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DISEÑO DE OPERACIONES
CICLO  2020 - I
UNIVERSIDAD DE PIURA – CAMPUS PIURA 
PROGRAMA ACADÉMICO DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS
Procesos de producción
Proceso de producción es toda actividad que produce valor añadido.
El sistema de producción debe satisfacer requerimientos de capacidad, costo, tiempo y calidad de la forma más económica. Las especificaciones de qué producir, cómo producir y cuánto producir sirven de base al desarrollo del sistema de producción.
Los tipos de operaciones, tanto en bienes como en servicios, dependiendo del grado de variedad de los productos y del volumen de producción, puede clasificarse fundamentalmente en tres:
unitaria,
intermitente y
continua.
Introducción
Tipos de operaciones
Características de las operaciones unitarias:
Muy baja cantidad de productos y muy alta variedad. 
Maquinaria de tipo universal. 
Mano de obra muy cualificada en todos los niveles. 
Productos hechos “a la medida”. 
Alto contacto con el cliente. 
Características de las operaciones intermitentes: 
Bajo a mediano volumen de producción. 
Equipo de uso general. 
Operaciones de mano de obra intensiva. 
Gran mezcla de productos. 
Cambios frecuentes en el programa.
Repetición de lotes (para stock). 
Características de las operaciones continuas: 
Alto volumen de producción. 
Máquinas y equipos especializados. 
Operaciones de capital intensivo. 
Mezcla de productos restringida. 
Productos estandarizados producidos para stock. 
Tipos de operaciones
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
TIPOS DE PRODUCCIÓN BÁSICOS 
Producción por piezas, por unidad o posición fija 
Operaciones unitarias, con distribución en planta “en posición fija”. 
El producto no se desplaza, debido a su tamaño, conformación, etc. Las herramientas, el equipo, los materiales y la mano de obra se llevan hasta el producto, para ejecutar las etapas apropiadas de elaboración. 
Fabricación uno por uno (se completa uno antes de comenzar el siguiente), los artículos son generalmente especiales y con especificaciones técnicas de los clientes.
En algunos casos el tamaño del producto es pequeño pero requiere para su manufactura mucha experiencia y precisión, por ello se encomienda la tarea a un solo operario muy cualificado (p.e.: zapatos ortopédicos). 
Ejemplos: barcos, molinos de arroz, centrales
telefónicas grandes, piezas ortopédicas, ternos a la medida,
plataformas petroleras, platos de comida en restaurante
gourmet, salón de belleza, consultorio médico, dentista, etc. 
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
2. Producción por lotes o por procesos 
Operaciones intermitentes, con una distribución orientada al proceso (“funcional”). 
Sistema usado cuando los flujos de trabajo no están normalizados para las actividades de producción. Los flujos de trabajo no normalizados se presentan cuando se fabrican productos diferentes o un tipo de producto básico con muchas versiones de manera que varían las etapas del proceso.
La característica primordial de este tipo de producción es la flexibilidad en la ruta o recorrido a través de la planta, variedad de componentes y distintos tamaños de lotes. 
En las mismas instalaciones se pueden fabricar y ensamblar diversos tipos de piezas.
Bajo volumen de piezas o tamaño del lote, y ninguna secuencia de operaciones se podrá emplear en muchas piezas. 
En la disposición “por procesos” se agrupar máquinas, servicios y equipos similares en una misma área de trabajo. Es un modelo de distribución para sistemas que procesan pequeñas cantidades de una gran variedad de productos, donde la distribución física de los departamentos o centros de trabajo busca minimizar el acarreo de materiales (en este caso el transporte de materiales es en lotes y generalmente se realiza en carretillas o con montacargas). 
Ejemplo: maquinaria pesada, envases de cartón con logotipo impreso, talleres de metal-mecánica, confecciones, algunos hospitales y clínicas que tienen una típica disposición funcional: consultorios de pediatría, de ginecología, cardiología, etc., también los bancos, las universidades (presenciales), etc. 
PRODUCCIÓN por LOTES o PROCESOS 
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
3. Producción en serie, en línea, por producto, en cadena 
Distribución en planta orientada al producto (distribución en línea). 
Fabricación de productos estandarizados de gran volumen de producción. Cada unidad requiere la misma secuencia de operaciones, las estaciones de trabajo y los equipos auxiliares se disponen de acuerdo con la secuencia de operaciones que deben seguir los productos, de manera que quedan alineados idealmente.
Operaciones frecuentemente rutinarias y repetitivas 
con costo de manufactura muy bajo.
Características:
volumen alto para una alta utilización del equipo, 
demanda del producto bastante estable, 
homogeneización del producto, 
posibilidad de intercambiar partes, 
suministro continuo de materia prima. 
Ventajas significativas: 
Ciclo de producción (tiempo desde que entran las materias primas hasta que salen los productos terminados) disminuye (flujo de materiales continuo). 
Muy poco manejo manual y costo del acarreo de materiales bajo (generalmente muy automatizado).
Inventarios de bienes en proceso menores porque los materiales no se mueven en hornadas o lotes y debido a la rapidez del ciclo de manufactura.
Control del flujo de trabajo (control de producción) muy simplificado: las rutas se vuelven directas y mecánicas; no requiere ninguna programación detallada del trabajo para puestos de trabajo y máquinas individuales (cuando se programar la línea se programan automáticamente todas sus operaciones componentes).
Desventaja:
Requiere "equilibrado o balanceo de la línea" (el tiempo de operación en todas las estaciones de trabajo debe ser el mismo para mantener un flujo constante de los productos sin la presencia de cuellos de botella). 
Ejemplos: ensamble de vehículos y electrodomésticos, fabricación de conservas de pescado, embotellado de gaseosas, y en servicios, lavado de carros.
PRODUCCIÓN EN LÍNEA 
Área total requerida en una distribución de línea es generalmente menor que en una distribución por procesos equivalente (a pesar de que se pueden requerir más piezas de equipo) dado que no se usan pasillos para el movimiento de material y se minimiza el espacio de almacenamiento de bienes en proceso.
En caso que una máquina se averíe en la distribución de proceso, sólo esa operación resulta afectada. En una línea de producción las descomposturas afectan a toda la secuencia de operaciones, lo que a su vez afecta a todo el sistema (máquinas y personal parados, etc.). 
Si se cambian los diseños de los productos, las distribuciones de línea se vuelven obsoletas. La línea es poco flexible y no soporta cambios en el ritmo de producción o en los procesos. 
Estudiando la secuencia de operaciones de los productos de mayor volumen de producción, se pueden ordenar las secciones de la fábrica de manera que se obtenga una disposición por “procesos alineados”.
Distribución por procesos frente a distribución en línea
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
TIPOS DE PRODUCCIÓN ESPECIALES:
1. Producción por proyectos 
Un proyecto se basa en una idea concebida acerca del potencial de un producto o mercado. Generalmente un proyecto se ejecuta en posición fija. 
Es una actividad única para tomar decisiones, donde los conocimientos de ingeniería y administración, la habilidad y la experimentación se conjugan transformar los recursos naturales en productos que satisfagan las necesidades humanas. 
El sistema de producción por proyectos, pasa a través de una serie de fases; generalmente secuenciales.
Cuando un proyecto es largo, se crea una "gerencia de proyectos", la cual debe planificar, organizar, dirigir y controlar todas las fases del proyecto (líder que supervisa todas las fases que cubre el proyecto). 
La secuencia de operaciones es vital y debe prestársele especial atención y seguimiento. Para la planificación y control de las tareas y la optimizaciónde los costos de proyectos grandes se emplean las técnicas de PERT (Program Evaluation and Review Technique) y CPM (Critical Path Method). 
Ejemplos: obras civiles como puentes o represas, diseño y fabricación de una turbina especial o de un transbordador espacial libre de tanques, etc. 
PRODUCCIÓN por PROYECTOS
2. Producción modular
Se puede definir como “la fabricación de estructuras permanentes a costa de sub-estructuras comunes a diferentes productos finales".
Consiste en diseñar, producir y almacenar partes que deben ser comunes a una variedad de productos finales. 
Cada módulo es un sub-conjunto, el armado de estos sub-conjuntos produce el artículo final. La variación de un sub-conjunto o módulo arroja un artículo diferente, así con una variedad de módulos se puede conseguir una gran variedad de productos finales, si varían dos módulos a la vez el resultado será mayor variedad de productos y así se puede ir variando los módulos hasta tener una gama de productos para el mercado. 
Ejemplos: carrocería de automóvil que puede 
llevar encima tres tipos diferentes de chasis (de 
dos puertas, de cuatro puertas, etc.) con sistema 
de cambios automático o manual, con frenos de 
poder o de disco, también muebles de madera 
modulares, estantería metálica, etc. 
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
3. Sistema de Manufactura Flexible (SMF)
El entorno de fabricación con series cortas y repetitivas es difícil de gestionar. A finales de los 70 se llega a un consenso en los países industrializados aceptando que la Tecnología de Grupos proporciona la base para una mejor gestión de factorías con series pequeñas de fabricación.
En la Tecnología de Grupos, se agrupan piezas basándose en similitudes geométricas y de proceso con el objeto de conseguir economías de escala en un entorno de fabricación de series cortas asociado generalmente a una producción en serie. 
Cuando se lanzan series de fabricación pequeñas, no es práctico hacer grandes desembolsos en desarrollo. La tecnología de grupos, agrupa piezas similares en familias de productos (por ejemplo: familia de volantes, 
familia de pistones, familia de cigüeñales), para que el 
total correspondiente a una familia sea suficientemente 
grande para justificar inversiones en máquinas programables
con objeto de reducir los costos de fabricación. Cada 
familia de piezas se fabrica en una célula de manufactura 
(conjunto de máquinas).
E1
E2
E3
E8
E7
E6
E4
E5
Sistema de Manufactura Flexible 
Como las piezas de una misma familia son parecidas, los tiempos de cambio se reducen considerablemente, por ello se procesan lotes diferentes con costos menores y una eficiencia similar a la línea de producción.
 
La distribución de una línea de producción tiende a ser lineal (aunque puede tener forma de L, C o S), pero la célula tiene que ser circular o en forma de U. Esto permite reducir al mínimo la distancia de transporte para el operador (humano o robot). La forma de U también mejora la relación entre muchas máquinas y el operador. 
E3
E7
E6
E4
E5
E2
SFM
Con las celdas de fabricación o equipos multimáquinas, se logra que el personal haga varias operaciones, permitiendo la coexistencia de la productividad con la humanidad, evitando la monotonía.
19
Los sistemas de fabricación flexibles (SFF), aplican computadoras al concepto de tecnología de grupos. Los tres componentes del SMF son las máquinas de fabricación, los dispositivos para manejo de materiales y las máquinas de control. 
El componente estructural básico es la máquina de control numérico (CN), que es usualmente una máquina herramienta programable con almacén de herramientas. Estos sistemas, con máquinas de control numérico directo (CND) o de control numérico computarizado (CNC), tienen una computadora que hace de programador. Esta computadora supervisa el trabajo de las máquinas e indica a cada una qué tarea hacer y en qué secuencia. 
El manejo de los materiales está también computari-
zado; usan sistemas automáticos de almacenamiento y 
recuperación, transportadores con interruptores, vehí-
culos guiados automáticamente y robots, y el producto 
se rastrea mediante sensores.
SMF
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
4. Producción en Batch
Es muy similar a la producción por lotes pero se diferencia en el hecho que no se procesa unidad por unidad sino toda la masa para todo un lote a la vez. 
En la producción por procesos para maquinar 30 carcazas de bomba, cada una pasa por turno por un taladro vertical, mientras que en la producción en batch los ingredientes para un lote de 1000 paquetes de galletas de soda son vertidos en una paila y mezclados a la vez, luego dejados en reposo para la fermentación y posteriormente enviados a la moldeadora para darles forma cuadrada. Mientras estas están en reposo, otra masa para galletas dulces es preparada y así sucesivamente. 
La producción en batch coexiste con la producción por lotes y con la producción en serie. Un ejemplo del primer caso es la etapa de fundición en una fábrica de componentes metálicos, la fundición se hace en batch para luego vaciarla en muchos moldes diferentes y luego maquinarlos por lotes. Un ejemplo del segundo caso es el de una cervecería que cocina todos los insumos para un tipo de cerveza en una paila, luego pasa todo a fermentación (en batch) y finalmente a embotellado (línea de llenado).
Pailas de cocción de cerveza
(en batch)
Tanques de fermentación
(en batch)
PRODUCCIÓN EN BATCH 
Y EN LÍNEA
5. Grupos Semi-Autónomos 
Se basa en operarios muy cualificados y con experiencia. Es un proceso que aprovecha las bondades tanto de posición fija como de línea.
Un grupo de operarios, entre 6 y 10, se encarga de ensamblar un vehículo de principio a fin encima de una plataforma que avanza por estaciones que tienen los equipos y componentes necesarios. El grupo goza de gran autonomía: programa su trabajo, se reparte las tareas libremente y se ayudan y capacitan mutuamente. 
Este sistema fue diseñado por la compañía VOLVO de Suecia en su nueva planta de Kalmar.
Debido a que las tareas monótonas de la línea de
ensamble no motivaban a sus operarios, los cuales
tenían alto nivel de cualificación, se decidió alargar
su tarea dándoles la posibilidad de ensamblar todo
el vehículo o buena parte de él. El resultado fue un
gran aumento de la moral de los operarios y un
mejoramiento de la calidad (menos defectos) de 
los productos terminados. 
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
6. Procesos continuos automáticos
Se emplea para la fabricación de productos básicos (como harina, gasolina, etc.) de muy alto volumen de consumo y muy estables en el tiempo.
Son procesos de producción altamente automatizados, en los cuales las instalaciones son una compleja red de máquinas, tanques, reactores, etc., conectados entre sí por tuberías o ductos adecuados que constituyen una serie de caminos continuos por los que la materia prima fluye hasta convertirse en los diferentes productos terminados. 
Requiere pocos operarios directos, que accionan y supervisan indicadores de procesos, realizan operaciones de mantenimiento y reparación, control de entrada de materias y salida de productos.
Durante el proceso, los operarios no entran en 
contacto con el producto. Todo el proceso es 
realizado por una sola gran máquina.
 
Ejemplo: las refinerías de petróleo, las fábricas de
cemento, fábricas de aceite comestible y en 
general las fábricas de productos químicos.
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN EL PROCESO 
INFLUENCIA DEL GRADO DE VARIEDAD Y 
CANTIDAD SOBRE LA SELECCIÓN DEL PROCESO
Continuos
Serie / línea
Grupos semi autónomos
SMF
Batch*
Lotes / procesos
Posición fija / proyectos
Cantidad
Poca
Mucha
Variedad
Poca
Mucha
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN LA PROGRAMACIÓN
1. SISTEMAS DE PRODUCCION A PEDIDO
Se trabaja A PEDIDO cuando cada cliente establece las especificaciones técnicas del producto o pide que se diseñe para una función particular. El fabricante no puede producir el/los producto/s sino hastadespués de hacer el contrato con el cliente. Normalmente dicho contrato incluye el precio, los materiales y el plazo de entrega.
En estos casos hay que "producir a la medida", es decir, producir cumpliendo unos requerimientos que varían de uno a otro cliente. La producción sobre pedido suele emprenderse para bajo volumen de artículos. 
Ejemplos: el sastre, las obras civiles, los 
restaurantes a la carta, el taller de metal-
mecánica, fábrica de envases de cartón con 
logotipo impreso de acuerdo a los requerimientos 
de los clientes, etc. 
2. SISTEMAS DE PRODUCCION PARA EXISTENCIAS (STOCK)
Se trabaja para STOCK cuando el fabricante diseña el/los productos de manera que satisfagan las necesidades de los clientes y por tanto se puede emprender la producción antes de recibir el/los pedidos.
El productor fabrica los artículos anticipándose a la demanda según un plan de producción (basándose en una previsión de ventas). Las necesidades de materias primas por unidad del producto son determinadas por adelantado (antes de recibir los pedidos). Las compras son hechas en función del plan de producción; la adquisición se realiza para existencias debido a la certeza de los detalles de las especificaciones técnicas de los artículos. 
La programación y la producción se hacen para stock, 
es decir para el almacén de productos terminados; 
de este almacén se atienden luego los pedidos de los 
clientes.
Ejemplos: fábricas de ropa de marca, de galletas, de
zapatos, de computadoras (Dell, Compaq, Toshiba),
de hilados, de cemento, de cerveza, de carros, etc. 
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN LA PROGRAMACION
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN LA PROGRAMACION
3. SISTEMAS DE PRODUCCION MIXTOS
Es una combinación de los dos casos anteriores. Puede ocurrir que ambas formas se den en secciones diferentes dentro de la misma planta; pero lo general una de ellas domina y la otra se da esporádicamente.
Este es el caso de una imprenta que recibe pedidos especiales pero que también fabrica papel continuo para computadoras de tipo estándar (para stock) y lo comercializa.
Otros ejemplos son: los talleres de metal-mecánica grandes, una cafetería-dulcería, una fábrica de envases de cartón con y sin logotipo impreso, etc. 
TIPOS DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Esta clasificación ayuda para ubicar las empresas en el tipo de proceso de producción adecuado en función de la variedad y cantidad de productos.
1 Batch: se puede dar también en procesos en línea como en la fabricación de cerveza.
2 Modular: es un concepto de diseño que se aplica tanto en SFM como en línea.
3 Depende si la línea es de ensamble manual (operarios especializados y baja inversión) o línea de conformación (técnicos calificados y alta inversión). 
	Variedad	Cantidad	Proceso	Programa-ción	Máquinas	Operarios	Inversión	Flexibilidad
	Muy alta	Uno o pocos	Unitario – Por proyectos	A pedido	Universales	Muy Cualificados	Depende	Muy alta
	Alta	Muy Baja	Taller	A pedido	Universales	Cualificados	Muy baja	Alta
	Media	Baja	Lote – Batch1	A pedido	Universales	Cualificados	Baja	Media
	Baja	Media	SFM – Modular2	Para stock	Universales- específicas	Cualificados	Media	Media
	Muy baja	Alta	Línea 1 y 2	Para stock	Específicas	Depende3	Depende3	Baja
	Uno o pocos	Muy alta	Continuo - Automático	Para stock	Específicas	Sólo manteni-miento	Muy alta	Muy baja
TIPOS DE SECTORES
PRIMARIOS 
AGRICULTURA
GANADERIA
SILVICULTURA
CAZA Y PESCA
MINERÍA
PETRÓLEO
SECUNDARIO
INDUSTRIA QUÍMICA
INDUSTRIA ALIMENTICIA
INDUSTRIA FARMACEÚTICA
INDUSTRIA CONSTRUCCIÓN
INDUSTRIA METÁLICA
INDUSTRIA REFINACIÓN 
TERCIARIO
COMERCIO
BANCA
EDUCACIÓN
TRANSPORTE
TURISMO
SERVICIOS
PERSONALES
COMUNICACIÓN 
SALUD
PROFESIONALES
HOTELERIA
COMUNICACIÓN
FINANCIERAS
LUZ Y FUERZA
1. INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
Engloba todas aquellas actividades tecnológicas aplicadas directamente a la explotación de la naturaleza; normalmente se refiere a instalaciones fabriles móviles de gran flexibilidad y versatilidad (barcos factorías, cosechadoras, mineras a tajo abierto, etc.). 
TIPOS DE INDUSTRIAS
2. INDUSTRIAS DE PROCESO
Son aquellas en que el producto final resulta de la aplicación de un tratamiento químico o de un acondicionamiento de las materias primas. Tiene dos categorías. 
3.2.1. Industria de proceso químico
Comprende la unión de materias primas en estado químico para conseguir un producto. Ejemplo: la obtención de aluminio, fábrica de
cemento, de papel, de plástico, etc. 
3.2.2. Industria de proceso mecánico
Cuando la materia prima atraviesa distintos procesos
de transformación, por ejemplo cuando al latón de una
fundición se le hace pasar por distintas laminadoras y luego se cortan las planchas hasta conseguir las dimensiones deseadas. Otros ejemplos: procesos de embutido, doblado, corte, soldadura, fabricación de 
botellas de plástico, de zapatos, de ropa, etc. 
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN LA EMPRESA
TIPOS DE PRODUCCIÓN SEGÚN LA EMPRESA
3. INDUSTRIAS DE MONTAJE (ensamble) 
Toman las materias primas, transformadas previamente y arman un producto final. Por ejemplo, las acerías (tratamiento químico) producen la materia, las laminadoras (tratamiento mecánico) le dan forma y la fábrica de ensamble
(montaje) crea un armario o escritorio. Ejemplos: ensambladoras
de computadoras, autos, electrodomésticos. 
4. INDUSTRIAS DE FABRICACION Y MONTAJE
Industrias con procesos de transformación y ensamble, parcial
o total, por ejemplo una fábrica de refrigeradores y congeladores
(tiene proceso mecánico y de montaje). También, una empresa
que hace chasis para ómnibus o camiones con procesos mecánico
y de ensamble. 
5. EMPRESA DE SERVICIOS
Abarca todas las empresas que tienen por objetivo la prestación
de un servicio. Ejemplos: transportes, seguros, entidades 
financieras, restaurantes, teatros, hospitales, comunicaciones,
comercialización de bienes, etc. La elaboración del servicio exige
el conocimiento de las funciones de producción.