar ( )76543217 1 xxxxxxxx ++++++= 18571,17 ≅=x Promedio del número de familias Cálculo de la desviación estándar =σ 2,29 desviación estándar Con estos datos se calcula el tamaño de muestra para aplicar la encuesta. Tabla 5 Datos Nivel de confianza: 95% Error: 5% Z 1,96 Desviación Estándar: 2,29 Tabla 5. Datos indispensables para obtener tamaño de muestra 2 22 E Zn σ∗= Project & Admin ist rat ion SALES 59 N CONSUMIDOR = 2 22 2 22 05,0 29,296,1 x E Z = σ =3 512 encuestas La encuesta pretende determinar la cantidad de garrafones de agua que se consumen por día (presentación de 19 L), las marcas preferidas que se consumen así como el nivel de ingresos de los habitantes
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