OPERACIONES SECUENCIA Y PROCESO DE FABRICACION, CONFIGURACION Y HERRAMIENTAS ING DE METODOS

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3.5 Secuencia v oroceso de fabricaciÓn
sus clientes, No es raro qLre los analistas de nrétodos logren una reducción de 10Vo del precio de los
rrr¿iteriales 1, una reduccrón de l57o de los invent¿u'ios si aplican este método de fornra regtllar a través
de los departamentos de conrpras.
Quizá la raz.ón más importante que explica el éxito continuo de los japoneses en el sector Ina-
nufacturero seael keiret.su. Ésta 
"r 
una fonra de organización de las empresas y lii manufactura que
manriene unidos a los negocios. Se puede ejernplificar conro una telaraña de relaciones entrelazadas
entre thbric¿rntes, a menLrdo entre un fabricante grande y sus principales proveedores. Por lo tartto,
en Japón, compañías como Hitachi y Toyota y otros competidores internacionales pueden adqLtirir
partes de sus productos a sus proveedores regulares que producen con la calidad deseada y continua-
nicntc intentan introducir mejoras para poder cobrar menores precios a las firmas que integran stls
redes. Con frecuencia, los depaftamentos de conrpras pueden crear relaciones con los proveedores
comparables con la llarnada producción keiretsu.
3.5 SECUENCIA Y PROCESO DE FABRICACION
A r¡edida que la tecnología de nianufactura del siglo xxt elimina la manufactura de traba.io intetrsivtr
a f'avor de Jos proceditrientos que requieren invelsiones nrasivas de capital, el ingeniero de métoclos
se debe entbc¿rr en el maquinado y ensan.rblado nultieje y nultifirncional. Los equipos modernos
pLredcn col'tar a velocidades más elevadas en máquinas rnás precisas, rígidas y flexibles que utilizan
controles avanzados y grandes herra¡lientas. Las firnciones de programación permiten Ia calibración
(lLrrante y después del ploceso en el que se ptueba la sensibilidad y la compensación de la henamien-
La. lo cual perrnitc un control de calidad fiable,
lil ingcnier-o cle métodos debe comprender que el tiempo empleado en el proceso de rtranufacLLtr'¿.
sc tliVide cll trcs pasos: contlol y planciLción de invcntarios, opet'aciotres de corlfigr.tración (setup) y
¡tanut-¿rctirra del ploceso. Adenrás, no es nada raro encontrar que la suma de estos procedimientos
|cpresenta sólo cerca de 307c de eficiencia desde el punto de vista de la n.re3ora.
Para nre.jorar el proceso de manufactula, el analista debe considerar l) la modificación de las
operaciones; 2) la lnecanización de las operaciones rnanuales; 3) la utilización de recttrsos más cli-
cientes en las operaciones mecánicas;4) la operación de los recursos ntec¿lnicos de nranera niís
chcicnto: 5,¡ la labricación col'cana a la l'ornra linal (manufactura de tbrma neta); y 6) la utilización
de rgbotsl todo lo anterior pennite nranejar el desperdicio (muda), r'esultado de un procesamientc
r napropiado.
MODIFICACIÓN DE OPERACIONES
Con I'r.ccucncia, la rrodihcación de operaciones da cono resulta
clc ¡¡a caja de llotor requería de la perforación de cuatlo agujeros, uno en cada esquina. Asimismo. la
buse terrí¿r qLte ser pare.ja y plana. Al principio, el operador contenzó por esnrerilar la base y despLtés
ralaclró los cLratro agujeros utiliz-ando una sierra. El trabajo de perforado generó rebabas, las cuales
tur icron clge rerno\ersc couto parte dc otra ot¿tpa. Ante ello, sc lnodi flcó 1a operación de tal folnra
quc l9s zrgujeros sc perl'olaran primero y después se fijara la base, con lo cLral se eliminó la etapa de
¡.e¡roción cle rebaba, debido a que el esrnerilado de la base la expLrlsó de manet'a automática.
Por lo geueral, me<liante la combinación de operaciones se redltcen los costos. Por ejemplo, trn
r¡anufactulerofirbricócl soportedelosmotoresylacajadesalidadesusventiladoreseléctricos f)es-
pLrés de pintar las partes por separado, los operadores las remacharon entre sí. Mediante el remachado
cle la caja de salida del soporte del motor antes de pintarla, los analistas redtrjeron apreciablemente el
tie¡'rpo de la opernción de pintado. De manera similar, mediante el ttso de una nláqtrina más cornpleja
c¡ue contbine varias operaciones. se puecle redr-rcil el tientpo para producir Ia pieza tellninada e incre-
¡ro¡t¿rr la pr.otlucLrviclatl (vea la figura 3,7). A pesar de que la máquina puede set'llrris car¿r, se ptreden
lograr.ahorros significativos en la reducción de los costos de mano de obra.
lln otro ejemplo, el niercado de cabezas cle cilindro de aluntinio está creciendo, y las fundidoras
cstá¡ percatándose de clLre es productivo irdeI proceso de fundición de moldes de acero al proceso de
hLrle espunta percliclo. Este últinto es un procedinriento de filndición invertida que Lrtiliza un nlodelo
clesechable de espuma cle poliestireno rodeaclo de una carcasa cer'álrica delgada. La fundición en
r¡olcles cle ¿rce¡o requiere de r"ln considerable mirquinado subsecr.rente. En cor-tlparación, el proceso
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70 GAP|TULO S Análisis de operaciones
Figura 3.7 Combrnaclón de operac o¡es oara
elrmrnar etapas de proceso L. materia que se
muestra en ¡5) se corta a la meoida y se errrosca
en un solo paso en el torno O t zen CNC que se
muestra eñ a) pata dar como resultado la pieza
termrnada que se muestra en c)
a) Torno CNC de Citizen. (Cortesía cle Jer.sens.
Inc.) b) Materia priura, (Cortesía de Jer-ce ns. lnc.)
() Pieza terninada, (Oorresía dc Jergcns. Inc )
basado en el hule espllnta peldido reduce la cantidad de rraquinaclo y también elimina los costos cle
desecho de la arena nornl¿rlr.nente asociados con la inversión de la fundició'.
Sirt ernbargo, arttes de modificar cualquier opelación, el analista clebe tener en cLlenra los el'ec
tos negativos en las opelaciones subsecuentes a lo largo de la línea de producción. La redLrcción cle
costos de una operación podría resultar en costos niás elevados de otras operaciones. Por ejenrplo. Lrn
cambio en la manufactura de bobinas de carnpo de AC dio como resultaclo la elevación de los costos
¡', por lo tanto, no ftte algo práctico. Las bobinas de canrpo estaban hechas <ie tiras pesaclas de cot¡re.
las cuales se formaron y después se aislaron con película de mica. D.icha pelícLrla fLre colocacll a
mano en las diferentes partes de la bobina. La conrpañía decidió envolver las tiras de cobre a máqLrina
antes de colocarlas en las bobinas. Esta rnedida no nrostró ser práctica, ya que la formación cie las
bobinas ronrpió la pelícLrla de mica, por lo que se necesitalon reparaciones que consLrnrieron rlLrcho
trempo antes de que el plodLrcto fuera aceptado.
MECANIZACIÓN DE LAS OPERACIONES MANUALES
En la actLralid¿td, todo analista de nrétodos práctico debe tener en cuenta cl uso de eqLrrpo y herlu-
Irientas automáticos de plopósito especial, particulannente si las cantidades qlLc se desearr ¡trociLrcir
son gt'andes. Errtrc las úrltirnas olcr-l.as signihcativas de la industria se pLreden nrencionar las nrír-
qLtinas cotttt'oladas por progr¿u'na, las de control nunrérico (NC) y las controladas por conrpLrtrclorut
(CNC) así como otros equipos. Todos ellos generan ahorros substanciales en costos de rnano de ob¡a
y tienert las ventajas sigLtientes: redr-rcción del inventario del tlabajo en pfoceso, nrenos partes dnñu-
das debido al ntanejo, menos desperdicios, menor Lrrilización de espacio y Lln tiempo cle prodLrcci(tn
l¡etttlt'. Por ejernplo (vea la íigula 3,8), mientras que se necesitarr dos operadot'es para usar una ¡r.lli
qLrina herramienta operada manualmente, sólo se reqr,riere nno para Lrtiiizar una máquina herranrien-
ta controlada pol contptttadora. El Lrso de un brazo robotizado que opere una nráqLtina herranticntir
totalnlente aLltontatizada ni siqLriera requerirá de Lrn operador, lo cual redLlce de mauera consider¿iblc
los costos de tttano cle obra (con la salvedad de que los costos iniciales de capital serán rrayores),
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3.5 Secuencia y proceso de fabricación
Figura 3.8 Mediante la mecanización de opera-
oones manuales se pueden reducrr los costos de
mano de oora
a) Se requieren dos personas p¿rra opefar manual-
mente la máquina herramienta. ó) Una máquina
herrarnienta controlada por contpr.rtadoraactual sólcr
requiere de un operador. c) Una nráquina herrantien-
ta de última generación controlada por computadora
aún requiere de un operador pero puede realizar
más operaciones. d) Un brazo robotizado que opera
una máquina herramienta totalmente automatizada
no requiere operadores,
[a) O Yogi, Inc./CORBIS; D) O MolJy O'Bryon
Welpott; c) y d) Coltesía de Okurna.l
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Entre otros equipos autonráticos se incluyen las máquinas automáticas para destomillar; las
llerforadoras con rlúrltiples brocas, perforadoras y máquinas de intrusión; máquinas herramienta de
ruesa indexada; equipo de fundición automática que combina la fabricación automática de moldes
de arena, vertido, llezclado y esrnerilado; y el eqLripo para dar el acabado de pintura y cromado. E,l
lLso de herratrierltas elóctric¿rs para ensamblado. tales conro los desarmadores eléctricos, los marti-
llos neLtntáticos y eléctricos y los alirnentadoles rnec¿inicos, es a veces más económico que el uso cle
henanrientas lranuales,
i)ara ilustrar, una conpañía que prodLrce ventanas especiales Lrtilizaba métodos nranuales para
[)fensar'las gttías sobre anrbos extremos de la placa de vidrio de las ventanas qLLe había siclo cLlbierta
con una envoltut'a de hLrle sintético. Las placas de vidrio se manteníau en posición mediante dos sLr-
¡rerlicies acolcho¡adas que se mantenían unidos entre sí mediante ntétodos neunráticos. E,l operador
levantaba la guía y la colocaba sobre el extlenro del vidrio de una ventana y después levantaba el
rnazo y martillaba la gLría para colocarla en su posición sobre el vidrio. La operación era lenta y traía
colllo consecllencia qtle el operador sufriera de r.rn gran núnrero de lesiones n'rúsculo-esqr.leléticas
relacionadas con su trabajo.
Además, el desperdicio era considerabie debido a la ruptura de vidrios producicla por los golpes
de las guías sobre el vidrio. Ante ello, se diseñó un nuevo método que de manera neumática aprisio-
naba las gr.Lías del vidrio de la ventana sobre una envoltLrra de hule sintético. Con ntucho entusiasnro,
los operadores ¿tceptalon este nuevo nrétodo debido a que el trabajo era mucho nrás fácil; los pro-
blenlas de salud clesaparecieron, aumentó la productividad y la ruptura de vidrio descendió a niveles
cercarlos a cefo.
La nreca¡riz-ación se aplica no sólo a la operación de procesos, sino tan¡bién al papeleo adminis-
Lr¿rtivo. Por ejemplo, las aplicaciones de los códigos de barras pueden ser invalr¡ables para el analista
de operaciones. Mediante los códigos de banas se pueden ingresar de nranera rápida y precisa r.rua
gran variedad de datos En consecuencia, las conrputadoras pueden manipular datos para alcanzal'un
ob.jetivo deseado conro, por ejenrplo, el conteo y control de invent¿rrios, el enrutantiento cle artícLrlos
espcrcífictts hacia o a través de un proceso. o la idcntificación del estado de av¿rnce o del operador c¡Lre
cn ese ntontenro rrabaja en cada artículo en Llt proceso en marcna.
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72 oAPíTULo o Análisis de operaciones
UTILIZACIóN Og INSTATACIONES MECÁNICAS
MÁS EFIC!ENTES
Si una operación se Ileva a cabo necánicamente, siempre existe la posibilidad de enplear nreclios
más eficientes de mecanización. En una compañía, por ejemplo, las bases de las aspas de las turbinas
se maqLrinaban mediante tres operaciones independientes de fresado. Tanto el tiempo del ciclo como
los costos eÍan clcvados. Cuando se introdujo cl punzón cxterno, las trcs supcrficies podían termirrar'-
se de una vez, con los considerables ahorros en costo y tierxpo. Otra compañía no vislunbró la posi-
bilidad de utilizar Lrna operación de prensado. Este proceso es uno de los n.rás rápidos para el forntado
y el dimensionarliento de procesos. Un soporte estarnpado tenía cuat¡o agLrjeros qr,re se perfblaban
después de que el soporte se había formado. Mediante el uso de un dado diseñado para perforar los
agLrjeros, el trabajo pLrdo realizarse en una fracción del tiempo que se errplerLba anteriornrente.
La rnecanización del tlabajo se aplica a otras áreas, adenás del trabajo manual Por ejem¡rlo.
una compariía de [a indus¡'ia alinrenticia dcbía velificar el peso de varias líneas de prodr-tcto con
una báscula. Este eqLripo reqr.rería que el operador observara el peso visualmente, lo regislrara en un
formulario y, posteriornrente, llevara a cabo varios cálcurlos. Un estLrdio de ingeniería de lréroclos
dio conro consecuencia la intlodLrcción de r.rn sister-na estadístico para controlar eJ pesc'r, Con este
nrétodo mejorado, el operador pesa el producto en un¿l báscLrla digital p|ogramada para acelltar
el prodLrcto dentro de r.rn cierto rango de peso. A medida que el producto se pesa. la intbnración
relativa al peso sc transfiere a una conrpLltndora personal qLre cornpila la infornracirirr e rrrprirrre el
repofte que se desea.
OPERACIóT.¡ OC INSTALAGIONES MÉCANICAS
DE MANERA MÁS EFICIENTE
tJna bLrena consigna de los analistas de métodos es ésta: "Diseñe por dos ¡l nrisnro tienrpo". En gene-
ral, la operación de múrltiples dados en el traba.jo de prensado es nás econórlic¿r que la operacrón clc
una sola etapa. De nLrevo. múrltiples cavidades en el iundido de dados, nroldeo y procesos sinrilar.c.
son opcioncs viablcs cuando cxistc un volurren suficjente. En las operaciones con nritquinas. los ana-
listas deben asegurarse que se utilicen los alinlentadores y las velocidades apropiadas. Ellos dcben
investigar el afilado de las herramientas de corte para obt.ener un máxirno benefrcio. Dcbe n veriticnr
que las herrantientas de corte se encuentran rronladas adecLradamente, qLre se LLtilice el lubricantc
correcto y qLre la máquina helramienta esté en buenas condiciones y reciba el manreninliento Llde-
cuado. Muchas máquinas herramienta trabajan a sólo uua fracci(ln de su eficiencia. Pronrover que se
trabaicn las hcrrarnicntas mccánicas dc una mancra urás cficiente casi siempre genera drvidendos,
FABRICACIéN CERCANA A LA FORMA FINAL
lltilizando un proceso de rranufactura que genere cornponentes nrás cercanos a la forma final (rrta-
nufactura de fornta neta) se pLrede maxinrizar el urso de material, reducir e I dcsperdicio, nrinintizar el
proccsarnienro secundalio tal como el maquinado y terrnirrado finales y pernrite fabricarcon rttateria-
les tlenos dañinos para el ambiente. Por ejemplo, la formación de partes con polvos met¿ilicos (PM)
en lugal del lirndido y el lbrjado convcncionales a menudo pclmiLe l'abr-ii;¿rr lbr-nras casr finales pala
muchos componentes. lo que genera ahomos económicos enormes, así corno ventajas funciorr¿rles Lln
el caso de polvos ¡retálicos forjados en forma de v¿rrillas, se ha reportado qLre éstos han reclLlcido la
nrasa lecíprocante de alternativas en competencia, lo cual proditce menos ruido y vibración tsí cortto
mayores economi¿ls de costos.
CONSIDERACIóN DEL USO DE ROBOTS
Por l'azones de prodirctividad y costos, en Ia actLralidad es importante considelar el r"tso de robots
en muchas áreas de rlanutactura (vea la figura 3.9). Por ejemplo, Ias áreas de ensanlblado incltrven
trabajo qLte típicamente contiene un alto costo de mano de obra directa, qtre en algLrnos casos feprc-
senta u1ás de la mitad del costo de manLrfactLrra de Lln producto. La venttLja principal de inlegral tln
robot. modcrno cn cl prtccso dc cnsamblado cs su inhcrcntc flexibilidad. Estos mecanisntos puedetl
ensalrblar múltiples productos en un solo sistema y ser programados para nrrrne.jlt vtrits tureus cot.l
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3,5 Secuencia v proceso de fabricación
variacrones en las partes. Además, el ensambl¿rdo mediante el Llso de Lrn robot puede ploporcionar
Lrna calidad repetida de manera permanente y predecir el rendintiento de la producción.
El tiempo de vida típico de un robot es de l0 años. Si recibe un buen nantenimiento y se uti-
Jizl para movef pequeñas cargas, sLr vida puede extenderse hasta l5 años. Cono consecuencia, la
dcpreciación del costo de un robot puede ser relatilamente insignificante. También, si el tamaño
y la conhgLrración de lLn deternrinado robot son adecuados,puede utilizarse en Llna gran variedad
de operaciones. Por ejemplo, podría Lrtilizarse p¿rra cargar un troqLrel de fundición, para cargaf Lln
tanque de enft'iaruiento, para c¿rrgar y descargar r"Lna operación de forjado de Lrna placa, para cargar
tln aparato para lavat'placas <Je vidlir¡, eLc En tcoría, un roboI del Lamaño y configLrración correctos
pr.rede ser progratlerdo para hacer cualquier tipo de trabajo.
Adenlás de lLts ventajas de la productividad, los robots también ofrecen ventajas en seguridad, pues
ltuedcn trtilizarse en centros de trabajo donde existe peligro para el trabajador debido a la naturalez.a del
proceso. Por ejenplo, en Ltn proceso de fLrndición con troqueles, puede existir una probabilidad consi-
derable de peligro debido a las salpicaduras de rnetal hirviendo cuando el metal firndido se inyecta en
la cavidad del troquel. [Jna de las primeras aplicaciones de los robots file en el fundido de dados En
Llna conlpuñía, un robot de cinco ejes desarrollado por la cornpañía Unimation, lnc.. opera una máquina
de ftrndido a tt'oqrrel de 600 toneladas contlolada por r.rn microprocesador En la operación, el robot
b) Fundición a troqLrel y alintenración de la prensa
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Banda Banda Conrr.ot .cle fil!+" Bancla
trilnsportaLlora tr-ansporladora )ll)e,"Ig fnff nl t|anspor-!adora
de entrada de lransfelencia l U LJ Ul de salida
al¡nace- Y fresar
n itnt r ento
Figura 3,9 D bulo que ustra a gurlas d-o
tas aplicaciores rrdusl'ra es más comLrcs
oe os roools
rr) Se rnuestra un lobot para soldadLlra, pcfo
por Io general se pueden utilizar vanos de
ellos a lo largo de una línea de ensanrblc au-
tomotriz. b) En una apJicación de lundido a
trocluel, un robot clescarga las mliquinas pala
el fundido, realiza operncioncs clc cnfrianlien-
to )/ carga material en una pfensa. c1 l-a )ínea
de producción de maquinado se Lrtiliza para
producir-las camisa de las levas d) La línca dc
cnsanrble utiliza una conrbinación de robots.
alinrentadores de partcs y operadores hunra-
n os.
r) Centro cle nraquinado
a) Soldadura
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74 GAPíTULo 3 Alalisis oe operac;ones
se mlreve de posición cl¡ando el troquel se abre, tonra la pieza fundida por su agirrrtrdera y la retifa de
la cavidad. Al r-nisrro tiempo, cornienza a rocial autonráticamente el lr-rbricante en el troquel. El robot
despliega la pieza fundida a través de escáneres infrarojos, después envía señales a la miiquina fr.rndi-
dora para aceptar otro llLrjo de lubricante. El metal fundido se deposittr por medio de un robot en Lrnr
estación de salida para sLl recorte. En este pLrnto, Lrn operador, ubicado en un sitio lejano de la máqrLina
fLrndidora, recofta con seguridad lapieza fundida ),la prepara para operaciones subsecnentes.
Los fabricantes de automóviles otorgan una inrportancia particLrlar en el uso de robots parl
efectnarlassoldadrLras Porejenplo.enNissanMotors,95TodelassoldadurasqLLeserealizanensLrs
vehículos se llevan zr cabo por medio de robots, por sLL pane, Mitsubishi Motors reportó quc aploxi
madarnente l)Va de sLrs plocesos de soldado se llev¿rn a cabo mediante fobots. E,n est¿rs conrpañías.
los tierrpos perdidos prorledian nrenos de l7c,
3.6 CONFIGURACIóN Y HERRAMIENTAS
Uno de los elementos más importantes de todas las lornras de elementos de sujeción, herrrmientrs ,r,
configr.rraciones del rrabajo es la economía. La cantidad de herranrental nrás ventajosa depende de I )
la cantidad de la produrcción, 2) las acciones repetidas, 3) la mano de obra, 4) 1os reqLrisiros dc entrega
y 5) el capital que se leqLriere.
El error más usual del personal que se enearga de la planeación y de los fabricantes de herra-
rnientas es invertir dinero en instalaciones o accesorios que generan un aholro significativo cuarrdtr
están en uso pero que muy raravez se utilizan. Por ejemplo, Lrn ahorro de l07o en costos diL'ectos cle
nlano de obla en un tlabajo quc se realiza de rnauera consl.anLc plobabicmcnte.jusLrfic¡Lre Lrn mayof
gasto en herramient¿rs qr.re ahorros de 80 o 90Vo en un pequeño tlabajo qLre sólo aparece en el calen-
dario de progranración algunas veces al írño. (Este es un ejenrplo del análisis de Pareto, del capítLLlo
2.) La ventaja ecc¡nó¡r-ric¿r de menores costos de nr¿lno de obra es el factor cJe control para deternrinar'
eI herranrental; en consecuencia, puede sel'deseable e] uso de gLrías para tbbricar piezas idénticas y
accesorios, aun cnando sólo estén involucradas peqLreñas cantidades. Otras consider¿rciones. tales
couro Lrn mayor intercar¡bio. una mayor plecisión o la redL¡cción de ploblenas de r.nano de obra pLte-
den ser las razones donrinantes para enrplear herranrental elaborado, alrnqLre éste generainrente no es
elcaso. En el capítulo 9. en la sección sobre diagranras de cobertura de gastos, se analiz-a Lrn e.jemplo
del conrpromiso entre los costos de los accesorios y de las herramientas.
Una vez qLre se ha dete¡nrinado la cantidad necesaria de herranrental (o si el herranrental ya exis-
te, Llna vez que Ia cantidad ideal necesaria se ha determinado), se deben evalual las consideraciones
ospr:cíficas para proclucil los diseños más t-avorables. Estas cLrest.iones se enLrmeran en la I-ista dc
i,erificación para evaluar la configulación y el herlamental que se muestm en la figtLra 3 10.
La configuración va de la rnano con el herramental. ya qLre éste inva¡iablerrente detennina Ios
tientpos de conliguraciiin y arranque. Cuando hablamos del tiempo de configuración, generalnrente
incluimos aspectos tales como ponerse de acuerdo acerca del trabajo a realiz.ar; generar instluc-
ciones, diagramirs, herrarlientas y material; prepar¿lr las estaciones de tlabajo de tal rnarrela que Jlr
prodncción pucda courcnz.al dc la nrancra prcscrila (configural hcrrarricntas; ajr-rstar los topcs; conli
gurar los alimentadoles ), la prolirndidad de corte :y así sucesivamente): dcsmontru-la configuracion:
y devolver las hemamientas a su caja.
Las operaciones de configuración (setLrp) son especialmente imporlantes en los lugares de tlaba'
jo donde las corridas de producción tienden a ser peqr-reñas. Aun si este tipo de lugales cLLentan con
lrodernas instalaciones y dedican Lln gran esfuerzo. es plobable qLLe tengan problenras en igLralal a la
corlpctcncia si las crtrrfiguraciones son muy largas debido a rLna poble planeación y un herramentlLl
ilehcient.e. CLrando la rt:laciólt c¡rtt.e el tictnpo tJe configuración y el tienrpo de corridn de ll proclLrc
ciólr cs muy grande. un analista de métodos puedc desalrollar r,'arias fonuas para tncjrtt'ar la corrligLr-
ración y el herranrental, [Jna opcirin signilicativa es urn sistenra de tecnologías c1c grLrpos.
La csencia de la tecnología de grupo radica cn la clasificación de los dilerentes conrponelttes
de los productos de la conrpañía, de tal manera qr-re las partes sinilares en fonr¿t y en secLtencia cle
procesamiento sean idénticas desde Lrn pnnto de vista nurlérico. Las partes pertenecientes al nrisnro
grupo de familia, conro por ejemplo. anillos, nraugas, discos y collales, estirn progranraclas para sLt
¡troducción durante el nrisnro inten,alo err una línea de producción de pr opósiro gerteral confrgLrntdr.
en llr tecLrencia úptirrrl de operatiún.
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3,6 Configuración y herramientas
Sooorte
1 ¿Puede un s0porte utilizarse para pr0ducir 0tr0s diseños similares para introducir ventajas?
2 ¿Será similar el s0p0rte a alqunos 0tr0s que se han utilizado para generar venta¡as? Si es asi, ¿cÓmo podría usted mejorarlos?
3 ¿Puede utilizarse la existenc¡a de material existente para hacer un soporte?
4 ¿Puede incrementarse la producción si se coloca más de una parte en un soporte?
5 ¿Pueden removerse fácilmente las rebabas de los soportes?
6 ¿Son los sujctadores de un sopode lo suficientemente resistentes para evitar que se tuerzan cuando se aprieten?
7 ¿Deben diseñarse llaves especiales para trabajar con los sopoftes?
B ¿Deben diseñarse fresas especiales, pérgolas o collares para instalarse con el soporte?
I Si el s0p0rte es del tipo rotatori0, ¿ha diseñadousted un arreglo adecuado de indexado?
10 ¿Puede un sopone utilizarse en una cabeza de ¡ndexado rotatorio estándar?
1 1 ¿Puede haóerse que el soporte maneje más de una operación?
12 Al diseñar un s0p0rte, ¿ha acercado un trabajo lo más próximo a la mesa de la fresadora c0m0 le haya sid0 p0sible?
1 3 ¿Puede calibrarse el trabalo en el soporte? ¿Puede utilizarse un calibrador de presiÓn?
14 ¿Puede usted utilizar remaches para ayudar a detener el trabajo mientras se está lresando?
1 5, ¿Colocó resortes debajo de todas las mordazas?
1 6 ¿Están endurecidos todos los puntos de contacto de acero, mordazas, etcétera?
1 7, ¿0ué lipo 0 clase de soportes desea diseñar?
1 8 ¿Puede usted utilizar doble o triple rosca en un tornillo que detiene el trabajo en el s0p0rte, de tal forma que t0mará men0s
vueltas para sacar el tornillo fuera de su posición para remover la parte más rápido?
1 I ¿Puedc un fabricante de herramientas hacer la guía o sopofte?
20 ¿Son las piernas de la guía o soporte l0 suficientemente largas para permitir que el taladr0, el escariador 0 el p¡loto del
escanad0r pasc a través de la parte una distancia razonable sin hacer contacto con la mesa de la prensa del taladro?
2-1 ¿Son las guías o soportes muy pesadas para ser manejadas?
22 ¿Se identifica la guÍa o el soporte con el número de ubicación para almacenarse y un número de parte que identifica la
parte 0 panes que la guía ayuda a pr0ducir?
23 ¿Está la pieza s0portada adecuadamente de tal forma que la fuerza de sujeciÓn no lo doble o quiebre?
Pieza
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SÍ No
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7
B
Taladros
¿Ha s do sometida lapiezaa una operación anterior? Si es así, ¿puede usted utilizar cualquiera de estos puntos 0
superficies para c0locarla o fijarla?
¿Puede la parte colocarse ráp¡damente en el soporte?
¿Puede quitarse la parle rápidamente del sop0rte?
¿Está la parte soportada firmemente de tal manera que no puede trabajar floja, con 
juego 0 interferir con la herramienta
¡jentras se lleva a cabo el cone? (El corle debe realizarse en c0nlra de la parte sÓlida dei s0p0ne y no en conlra de la
m 0r0 aza )
¿Puede fresarsc la parte en un torno estándar armando un conjunto de quijadas especiales, por lo tanto, suprirn¡end0
un soporte costoso?
Si la pane va a ser fresada a un ángulo, ¿podrÍa simplificarse el sopofie utilizando un ángulo de fresado ajustable estándar?
¿Pueden fundirse las agarraderas de la parte que Se va a maquinar para que usted pueda sujetarla?
¿lla escrito usted una nota en el diagrama 0 estampado todas las partes sueltas indicando las guías para las 
que fuer0n
hechas, de lal manera que las partes perdidas o colocadas fuera de su lugar puedan regresarse a sus guías cuando
se encuentren?
¿Están redondeadas todas las esquinas necesarias?
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NOS
1 ¿0ué le da el empuje al taladro?
Z ¿Puede usted utilizar cualquier remache o tornillo para suietar la pieza mientras está siendo perforada?
3 ¿Son los cojineies del taladro tan largos que sea necesario hacer agujeros de extensiÓn?
4 ¿Están colocados los sujetadores de tal manera que resistan o ayuden a resistir la presión del taladro?
5 ¿Tiene la prensa del taladro las velocidades necesarias para el perforado y escariado de tod0s los orificios?
6 ¿Debe tener la prensa de perforado un anexo de intrusiÓn?
7 EL perlorado y escariado de varios orificios pequeños y só10 un0 grande en las guÍas n0 es práctico debido a que se pueden
0lltener resultados más rápidamente si se perforan agujeros pequeños sobre una prensa de perforado más pequeña, mientras
que sólo tener uno grande requerirá que se utilice la guía en una máquina grande:
a) ¿Es más barato perforar el aguiero grande en otra guía 0 sop0rle?
D) ¿El resultado será lo suficientemente preciso?
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NO
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Var os
1 ¿Puede diseñarse un calibrador o añadirse remaches endurec¡d0s para ayudar al 0perad0r a configurar los cortadores
de molido o verificar el trabajo?
2 ¿Existe una gran cantidad de espacio para que las abrazaderas de la pérgola pasen sobre el trabaj0 s¡n que se impacten?
Figura 3.1O L_sta de verficaciÓn para eva uar la configuraciÓn y el herramental
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76 CAP¡TuLo 3 Análisis de operaciones
It) l0 .10 i0 70 30
ll SLn subtbil¡¡s O'--r 0
/<\&b f-- r
C¡nrbio o csc¡lón D D o @ >-É =zl
Cambio o cscrlón
cn dos l{dos lrJ, IJ fiJI-D @ &
I Con pc\rair¡\.
prrtubcrancias a\t-\-\UJLU DF D 4
4 Co¡ hifu¡t¿ción o ranu
rtdo rhicr!r o ccilado E-:, @ @LA) É;= ñ@t
5 Con orificir f--:--¡ @ m @
6 Co r or i iicio v cucrda\ (D oul o (o ol @ f:-f, ffi
7 Con I tnur il\ () nudos (T==-==- olF-l 0
3 Co r cxtcnsioncs
conplcrlrcrlt{¡ ¡ds tu
Figura 3.1 'l Subdiv sión del
s stema de agrupamrento para tec-
noLogla Oe grupos
Puesto que tanto el tamaño como la forma de las partes de una determinada familia varían de
manera considerable, por lo general la línea está equipada con accesorios y soportes tipo universal y
de acción rápida para fhbricar piezas idénticas. Este método tambjén es acorde con la eliminación de
desperdicios (mudas) de un inventario excesivo y con el pilar de las 5S de la estandariz-ación.
Como cjernplo, la figLrra 3.ll mLrestra un sistema de agrupamiento sLrbdividido en nLreve clases
de pafies. Observe la sinlilitLrd de las par:tes en cada colLrnrna veftical. Si fLréranros a r.raquinar r.rtr eje
con rosca exterior y un agujero parcial en un extremo, 1a parte se identitrcaría conro Clase 206,
TIEMPO DE CONFIGURACIóT.¡ ISCTUPI REDUCIDO
Las técnicas dejusto cr fiempo (JIT),lacuales se popularizaron en años recientes, hacen hincapié en la
lcducción dc los tietnpos dc configuración hasta cl rrínirro nrcdrantc sLr sirrplificación o elrnlinaciórr
El Sisterna SMED (caurbio de dado en sólo r-rn rninLrto; del sistema de producción'loyota, TPS (Shin'
go, l98l) representa ulr buen ejemplo de este mérodo. Con frecuencia, una gran parte deJ tienrpo de
configuración puede eliminarse si se garantiza que la nrateria prirna respcl.e las especificaciones. qtre
las herramientas estén aflladas y qLre los accesofios estén disponibles ¡, en buenas condiciones Brr
ocasiones, puede ser rnás eficiente la producción en lotes más pequeños. Los talnaños de lote rlíts
peqLleños pLteden pelnritir que los inventarios sean nrás peqLleños, con nrenos problernas de costcts
de transporte y de alntacenamiento, tales como contaminación, corrosión, deterioro, obsolescencia v
robo. El analista debe contprender que la redLlcción del tarnaño de los lotes dar¿i como consecttenci¿t
run incrernento de los costos totales de configulación de la misma cantidad total de prodLrcción en rtn
periodo detcrmlnado Cuando se intenta reducir el trenrpo de configuración se deben tonrilr en cLlentil
vanos asDectos:
t. El trabajo qLre pueda realizarse nrientras el eqLripo esté en operación deberít hacerse cn el
momcnto. Por c.jcnrplo. la preconfiguración de las hemanrientas del equipo de control
nunrérico (NC) pLrede hacerse mientras la máquina se encuentre trabajando.
2. Uso de eletnentos de sujeción más eficientes. En general, los sujetaclores de acción rirprda
que emplean acción de levas, palancas, crLñas, etc., sou lnucho más tápidos, proporcionirn ltna
fiterza ¿rdecuad:i y son generalmente una buena opción respecto a los sLt.jetndoles de rosca
Crrando sea neces¿irio utilizar sujetadores de rosca (como fLrerza sLrjcrt¿ldora), las ar¿rndelas C tt
los agujeros raslLrados se pueden emplear de tal manera que las tLrercas y tormillos no tengan
que ser quitados de la máqLrina y pLredan reutilizarse, lo que reduce el tiempo dc conftgttración
del siguiente trabajo.
3. Eliminación del ajLrste de la base de la máquina. El rediseño de los ¿rccesorios de las partes
y la utilización de hen'amientas preconfiguradas pirede elirninar la nccesidad de erlplear
espaciadores o ajLrstes del bloque gLría a la posición de la nres¿r,
4.Ernplco dc patloncs o calibradorcs dc bloqucs con la linalidad de realizar ajLrstes r¿ltpidos a los
topes de las miiqLrinas.
El tienpo invertido en la requisición de herranrient¿rs. en la preparación de la esración de trabajo
pala Ia producción real. Ja liurpieza de la estación de traba.jo y la devolLrcirin cle las helraurient¿ts l sLt
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3.6 Corf gurac ón y lerrarnre rras
üa.lx represcntan tareas qtte generalmente están incluidas en el tiernpo de configulación, Con fr-ecuen-
cia. dicho tielnpo es difícil de controlar y por lo seneral el trabajo se realiza con uua rnenor enciencia.
En ocasioncs, cl control cficiente de la producción puede redLrcir este tiempo. Hacer que la sección de
despacho sea responsable de ver qLre las herlamientas. calibradores, instnrcciones y materiales sean
entregados a tientpo y qtLe las herramientas sean devueltas a sus respectivos lr.rgares una vez que se ha
lealizado el tlabajo, elinina la necesidad de qLre el operador abandone su área de tareas, El operador,
ctr[onces, sólo tiene quc llevar a cabo Ia configuración y el arranque de la nráquina. La función admi-
ltistrativa y de rutina de proporcionar diagramas, instrucciones y herramientas puede realizarse por
los trabajadores más familiarizados con este tipo de trabajo. Por lo tanto, Lrn gran núntero de reqLri-
siciones sc ptteden realizar de nranela simr.rltírnca y el tiempo de configuración se puede minirrizar.
Aquí, de nuevo, la tecnología de grupos puede lepresentar una ventaja.
Para evitar que los operadores tengan que afilal sus herramientas cadavez qr.re las necesiten. se
rlebe contar con herramientas de corte de repuesto de fácil disponibilidad. Cuando los operadores ad-
c¡tLieran nulevas herLamientas, las usadas deben ser devueltas al encargado del almacén de herramien-
tas y ser reemplazadas por las uuevas. El afilado de herramientas se convierte en una nueva función
que permlte qLre éstas puedan estandarizarse ntás fácilmente.
Con el fin de rlinirnizar tiempos perdidos, cada operador debe contar con un registro del trabajo,
PLIcs es implescrndible que sienrpre sepa cuál será el siguiente tl'abajo Una técnica que se utiliza con
it'ecuencia para mantenet'la carga de trabajo a la vista del operador, supervisol y superintendente
cs unlt pizan'zt sobre cada instalación de producción, con tres sLrjetadores o bolsas para recibir las
tjldenes de traba.io. El primer sujetador contiene todas las órdenes de trabajo programadas con ante-
lae ión;el seglLndo sirve para tener las órdenes que se están realizando en Lln detenrinado momento;
l eI último para conservar todas las órdenes de trabajo tenninadas. Cuando se generen órdenes de
trabajo, el despachador las debe colocar en la estación de trabajo pendiente. Al nrisnro tiempo, tiene
qLte recoger todos los rcportes de órdenes ternrinadas de la estación de trabajo y entregarlos al depar-
tarrlento de progranración para su registro. Este sistenra garanliza que los operadores reciban trabajo
tle rttanera continlta y hace inttecesario que tengan que dirigirse al supelvisor para recibir su sigLriente
rsignación Ce tlabajo.
Illaborar un registlo ct.rr las configuraciones difíciles y recurrentes puede ahorrar un tienrpo
considerable dc conligLrlación cuando se reciban trabajos lepetidos. QLrizá la fornta más sirnple ¡,, sin
e rnhargtl. la lnás eficiente de cornpilar un regisrlo de una configuración, sea to¡rarle Lrna fotografía
UI1¿1 vez que se haya terminado. Dicha fotografía debe engraparse y archivafse con la tarjeta Ce ope-
t'aciones de prodLrcción o colocarse en una envoltura de plástico y pegarse en las hemamientas antes
de qLre éstas sean altnacenadas en sLr caja.
UTILICE TODA LA CAPACIDAD DE LA MÁOUINA
Con frecuencia, un¿t revisión cuidadosa de un glan núnrero de trabajos revela posibilidades para uti-
liz.nr Lrna polción rnayor de la capacidad de Lrna máqLrina. Por ejemplo, una operación de molienda
de Lrna palanca de tiro se cambió de tal manera que las seis caras fresaban de ntanera simultánea
ntetliantc el uso dc cinco cortatlores. La vicja configuración requería que el trabajo se realiz-ara en
tfcs ctapas. lo cLral significaba que la parte tenía que colocarse en una base diferente tres veces l-a
tritcviL redu.jo cl tienrpo total de nraquinado e increnrentó la precisión de la relación entre las seis
clras nraquinadas
Los analistas también deben tomar en cuenta el posicionamiento de LLna parte mientras que la
otra está siendo maquinada. Esta oportunidad se presenta en muchas tareas de fresado en las cu¡ales
cs posible fres¿rr de manefa convencional en un paso de la nresa y hacer el tiesado de altura en el paso
de regreso, Mientr'¿rs el operador carga Lrn accesorio en Lln extremo de la nresa de rraquinado, un acce-
sorio sintilal sLrjeta la pieza que está siendo nraquinada por alimentación de energía. A medida qLre la
lltesa de la nrtiqr,rina regresa, el operador qLrita el prin'rer pedazo de la máquina y recarga el accesorio.
\4rentras se lleva a cabo este trabajo interno, la nráquina corta la p\ezaen el segundo accesorio.
E,n visla del costo cadavez más elevado de la enelgía, es importante utilizar el eqLripo más eco-
ntjrnico pafa fcalizar la tarca Hacc valios años, cl costo dc la cnolgía cra una partc tan insignificante
rlel costo total qLre se prestaba rruy poca atención al hecho de que se utilizaran las máquinas a su
nrtixima capacidad. Existen literalmente miles de operaciones donde sólo una fracción de la capzici-
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78 GAPíTULo 3 Análisis de operaciones
dad de Ia máquina se utiliza, con el consiguiente desperdicio de energía eléctrica. En la industria del
comercio de los metales, el costo de lzr energía es de nrás de2.5Vo del costo total, y existen indicios
significativos de qLre el plecio de la energía aumentará al nenos 50Vo en la próxima década Es rru¡"
probable que Llna planeación cLlidadosa en la Lrtilización de proporciones mayores de la capacidld
de una máquina para hacer el trabajo pueda representar un ahorro de 50Vo en el uso de la energía en
una gran parte de nuestras plantas. Típicamente. para la mayoría de los nrotores, se cumple qLre si el
porcentaje de la carga tot¿rl estimada aumenta de 25 a 507o, cuando mucho se puede alcanzar' | 1% de
aumento de eficiencia.
INTRODUCCIÓN DE HERRAMIENTAS
MÁS EFICIENTES
De la misma manera que continuamente se desarrollan nuevas técnicas de procesamiento. se debe
considerar el empleo de un herramental novedoso y más eñciente, Las herralnientas de corle con re -
cubrimientos han mejorado de manera dramática la combinación cítica desgaste-resiste ncia./rr.rptLrrr-
resistencia. Por ejemplo. las herramientas recubiertas con TiC (carburo de titanio) han propolcionado
Lln aumento de 50 a 1007o de velocidad con respecto a las de carburo sin recubrinriento, donde cadx
una tiene la misma resistencia a la ruptura. Entre las ventajas se encuentran superficies rlás dLrras, por
lo cual se reduce el desgaste por: abrasión; una excelente adhesión a los sustratos: un bzLjo cocficiente
de fricción con la urayoría de los materiales de trabajo; un material quírnictl inelte: y resistene ia u
temperaturas elevadas.
Por lo general, en muchos trabajos, Ias herramientas de carburo son más atractivas en cLr¡Lnto
a costo que las de acero de alta velocidad. Por ejemplo, una compañía alcanzó 600/o óe ahorros con
sólo mc¡dificar la operación de fresado de una fundición de magnesio. Originalrrente. la base er rL
flesada totalmente en dos operaciones. utilizando coÍadores para fresar de acero de alLa velocidacl
Un análisis dio como resultado que era más productivo emplear tres cortadores con pLr)t¿r dc carburur
rrrontados en un sopoftc especial para fresar totalr¡ente las partes. Se ohturierc¡n alimeutaciones v
vclocidades más rápidas )'no sc dañó cl acabado dc la supcrficie
A menudo se pLreden lograr ahorros nediante la alteración de la geometría de las herranrientas
Cada configuración inrplica requisitos diferentes que pueden lograrse sólo mediante el diseño dc
un sisterra de ingenieríaqLre optimice el rango de alimentación para el control de rebabas, fLrerz,as
cortantes y resistencia de bordes. Por ejen.rplo, se pueden diseñar geometrías de irn solo lado y fuelz-r-
moderada con el fin de proporcionar un buen control de la rebaba y una reducción de la fuelza, F.n
cste caso, sc agl'upan elevados ángulos de inclinación 1-rositivos con cl firr de reducir el cocientc rl.-
grosor de la rebaba, Io qr,re proporciona bajas fuer-za de corte y terrperatLrra cle cortudo.
Cuand<t se desec adquilir un hen'amental más eficiente, el analista deberá desarrollar mejoles
nlétodos para sujetar et trabajo. Las piezas deben sLrjetarse de tal fornra c¡ue puredan colocalse 1
quitarse r'ápidanrente (vea la figura 3.12). A pesar de que la carga de las paftes aún es una opemción
nranual. se i¡lcrelrent¿rr¿i la prodLrctividad así como tanibién la uniformid¿rd.
3.7 MANEJO DE MATERIALES
El mane.jo de ltrateriales incluye restricciones de nrovinriento, tiempo. lLrgal cantidad y espacto. En
primer lugar'. el nrane.jo de materiales debe galantiz-ar qLre las partes, nrateriit pri rrit. mater-ilrlcs
en proceso, plodLrctos terminados y nrateriales sean desplazados periridicamcnte de Ltn lr.tgar rt
otro. En segundo, pLtesto que cada operación requiere de nrateliales y prodLrctos en Lrn nronrent(r
deternrinado, debe garantizar que ningún proceso de producción o individLro sea entorpecido por
el arribo tentprano o tardío de materiales. En tercero, el rnanejo de materiales debe garantiz.trr que
éstos sean entregados en el lugar correcto. E,n cuarto lugar, se debe aseglLrar que los nrateriales sean
entlegados en el lugar adecuado sin que hayan sLrfrido daños y en la cantidad correct¿I Por últirtro.
se debe tener en cuenta el espacio para el almacenaje tanro temporal como permanente.
Un estudio realizaclo por el lnstituto de Mane.jo de Mateliales revcló c¡Lre entre 30 ¡' 859i dcl
costo de introducir un producto al mercado est/r asociado con el manelo de tnateriales De ntaner-t
axiornática. la parte nre.jor manejada es la qLre rrenos se uranejó de manera tranual. Ya sea qLre las
distancias de los desplazamientos sean grandes o pec¡ueñas, los movrmientos deberán ser analizados
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