estudio de metodos y tiempos en el proceso de extrusiÓn de
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ESTUDIO DE METODOS Y TIEMPOS EN EL PROCESO DE EXTRUSIÓN DE TUBERÍA CORRUGADA EN LA LÍNEA 10 DE LA EMPRESA TUBOS DE
OCCIDENTE S.A.
SHIRLEY MARTINEZ CANIZALES
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE OPERACIONES Y SISTEMAS PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
SANTIAGO DE CALI 2010
2
ESTUDIO DE METODOS Y TIEMPOS EN EL PROCESO DE EXTRUSIÓN DE TUBERÍA CORRUGADA EN LA LÍNEA 10 DE LA EMPRESA TUBOS DE
OCCIDENTE S.A.
SHIRLEY MARTINEZ CANIZALES
Proyecto de Grado para obtener el título de Ingeniero Industrial
Director
JOSE HARVEY JARAMILLO MILLER Ingeniero Industrial
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE OPERACIONES Y SISTEMAS PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
SANTIAGO DE CALI 2010
3
Nota de aceptación:
Aprobado por el Comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Autónoma de Occidente para optar al título de Ingeniera Industrial
ALEXANDER ARAGON
Firma del jurado
MONICA SARRIA
Firma del jurado
Santiago de Cali, 24 de Mayo de 2010
4
Dedico a Dios este proyecto por permitirme llegar a este momento de mi vida y alcanzar una de mis metas profesionales; por darme sabiduría y entendimiento durante toda mi carrera y mi vida. A mis padres, mi hermano, mi abuelita, mis tíos por la permanente compañía, alegría y valores de una familia, que forjaron una actitud positiva ante cualquier situación de mi vida; por la comprensión, amor, confianza, y apoyo incondicional, por enseñarme que la constancia y el esfuerzo son el camino para alcanzar las metas que uno se propone; además de la fe puestas en mis capacidades. A Cristian por el amor, paciencia, paz, compañía, orientación y apoyo para sustentar, fortalecer y aplicar los conocimientos aprendidos durante mi vida y mi carrera. ANA LUCIA ESPINOSA, Administradora de Empresas, Gerente Administrativa de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. ALEJANDRO SILVA, Ingeniero Industrial, Docente de la Universidad Autónoma de Occidente. Mis amigos, con los que compartí toda mi carrera, gran parte de la vida y alegrías.
5
CONTENIDO
pág.
GLOSARIO 22 RESUMEN 24 INTRODUCCIÓN 26 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 28 2. JUSTIFICACION 32 3. OBJETIVOS 34 3.1 OBJETIVO GENERAL 34 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 34 4. GENERALIDADES DE LA EMPRESA 35 4.1 UBICACIÓN 35 4.2 DESCRIPCION Y PRESENTACION DE LA EMPRESA 35 4.3 PROPÓSITO Y ALCANCE DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE TUBOS DE OCCIDENTE S.A.
40
6
4.4 POLÍTICAS DE CALIDAD
43
4.5 ORGANIGRAMA 43
5. MARCO TEÓRICO 46 5.1 ALCANCE DE LOS MÉTODOS Y LOS ESTÁNDARES 46 5.2 EL ESTUDIO DE MÉTODOS 47 5.3 LA MEDICIÓN DEL TRABAJO O ESTUDIO DE TIEMPOS 47 5.4 EQUIPO PARA EL ESTUDIO DE TIEMPOS 50 5.4.1 Cronometraje. Proceso del cronometraje 50 5.5 ELEMENTOS DEL ESTUDIO DE TIEMPOS 51 5.5.1 División de la operación en elementos 51 5.5.2 Cálculo del número de observaciones 51 5.5.3 El factor de ritmo (FR) 51 5.5.4 El tiempo normal (TX) 53 5.5.5 Los suplementos de trabajo (K) 53 5.5.6 El tiempo estándar
54
7
5.6 FILOSOFÍA SMED
56
5.7 EL METODO DE LAS 5’S 56 5.8 LA ESTANDARIZACION
57
5.8.1 ¿Por qué es necesario? 58 5.8.2 Por Qué Estandarizar Nuestros Procesos. 58 5.8.3 Qué hacer para estandarizar los procesos. 60 5.9 EFIENCIENCIA DEL PROCESO
62
5.9.1 CLASIFICACIÓN 64 5.10 PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA DOBLE PARED
65
5.10.1 Proceso de moldeado por extrusión 65 6. METODOLOGIA 67 6.1 ETAPAS DEL PROYECTO 67
7. DESARROLLO DEL PROYECTO
72
7.1 ELABORACION DE LOS PROCESOS OPERATIVOS ESTANDAR (CARTA DE PROCESO)
72
8
8. ANALISIS DEL TRABAJO /LUGAR DE TRABAJO
74
8.1 TECNICAS DE REGISTRO Y ANALISIS
74
8.1.1 Elaboración del diagrama de flujo del proceso de extrusión de tubería corrugada
74
8.1.2 Identificación y trazabilidad 77 8.1.3 Preservación del producto. 78 9. ELABORACION DEL CURSOGRAMA ANALITICO O DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO
80
9.1 SELECCIÓN DEL TRABAJO 81 9.1.2 Selección del trabajador 82 9.2 ETAPAS DEL ESTUDIO 83 9.2.1 Diagnóstico del proceso de alistamiento y arranque 83 10. REGISTRO DEL METODO Y TOMA DE TIEMPOS DEL PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA
84
10.1 SELECCIÓN DE LA TAREA 84
10.2 ESTUDIO DE TIEMPOS 86 10.3 METODO PROPUESTO 91
9
10.3.1 Propuesta 1. Organización del trabajo
91
10.3.2 Propuesta 2. Empleo de la Filosofía SMED
92
10.3.2.1 Problemas más comunes a la hora de realizar los cambios o preparaciones de herramientas
92
10.3.2.2 Técnicas de aplicación de la filosofía SMED. Etapa 1: separar actividades internas y externas
93
10.3.2.2.1 Etapa 2: convertir las actividades internas en externas 94 10.3.2.3 Importancia de las cinco “S” en la aplicación SMED 10.3.3 Propuesta 3. Mejoramiento del manual de máquina
95
98
11. TOMA DE TIEMPOS DESEMPEÑO DEL OPERARIO DE LA EXTRUSORA DE TUBERIA CORRUGADA DOBLE PARED
100
11.1 SUPLEMENTOS 101
11.2 CALCULO DE TIEMPOS DE MAQUINA EXTRUSORA 104 11.3 CALCULO DE TIEMPOS OPERARIOS DE MAQUINA EXTRUSORA
106
12. DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MÁQUINA PARA EL PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA
111
12.1 CALCULO DE LAS HORAS GANADAS Y DEL PORCENTAJE DE EFICIENCIA
118
10
12.2 CONSIDERACIONES ECONOMICAS A PARTIR DEL DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MAQUINA
119
13. METODO PROPUESTO A PARTIR DEL DIAGRAMA HOMBRE-MÁQUINA PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA
122
14. ESTUDIO DE METODOS Y TIEMPOS PARA EL TURBO-MEZCLADOR 2
128
15. ELABORACION DE LOS PROCESOS OPERATIVOS ESTANDAR (CARTA DE PROCESO)
130
16. DIAGNOSTICO DEL LUGAR DE TRABAJO DEL AREA DE MEZCLAS
131
17. REGISTRO DEL METODO Y TOMA DE TIEMPOS DEL PROCESO DE TURBO-MEZCLADO
133
17.1 SELECCIÓN DE LA TAREA 133 17.2 ESTUDIO DE TIEMPOS 134 17.3 SUPLEMENTOS PARA EL AREA DE MEZCLAS 135 17.4 CALCULO DE TIEMPOS DE MAQUINA TURBO MEZCLADOR
138
18. DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MAQUINA PARA EL TURBO 2
147
19. MUESTREO DE TRABAJO OPERARIOS TURBO 2 152
11
20. METODO MEJORADO DE ORGANIZACIÓN DE OPERARIOS AUXILIARES, A PARTIR DEL DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MAQUINA DEL TURBO 2
156
20.1 METODO MEJORADO A PARTIR DEL DIAGNOSTICO INICIAL DEL AREA DE MEZCLAS
156
20.1.1 Propuesta 1. Marcación de los elementos de trabajo 156
20.1.2 Propuesta 2. Automatización del turbo 157 20.1.3 Propuesta 3. Implementación técnica 5’s 159 20.1.3.1 Preparación para las acciones de 5’s 162 20.1.3.2 Acciones previas. Implementación 163 20.1.3.1 Resultados de la implementación de la técnica 5’s 165 20.1.4 Propuesta 4. Oportuna programación de la Producción 169 20.1.5 Propuesta 5. Indicador de la OEE (Eficiencia General de los Equipos)
169
20.1 5.1 Implicación de la OEE en el equipo de producción
173
21. CONCLUSIONES 174 22. RECOMENDACIONES 178 23. BIBLIOGRAFIA
179
12
ANEXOS 182
13
LISTA DE CUADROS
pág. Cuadro 1. Matriz de interrelación entre los puntos de la norma ISO
9001-2000 y los procesos de TUBOSA. 42
Cuadro 2. Determinación del tamaño de n, según tabla de la General
Electric 52
Cuadro 3. Tabla de suplementos por descanso en porcentaje de
tiempos básicos
55
Cuadro 4. Clasificación porcentual, calificativo y consecuencias de
las líneas según la OEE
64
Cuadro 5. Causas y clasificación de pérdidas de disponibilidad,
rendimiento y calidad en el proceso de producción
64
Cuadro 6. Actividades aplicadas al desarrollo del proyecto, duración y
precedencia para construir el Diagrama de Gantt en Project Cuadro 7. Registro de la descripción del método actual en elementos
del proceso de alistamiento y montaje de la extrusora de tubería corrugada
70
86
Cuadro 8. Registro de la descripción del método actual en elementos del proceso de arranque de la extrusora de tubería corrugada
88
Cuadro 9. Porcentaje de tiempo representado a partir del desarrollo del método actual y la separación de las actividades improductivas para la construcción de un método mejorado
91
Cuadro 10. Suplementos determinados para el operario auxiliar, turno
de 8 horas
102
14
Cuadro 11. Suplementos determinados para el operario titular, turno
de 12 horas
104
Cuadro 12. Estudio de Tiempos registrados de la máquina extrusora
de tubería corrugada doble pared
107
Cuadro 13. Estudio de tiempos registrados del operario auxiliar de la
acampanadora de la máquina extrusora de tubería corrugada doble pared extrusora de tubería corrugada doble pared, para el proceso de agregar limpiador
108
Cuadro 14. Estudio de tiempos registrados del operario auxiliar de la
extrusora de tubería corrugada doble pared, para el proceso de agregar limpiador
108
Cuadro 15. Estudio de tiempos registrados del operario titular de la extrusora de tubería corrugada doble pared, en el proceso de corte de tubo manual, retiro del limpiador, calibración de las paredes del cabezal de la extrusora y pesaje del tubo
109
Cuadro 16. Estudio de tiempos registrados del operario titular de la extrusora de tubería corrugada doble pared, en el operación de pulimiento del extremo acampanado del tubo
113
Cuadro 17. Tabla de Resumen del Diagrama de Proceso Hombre-
Máquina. Método actual del proceso de extrusión de tubería corrugada doble pared
114
Cuadro 18. Cálculo de Tiempo Estándar por tubo, a partir Tabla de Resumen del Diagrama de Proceso Hombre-Máquina. Método actual del proceso de extrusión de tubería corrugada doble pared
116
Cuadro 19. Costos de tiempo inactivo operario auxiliar de la
acampanadora de la máquina extrusora de tubería corrugada doble pared
119
15
Cuadro 20. Costos de tiempo inactivo operario titular de la máquina
extrusora de tubería corrugada doble pared
120
Cuadro 21. Costo Mensual Mano de Obra Operario Titular
(Calificado), de la máquina extrusora de tubería corrugada doble pared
120
Cuadro 22. Costo Mensual Mano de Obra Operario auxiliar
(acampanador) de la máquina extrusora de tubería corrugada doble pared
121
Cuadro 23. Tabla de Resumen del diagrama Hombre-Máquina de la extrusora de tubería corrugada doble pared. Método propuesto
125
Cuadro 24. Costo tiempo inactivo del operario titular de la extrusora de tubería corrugada doble pared, desarrollando el método mejorado
125
Cuadro 25. Ahorro en dinero aplicando el método mejorado propuesto, a partir del diagrama hombre-máquina para el operario titular de la extrusora de tubería corrugada doble pared
126
Cuadro 26. Registro del Método actual desarrollado por el operario
auxiliar y titular del turbo 2
134
Cuadro 27. Registro del Método actual desarrollado por el dosificador 135 Cuadro 28. Suplementos determinados para el operario auxiliar 8 horas
136
Cuadro 29. Suplementos determinados para el operario titular de turbo 12 horas
137
Cuadro 30. Estudio de Tiempos de la máquina Turbo Mezcladora 2 140
16
Cuadro 31. Estudio de tiempos registrados para las operaciones
realizadas por el dosificador
141
Cuadro 32. Estudio de tiempos registrados para las operaciones
realizadas por los operarios encargados de cernir la barredura 142
Cuadro 33. Estudio de tiempos registrados para las operaciones de limpieza de turbo
143
Cuadro 34. Estudio de tiempos registrados para la realización de One Pack
144
Cuadro 35. Estudio de tiempos registrados para el operario titular del turbo 2. Turbo Automático
145
Cuadro 36. Estudio de tiempos registrados para el operario titular del turbo 2. Turbo Manual
145
Cuadro 37. Estudio de tiempos registrados para el operario auxiliar del turbo 2
146
Cuadro 38. Tabla de Resumen del diagrama de proceso Hombre-Máquina del turbo 2
150
Cuadro 39. Cálculo de Tiempo Estándar por tula, a partir Tabla de Resumen del Diagrama de Proceso Hombre-Máquina. Método actual del proceso de mezcla de compuesto PVC
151
Cuadro 40. Hoja de Muestreo de Trabajo para identificar los tiempos
improductivos del operario auxiliar, con su respectivo costo
154
17
LISTA DE FIGURAS
pág. Figura 1. Conduit eléctrico y ducto telefónico 36 Figura 2. Tubería PVC corrugada de alcantarillado doble pared 37 Figura 3. Tubería PVC corrugada de ducto telefónico y eléctrico de
doble pared
37
Figura 4. Tubería Lisa PVC presión lisa 38 Figura 5. Tubería de riego con protección UV 38 Figura 6. Tubería de riego por aspersión con protección UV 39 Figura 7. Tubería sanitaria, ventilación y alcantarillado 39 Figura 8. Tubería unión mecánica, unión fija y uniones de reparación 40 Figura 9. Organigrama de responsabilidades y autoridades de la empresa TUBOS DE OCCIDENTE S.A.
44
Figura 10. Relación entre el estudio de métodos y la medición del trabajo
49
Figura 11. Estrategias de las 5’s 57
Figura 12. Diagrama de Gantt en Project; representación de actividades desarrolladas en el proyecto, duración y precedencia
71
Figura 13. Diagrama de flujo para la producción de Tubería corrugada 75
18
Figura 14. Control del departamento de calidad sobre los procesos de
extrusión
77
Figura 15. Descripción de la preservación del producto desde la
recepción de materia prima
78
Figura 16. Formato de Cursograma analítico tipo hombre. Método
actual del proceso de arranque de extrusión de tubería corrugada
81
Figura 17. Modelo del cajón de herramentales 96 Figura 18. Distribución de la planta y el área de trabajo propuesta de la extrusora de tubería corrugada
97
Figura 19. Descripción del formato diseñado para registrar el estudio de métodos y tiempos de cada operación desarrollada por el operario
100
Figura 20. Diagrama de Proceso Hombre-Máquina. Método actual del proceso de extrusión de tubería corrugada doble pared
110
Figura 21. Diagrama de proceso Hombre-Máquina de la extrusora de tubería corrugada doble pared. Método propuesto
122
Figura 22. Diagrama de proceso Hombre-máquina del turbo 2 147 Figura 23. Modelo de representación de objetivos para construir una
hoja de muestreo de trabajo
153
Figura 24. Estudio de Tiempos del operario del montacargas.
Esquema de la Propuesta de automatización de máquina turbo. Figura 25. Registro fotográfico de la situación actual del área de
trabajo de los turbo mezcladores
158
160
19
Figura 26. Pasos que se tuvieron en cuenta para la implementación
de las 5’s corrugada
163
Figura 27. Situación antes y después de la implementación de las 5’s
165
Figura 28. Formato del indicador de la OEE propuesto por mes, para cada turbo. Base de datos para el mes de Octubre. Propuesta para el Turbo 2
171
Figura 29. Formato del indicador de la OEE propuesto por mes, para
las extrusoras de tubería PVC. Base de datos para el mes de Octubre para la línea 10: Extrusora de tubería corrugada doble pared
172
20
LISTA DE GRAFICAS
pág.
Gráfica 1. Comportamiento de lo Programado vs. Producido por
día en cantidad de tubos
117
21
LISTA DE ANEXOS
pág. Anexo A. Árbol de Problemas, causas y efectos principales de la
empresa TUBOSA 182
Anexo B. Árbol de Objetivos, medios y fines principales de la empresa
TUBOSA 183
Anexo C. Carta del proceso de fabricación de tubería corrugada 184 Anexo D. Descripción, y procedimientos específicos (ensamble, uso de herramientas y mantenimiento) de la máquina Extrusora de tubería corrugada doble pared, línea 10
198
Anexo E. Cursograma analítico tipo hombre. Método actual del
proceso de arranque de extrusión de tubería corrugada
258
Anexo F. Formato guía de trabajo para control de cambio de referencia 266 Anexo G. Carta de proceso del proceso de mezclado en turbos 267 Anexo H. Plan de acción previo a la implementación de las 5’s 269
22
GLORARIO
BALANCEO DE LÍNEA: es aquella en la que varios operarios, cada uno realizando operaciones consecutivas trabaja como una unidad. En donde la tasa de producción depende del operario más lento1.
CAMBIO DE REFERENCIA: cambio de equipo y condiciones de una referencia anterior A, a una primera obra bien formada de la regencia actual B. CARTA DE PROCESO: en este documento se incluye la información detallada de
cada una de las actividades incluidas en el diagrama de proceso. CICLO: serie de elementos que ocurren para ser posible una operación, repitiéndose al realizar de nuevo la operación. DIAGRAMA DE PROCESO: representación gráfica de un proceso de
manufactura. DIAGRAMA ANALÍTICO DEL PROCESO: es un diagrama que muestra la trayectoria de un producto o el procedimiento que se la aplica. Se identifican los hechos sujetos a examinar mediante el uso de símbolos correspondientes. EFECTIVIDAD DE LA PLANTA – OEE: Overall Equipment Effectiveness o Eficiencia General de los Equipos, es el único indicador, que mide todos los parámetros fundamentales en la producción industrial: la disponibilidad, la eficiencia y la calidad) es una medida que representa el porcentaje del tiempo en que una máquina produce realmente las piezas de la calidad, comparadas con el tiempo y los Kg. /por cada turno que fueron planeados para hacerlo. ELEMENTO: parte delimitada de una tarea definida que se selecciona para
facilitar la observación, medición y análisis. ESTUDIO DE TIEMPOS: es un estudio para establecer un tiempo estándar para realizar una tarea dada. Esta técnica se basa en la medición del contenido de trabajo, con los suplementos por fatiga y los retrasos inevitables. FILOSOFIA SMED: filosofía empleada para el mejoramiento de los tiempos de alistamiento y arranque de la máquina. Consiste en eliminar al máximo el tiempo de preparación de máquinas y de materiales. Con esta filosofía se apuesta no
1 NIEBEL, Benjamín y FREIVALDS, Andris. Ingeniería Industrial: Métodos, Estándares y Diseño
del Trabajo. 10 ed. México: Alfaomega, 2001. p 331.
23
sólo a reducir al mínimo los tiempos de preparación, sino también los tiempos de reparación y mantenimiento. HUSILLO: los husillos de una extrusora son aquellos ubicados dentro del cilindro o camisa, encargados de transportar la materia prima (polímero y/o cargas y/o aditivos) a través de este, a la vez que comprime y elimina los compuestos volátiles. El husillo favorece la mezcla y produce un fundido muy homogéneo sin impurezas. A medida que el material es transportado, aplica una presión constante (presión de cabeza) necesaria para forzarlo a atravesar el cabezal, que da la forma deseada. MACHO: pieza de moldura del equipo variable, que al prensar da forma y tamaño interno a la obra. OBSERVACIÓN: registro del tiempo para ejecutar un elemento.
PREALISTAMIENTO: revisar, acondicionar y alistar equipos y formas de trabajo
antes de la parada de la máquina. SUPLEMENTO: tiempo que se agrega al tiempo normal para permitir demoras personales, inevitables o por fatiga. TIEMPO ESTÁNDAR: tiempo requerido por un operario promedio, trabajando a
paso normal para ejecutar una operación. TECNICA 5’S: técnica japonesa que busca mejorar productividad y las condiciones de trabajo. Las 5’s hace referencia a cinco pasos: 1. Clasificación y separación de los elementos innecesarios; 2. Orden de los elementos necesarios; 3. Limpieza; 4. Estandarización de buenas prácticas; y 5. Disciplina.
24
RESUMEN
El objetivo de este proyecto, es realizar un estudio de métodos y tiempos que permita crear propuestas para estandarizar el proceso de extrusión de tubería corrugada en la línea 10 de la empresa TUBOS DE OCCIDENTE S.A. Esta empresa se dedica a la producción y comercialización de tubería de PVC, mediante el proceso de extrusión y acampanado. Este estudio del trabajo, se desarrolló con el fin de conocer, medir, documentar y determinar los mejores métodos, herramientas, y habilidades para fabricar un producto. Cuando el método interactúa con las mejores habilidades de trabajo disponibles, surge una relación máquina-trabajador eficiente, bajo procesos medibles que permiten efectuar la estandarización del proceso. Para la realización de un estudio de métodos y tiempos, es necesario efectuar la comprensión del proceso de extrusión de tubería corrugada, que lleve a la elaboración de un diagnóstico. El diagnóstico permite analizar, tanto el proceso de extrusión, como el proceso de alistamiento y arranque de la extrusora, a partir de un cambio de referencia para determinar y evaluar las condiciones, procedimientos, tiempos perdidos en los cambios de referencia, seguridad operaria y métodos empleados durante el proceso de extrusión. El análisis de los cambios de referencia, resulta un proceso vital para el seguimiento y puesta en marcha del programa de producción de tubería. A partir del diagnóstico, se realizan las observaciones, documentación y desglose del trabajo actual en elementos, para determinar los métodos y tiempos, con el fin de corregir las deficiencias existentes y aquellas operaciones innecesarias, que impiden obtener una mayor eficiencia en la planta de procesos. La documentación del proceso de extrusión de tubería corrugada, pretende introducir a la elaboración de herramientas de diagramación estándares que posibiliten el seguimiento, medición y constante monitoreo de los procesos, puesto que la empresa no cuenta con un tipo de diagramación, debido a que no existe un conocimiento previo del estudio de métodos y tiempos. Tales herramientas estándares son: las cartas del proceso, cursogramas analíticos, diagramas hombre máquina, y diagramas de flujo del proceso de fabricación de tubería. La diagramación, permite controlar y eliminar la variabilidad de los procesos, asegurar resultados esperados, acondicionar el trabajo, optimizar el uso de materiales y herramientas, mejorar la calidad y seguridad (se eliminan las condiciones de trabajo inseguras al estandarizar la secuencia de operaciones y al retirar elementos innecesarios en la estación de trabajo) dentro de la organización (las actividades de trabajo estandarizado son desarrolladas por la misma gente
25
que realiza el trabajo, lo que inculca mayor organización en el trabajo y conocimientos de estandarización y mejora continua). Estas herramientas proporcionan procesos de fabricación idóneos para ser medidos porque ya no están sujetos a tantos factores de desperdicio, abriendo las puertas para efectuar la estandarización de procesos y la elaboración de indicadores de productividad que necesita la empresa2. El estudio de métodos y tiempos, y la estandarización, le permite a la empresa el fortalecimiento en la toma de decisiones a nivel administrativo y operacional (al tiempo que toma fabricar la cantidad solicitada por el cliente), así como, implementar mejoras tanto correctivas como preventivas, que permitan incrementar la productividad de la empresa, bajo una política de mejora continua
Estandarizar y manejar indicadores de productividad tales como el de eficiencia general de los equipos - OEE (permiten analizar la situación de la empresa en un tiempo determinado) en una planta de producción, posibilitan la documentación de los trabajos a realizar, la secuencia, la medición, los materiales, las herramientas de seguridad a usar, y el constante monitoreo de los procesos, facilitando la mejora continua para lograr niveles de competitividad mundial.
2 GONZALEZ ESCOBAR, Diego Fernando. Estandarización de procesos de fábrica y elaboración
de indicadores de producción en la empresa ITC INGENIERIA DE PLASTICOS INDUSTRIALES.
Trabajo de grado Ingeniero Industrial. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente.
Facultad de Ingeniería, 2009. p 16.
26
INTRODUCCION
Para la ejecución correcta de los procesos de manufactura se requiere de un equilibrio entre los recursos humanos, tecnológicos y físicos, así como de las interacciones que se presentan entre ellos. Por lo anterior, las empresas buscan la mejor manera de integrarlos y, con base en estudios de medición de los procesos que lleven a una estandarización, tomar referentes para comparar, decidir y aplicar cambios tendientes a incrementar la eficiencia en la producción3. La estandarización de procesos productivos se ha convertido en una herramienta a alcanzar por muchas empresas en Colombia. Entre múltiples motivos, las exigencias que impone un mercado globalizado nos ha hecho cambiar la visión del mundo. La estandarización de procesos productivos consiste en registrar y utilizar metódicamente los mejores pasos para un óptimo desarrollo de los procesos y actividades generando un cambio y mejora. Antes de estandarizar es necesario conocer el proceso productivo que se lleva a cabo en una empresa para establecer mejoras; para que esto sea posible, se debe recurrir a los diagramas de flujo de proceso, los cuales representan una utilidad cuando de desglosar las actividades de un proceso para ser analizado su método actual se trate. Esta técnica facilita la visión del proceso productivo al poner bajo control, las variaciones y desperdicios a los cuales estos se encuentran sujetos4. Este estudio del método de trabajo es necesario para determinar las fases del trabajo, los tiempos de ejecución, para planificar la producción y estandarizar los procesos productivos en la empresa. La medición del trabajo, entre otro de sus objetivos, se utiliza para examinar el trabajo humano en todos sus contextos e investigar sistemáticamente todos los factores que influyen en la eficiencia y la economía de la situación estudiada, con el fin de implementar acciones encaminadas a mejorar las condiciones de operación.
3 MOSQUERA, Silvio; DUQUE, Rafael y VILLADA, Dora. Estudio de métodos y tiempos. Trabajo
de grado Ingeniero Industrial. Universidad del Cauca y Francisco de Paula Santander. Facultad de
Ingeniería, 2008. p 320.
4 GONZALEZ, Op. Cit., p. 17.
27
El estudio de métodos es el registro y examen crítico y sistemático de los modos existentes y proyectados para llevar a cabo un trabajo, como medio para diseñar y aplicar mecanismos más sencillos y eficaces orientados a la reducción de los costos5. Los objetivos de un estudio de métodos son, entre otros, mejorar los procesos y los procedimientos; mejorar la disposición de la fábrica, taller y lugar de trabajo, así como de los modelos para disposición de máquinas e instalaciones; optimizar el esfuerzo humano y reducir la fatiga; mejorar la utilización de materiales, máquinas, mano de obra y crear mejores condiciones de trabajo. Todos estos objetivos tendientes a la estandarización. La estandarización de procesos productivos es fundamental para una buena planificación de la producción donde se disponga de la información completa para la elaboración de un tubo desde el momento de la planeación para asegurar que los medios de producción disponibles sean utilizados siguiendo métodos óptimos. También fomenta una correcta comunicación, resguarda el conocimiento técnico y asegura la calidad de los productos6. Existen diversas técnicas que van desde la disposición general de la fábrica hasta los menores movimientos del operario en trabajos repetitivos, para resolver los múltiples problemas. El presente estudio se llevará a cabo en una empresa productora y comercializadora de tubería de PVC, entre las que se encuentran: tubería de presión lisa, de riego, de Conduit eléctrico y ducto telefónico y eléctrico, tubería sanitaria, de ventilación y alcantarillado, y tubería de unión fija, mecánica y uniones de reparación. En este estudio, se realizará la determinación de los tiempos estándar y los métodos innecesarios realizados por el operario durante el proceso de extrusión de tubería corrugada, con el objeto de mejorar el trabajo, optimizar el rendimiento de la mano de obra, equipo y planta. Con esta información, se formularán propuestas para mejorar los métodos de trabajo, y crear registros, ya que la carencia de éstos, no han permitido hacer una evaluación y corrección de las deficiencias existentes en la planta de proceso.
5 CORREA, C. Manual de Ingeniería de Métodos y Organización del Trabajo. Universidad
América, Bogotá, 1998. p16-20.
6 GONZALEZ, Op. Cit., p. 17.
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad la estandarización de procesos de negocio, es una herramienta o “meta” a alcanzar, por muchas organizaciones. Entre múltiples motivos, las exigencias que nos impone un mercado globalizado, nos ha hecho cambiar la visión del mundo y de los negocios. La competitividad extrema, en la que no existen distancias ni fronteras y el hecho de que la información, ha dejado de ser resguardo seguro en sus organizaciones, para estar al alcance de todos, provoca una enorme presión sobre las mismas, que deben flexibilizarse y encontrar nuevos mecanismos para afrontar las presiones, para innovar y en general, para sobrevivir. Es por eso que hay que marcar objetivos y metas, y medir el progreso para comparar lo que se ha logrado realmente con la meta original, evitando el costo y el valor del tiempo, la poca productividad y la pérdida del mercado. Para ello, el instrumento fundamental es la utilización de un estudio de métodos y tiempos. La toma de tiempos ayudará a estandarizar y normalizar cada uno de los procesos ayudando a la planificación, dedicando tiempo a hacer las cosas importantes, las cosas que sólo uno puede hacer y que deben hacerse para un tiempo límite. La estandarización terminará con la frecuencia de equipos averiados, el uso inadecuado del espacio, los métodos de trabajo ineficientes en los turbos, así como la inadecuada forma de planeación de producción de tulas, buscando reducir los tiempos improductivos y los reprocesos de material. TUBOS DE OCCIDENTE S.A., en su nueva línea para el proceso de extrusión de tubería corrugada, está presentando tiempos ineficientes, tanto en el alistamiento, el arranque de la máquina, como durante su proceso de producción, debidos al ineficaz desarrollo de métodos de trabajo en la línea de extrusión, y en los turbos (En los turbos es donde se inicia el proceso de fabricación de tubos, puesto que es el área donde se elabora la mezcla con material PVC, según el tipo de tubería que se vaya a fabricar en las líneas), donde se presenta una inadecuada programación de producción de tulas de mezcla de PVC, así como inadecuados métodos de trabajo, que retrasan tanto la producción de tubos de la línea 10, como la óptima calidad del material que conforma la tubería (se presentan reprocesos en las tulas de material, ocasionados por plásticos, pequeñas piedras y partículas de metal en la mezcla que hacen que el tubo se rasgue y agriete); además de que no se cuenta con un principio de orden y limpieza en el sitio de trabajo y almacenamiento de las tulas.
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La inadecuada organización (de la materia prima, de las herramientas y repuestos, así como del reproceso) y limpieza del lugar de trabajo, además de las frecuentes averías de los equipos durante su proceso de producción, que pueden tardar entre 2 horas a un día aproximadamente; la poca disponibilidad de un operario mecánico y eléctrico/turno; la inadecuada preparación de las mezclas (debidas a los métodos de operación del operario), son otros factores influyentes que generan tiempos perdidos y reproceso de producto (productos defectuosos). Esta información se logró obtener durante un período de observación de 12 semanas, en el que se conoce la planta, el proceso de extrusión de tubería corrugada y el proceso de elaboración de la mezcla PVC en los turbos. Ver Anexo A (Árbol de problemas, causas y efectos principales de la empresa TUBOSA). La empresa cuenta con manuales de máquina y de procedimientos de alistamiento de la misma; sin embargo, estos manuales carecen de información de tipo descriptiva de la máquina, de sus partes, de su montaje, de las herramientas adecuadas a emplear, de los procesos o métodos adecuados para desarrollar una actividad, y mantener el sitio organizado; así como de la composición del producto (es importante identificar los componentes de la mezcla por dos razones: primero, para que los operarios tengan conocimiento de las restricciones de manipular la mezcla y utilicen los implementos de seguridad operaria; y segundo, dado un caso que la mezcla perturbe la condición básica de la máquina, debido a alteraciones en la misma, los operarios deben estar en la capacidad de identificar dicha falla en el producto, o en la máquina por observación y conocimiento de los componentes, antes de buscar (tiempo perdido por paro en la producción) un operario calificado o supervisor para solucionar dicho inconveniente en el proceso productivo), y de las causas y consecuencias de las fallas en la máquina por alteraciones de tipo descuido del operario de la mezcla. Esta información, le permite al operario capacitarse, conocer e involucrarse más con el desarrollo de sus actividades laborales y con la adaptación y seguimiento de los lineamientos estándares del trabajo. Además incentiva al operario por el aprendizaje de la máquina, por buscar mejorar su nivel operativo (la gran mayoría de los operarios de la planta son personas con un nivel básico de escolaridad, sin experiencia en procesos de extrusión o conocimiento de procesos y maquinaria empleada en el sector plástico) esto lleva a mejorar la calidad del trabajo y el nivel de productividad y competitividad tanto de los operarios como de la empresa. La determinación de la cantidad de tiempos perdidos en un día de producción es determinada y comparada con la información del tiempo de producción diaria, semanal o mensual estimada por el jefe de producción, a partir de unos formatos e indicadores (Indicadores por línea y turbo: Reporte diario de producción, Consolidado por referencia día a día/ mes, Programado vs. Producido, Producción y Reproceso/día, Rendimiento del operario, Tiempos de mantenimiento de la máquina, etc.) que maneja la empresa de la producción real y teórica. Sin
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embargo, estos tiempos perdidos de producción no pueden ser comparados con datos más precisos a partir de la estandarización y/o diagramación estándar de los métodos y tiempos. Los tiempos de operación y técnicas de medición, son indispensables para identificar de manera precisa, la necesidad de desarrollar correcciones; la información debe analizarse, resumirse y ponerse al día con el fin de eliminar los factores que originan la no-disponibilidad y la baja confiabilidad de los equipos. La carencia de un estudio de métodos y tiempos y de un indicador que unifique dichos factores, no ha permitido establecer un sistema o disciplina de medición del comportamiento de la efectividad de la planta (o de una máquina o equipo). Para el proceso de extrusión de tubería corrugada, de la línea 10 (y de igual forma, para el área de turbo-mezcladores), es de gran importancia la implementación de un proceso que permita determinar y/o establecer los mejores procedimientos para el desarrollo del trabajo, con el fin de asegurar el control y cumplimiento a los requerimientos especificados, en el tiempo estimado y con los recursos planeados, garantizando la calidad del proceso y del producto. Frente a la falta de métodos estándares y otros factores que pueden llegar a afectar la productividad de la empresa, ¿Cómo debe la empresa desarrollar un estudio que permita estandarizar los métodos y tiempos, de tal forma que se pueda reducir los reprocesos, los tiempos muertos, el método empleado por el operario, el mantenimiento y organización de los equipos y sitio de trabajo? ¿En qué proporción favorece este estudio la productividad de la empresa? ¿Cuál es la actitud de los operarios, para emplear un mejor método laboral que responda a factores de tipo organizacional, limpieza, orden, estandarización y disciplina (filosofía 5’s) y una metodología SMED para la reducción de los tiempos de alistamiento y arranque? ¿Qué está haciendo la empresa y los involucrados en la planeación de la producción por mejorar los problemas de productividad y como se están manejando los métodos de operativos de la elaboración de tubería corrugada?
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¿Bajo los métodos de trabajo utilizados actualmente para la producción de tubería corrugada, la empresa está preparada para responder a las exigencias de entrega, capacidad, calidad y costo que imponen sus clientes?
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2. JUSTIFICACION
Con el estudio de métodos de trabajo y medición de tiempos del proceso de “extrusión de tubería corrugada”, se proveerá de métodos, procedimientos y técnicas para que TUBOS DE OCCIDENTE S.A. equilibre de manera sistémica, los recursos humanos, tecnológicos y físicos, así como las interacciones que se presentan entre todos los encargados del proceso productivo, buscando la mejor manera de integrarlos y, con base en estudios de medición de los procesos, tomar referentes para comparar, decidir y aplicar cambios tendientes a incrementar la eficiencia de la producción. Con el estudio de métodos y tiempos del proceso de extrusión de tubería corrugada y turbo-mezclado, se establecerán mecanismos de recopilación y registro (formatos y/o diagramas de flujo proceso estándar) de información cuantitativa y cualitativa indispensable en el desarrollo del trabajo, para identificar las necesidades de desarrollar correcciones y evaluar los procesos bajo una mejora continua, con el fin de eliminar los factores que originan la no-disponibilidad. Así mismo, se obtendrá un parámetro o estandarización de la efectividad de la planta (OEE) que permita determinar una medida que represente el porcentaje del tiempo en que una máquina produce realmente mezcla PVC y tubería de calidad, bajo factores integrados de disponibilidad, rendimiento y calidad, comparadas con el tiempo que fue planeado para hacerlo, a través de los registros o formatos de verificación y seguimiento del método. Con el estudio de métodos, se aplicarán estrategias que permitan implementar un adecuado diseño de la planta, en cuanto al orden de las tulas y herramientas, y al manejo reciclable de material de tulas que no son usados actualmente en los procesos; para que estos desechos no afecten la comunidad alrededor. Así mismo, se idearán alternativas para postular mejores métodos de trabajo, buscando reducir las partículas de polvo que se generan en el proceso de mezclado de material en los turbos que pueden contaminar el medio ambiente, o afectar la salud del trabajador. Estos nuevos métodos, además de reducir la contaminación ambiental, permiten aminorar los costos por materiales en reproceso y reutilizarlos. TUBOS DE OCCIDENTE S.A. es una empresa cuyo factor crítico es la carencia de un estudio de métodos y tiempos, en las líneas y/o procesos que maneja para la elaboración de todo tipo tubería, para evaluar los procedimientos efectuados en el desarrollo del trabajo; así como la carencia de documentos y procedimientos estándares para el registros y seguimiento del método, de los tiempos, y de los formatos que puedan dar una verificación o construcción de la efectividad, lo que
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me ayuda como estudiante pasante, a realizar un trabajo que aporta grandes beneficios a mi conocimiento y a la misma empresa, puesto que me permite conocer y aplicar una metodología y técnicas que sean eficaces para el estudio de métodos y tiempos muertos que mejoren la efectividad y carga laboral en la línea de extrusión.
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3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL Estandarizar el proceso de extrusión de tubería corrugada en la línea 10 de la empresa Tubos de Occidente S.A., a través del estudio de métodos y tiempos. Ver Anexo B (Árbol de objetivos, medios y fines principales de la empresa
TUBOSA). 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Desarrollar diagramas de flujo de proceso, descripción de operaciones, observación de métodos de la línea de producción, controlando las variables y verificando las operaciones de procesamiento.
Evaluar el estado actual, procedimientos, recursos y tiempos con los que cuenta el área a mejorar. (Diagnóstico).
Detectar los tiempos improductivos presentes, determinando su confiabilidad con el fin de reducirlos lo más posible y aprender a valorar el desempeño de un trabajador en una tarea analizada, mediante el uso de técnicas apropiadas.
Definir cada una de las actividades a realizar, (creación de manuales, procedimientos, formatos para el control del método propuesto, etc.) así como los tiempos de ejecución de las mismas. (Planeación).
Minimizar el tiempo requerido para la ejecución de cada uno de los procesos productivos, y con ello, paralelo a esta estrategia, como una meta a lograr con la optimización del proceso: reducir los costos por técnicas y/o procedimientos ineficientes de trabajo, mediante un adecuado estudio de métodos y tiempos.
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4. GENERALIDADES DE LA EMPRESA 4.1 UBICACIÓN La empresa TUBOS DE OCCIDENTE S.A. posee una planta en Cali, en la calle 14B No.20E-80. CENCAR, Yumbo, Colombia. 4.2 DESCRIPCION Y PRESENTACION DE LA EMPRESA TUBOS DE OCCIDENTE S.A. “TUBOSA” es una de las empresas nacionales más importantes, dedicada a la producción y comercialización oportuna de tubería plástica en el país y especialmente en el Sur occidente colombiano. Debido al espíritu de expansión y mejoramiento continuo de la empresa, se desea alcanzar altos estándares de calidad en sus productos y mantener la certificación para fabricación y comercialización de tubería PVC. Por esta razón, la estandarización de procesos es una meta a alcanzar para la empresa, para ello se quiere implementar un estudio de métodos y tiempos inicialmente en la línea 10 de extrusión de tubería corrugada (está línea es nueva en la planta) y en el área de turbo-mezclado (donde se presentan problemas que pueden afectar la eficiencia de la planta), esto con el fin de documentar su nuevo proceso de extrusión de tubería corrugada, idear una cultura de mejoramiento continuo en la empresa y continuar con su política de calidad, que los posiciona como una empresa competitiva bajo una certificación de confiabilidad del producto y servicio a los requerimientos del cliente. TUBOS DE OCCIDENTE S.A. Pertenece al Grupo empresarial ALDOR y fue
constituida bajo escritura pública No. 1456 del 13 de Julio de 1.993 en la Notaria 15 de Cali, inscrita en Cámara de Comercio el 26 de Julio de 1.993. GRUPO ALDOR: Grupo empresarial constituido por las siguientes empresas:
PLASTICOS ESPECIALES S.A.
COMESTIBLES ALDOR S.A.
TUBOS DE OCCIDENTE S.A.
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TUBOS DE OCCIDENTE S.A. cuenta con un grupo humano calificado y
productivo, dedicado a la manufactura, el aseguramiento de la calidad, la logística en los despachos y el área comercial. Dentro de su filosofía se encuentra establecido el trabajo permanente hacia la búsqueda del mejoramiento en la calidad de los productos e innovación tecnológica en los procesos, que permita a la empresa proyectarse y crecer en el mercado nacional y de exportación de acuerdo con su visión empresarial. Dentro de los productos más reconocidos que se fabrican y comercializan están:
Tubería Conduit eléctrico y ducto telefónico
Tubería PVC corrugada de alcantarillado doble pared
Tubería PVC corrugada de ducto telefónico y eléctrico de doble pared
Tubería Lisa PVC presión lisa
Tubería de riego con protección UV
Tubería sanitaria, ventilación y alcantarillado
Tubería unión mecánica, unión fija y uniones de reparación
A continuación, en las figuras 1 a 8, se muestran los tipos de tubería que se producen y fabrican en TUBOSA: Figura 1. Conduit eléctrico y ducto telefónico.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009.
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Figura 2. Tubería PVC corrugada de alcantarillado doble pared.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009. Figura 3. Tubería PVC corrugada de ducto telefónico y eléctrico de doble pared.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009.
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Figura 4. Tubería Lisa PVC presión lisa.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009. Figura 5. Tubería de riego con protección UV.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009.
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Figura 6. Tubería de riego por aspersión con protección UV.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009. Figura 7. Tubería sanitaria, ventilación y alcantarillado.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009.
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Figura 8. Tubería unión mecánica, unión fija y uniones de reparación.
Fuente. Catálogo de ventas de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009. 4.3 PROPOSITO Y ALCANCE DEL SISTEMA DE GESTION DE TUBOS DE OCCIDENTE S.A.
El propósito del sistema de gestión de calidad de Tubos de Occidente S.A. es apoyar el negocio, de tal forma que todos los productos y servicios cumplan consistente y efectivamente con las expectativas de los clientes y los requisitos de sociedad y proveer de un mecanismo para el mejoramiento continúo. El sistema de gestión de calidad está diseñado conforme con la norma internacional de gestión de calidad ISO 9001:2000 (Ver Cuadro 1), para la “FABRICACION Y COMERCIALIZACION DE TUBERIA Y UNIONES EN PVC”. Actualmente, TUBOS DE OCCIDENTE S.A cuenta con un grupo calificado y
productivo de más de 120 personas, dedicadas a la manufactura, la logística de los despachos, el aseguramiento de la calidad, y el área comercial.
4.3.1 Sistema de Gestión de Calidad
TUBOS DE OCCIDENTE S.A. está comprometida a establecer, documentar,
implementar y mantener un sistema de gestión de la calidad, y mejorar
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continuamente su efectividad, en conformidad con los requerimientos de la norma
internacional ISO 9001:2000.
Modelo del Sistema de Gestión de Calidad
Los procesos necesarios para la operación del sistema de calidad están identificados en el manual de calidad y están asociados a procedimientos e instrucciones de trabajo. En la documentación están descritos los procesos del sistema de gestión de calidad, sus secuencias, interacción e instrucciones sobre cómo implementar y aplicarlos dentro de la organización. En el cuadro 1, se especifican los procesos que abarca el sistema de gestión de calidad ISO 9001-2000, tal como se plantean en el manual del SGC de TUBOS DE OCCIDENTE S.A.
La documentación del sistema de calidad también define los criterios y métodos necesarios para asegurar que la operación y el control de los procesos del sistema de calidad sean efectivos. Esto usualmente incluye la asignación de responsabilidades y ubicación de los recursos para los procesos, instrucciones sobre cómo operarlos, y la definición de los métodos para su seguimiento y/o medición de la efectividad de los procesos.
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Cuadro 1. Matriz de interrelación entre los puntos de la norma ISO 9001-2000 y
los procesos de TUBOSA.
Fuente. ROMERO, Hermán. Manual de Calidad. Santiago de Cali: TUBOS DE OCCIDENTE, 2008. Disponible en la base de datos del departamento de calidad de TUBOSA. Los planes de realización de producto (Plan de Calidad) son establecidos entre la Jefatura de Producción y Mantenimiento, Director de Control y Calidad, Gerencia General y Gerencia Administrativa.
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Los planes de verificación y validación (Plan de Calidad) determinan las inspecciones y programas de pruebas para la tubería y para materiales y componentes incorporados en la tubería. Esto incluye: Identificación de puntos de inspección y pruebas Inspección y pruebas, frecuencia y método Criterios de aceptación y Registros necesarios para demostrar conformidad de producto 4.4 POLÍTICAS DE CALIDAD El control de calidad de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. está dirigido por personal altamente calificado quienes tienen bajo responsabilidad realizar todos los ensayos y pruebas en forma planificada durante el proceso y posteriormente en el laboratorio. La empresa utiliza materias primas de primera calidad, estabilizantes de estaño y demás adictivos aprobados por las normas técnicas colombianas y por las ASTM, así como también las NFS de los EEUU. 4.5 ORGANIGRAMA El personal descrito en la figura 9, que muestra el organigrama de la organización, tiene la responsabilidad y autoridad para administrar y verificar el trabajo que afecta la calidad. Tienen la libertad y autoridad de iniciar acciones para prevenir la ocurrencia de alguna no conformidad relacionada con el producto, proceso y el sistema de calidad, tienen la responsabilidad de identificar y registrar los problemas relacionados con la calidad del proceso, iniciar soluciones y verificar la implementación de dichas soluciones. Además ellos deben controlar el procesamiento y evitar el envío de producto no conforme.
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Figura 9. Organigrama de responsabilidades y autoridades de la empresa TUBOS DE OCCIDENTE S.A.
Fuente. ROMERO, Hermán. Manual de Calidad. Santiago de Cali: TUBOS DE
OCCIDENTE, 2008. Disponible en la base de datos del departamento de calidad
de TUBOSA.
El Gerente General es responsable por la estructura de la organización, ubicación de recursos y el desarrollo de políticas para asegurar la implementación del sistema de calidad y su conformidad a los requerimientos de ISO9001:2000. Provee los recursos necesarios para mantener y mejorar el sistema de calidad.
El Gerente Administrativo, es responsable de ejecutar los lineamientos de la Gerencia General, dirigiendo y monitoreando los objetivos del sistema de calidad, suministra el entrenamiento requerido para su personal, asiste en la realización del producto y la planeación de la verificación, interpreta requerimientos del cliente y especificaciones de productos, coordina la recolección de datos de desempeño en calidad y control administrativo.
La Gerencia comercial, dirige investigaciones de mercadeo para anticipar las expectativas del cliente, supervisa operaciones de ventas, determina la satisfacción al cliente, elabora contratos y revisión de órdenes de pedidos.
La gerente Administrativa – Representante de la Gerencia - es responsable
de aasegurar que el SGC este implantado, mantenido y mejorado en forma continua; promueve el reconocimiento del cumplimiento de los requisitos a través de la organización; reporta a la Gerencia General sobre el desempeño
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del sistema de calidad, incluyendo las necesidades de mejora; realiza auditorias para la efectividad del sistema, coordina actividades de control de documentos, mantiene y coordina el mantenimiento de los registros de calidad y coordina la comunicación con partes externas relacionando el sistema de calidad y la certificación ISO9001:2000
El Director de Control y Calidad es responsable de la evaluación de la conformidad permanente del producto a través de sus actividades de control de calidad.
El personal mencionado identifica y provee los recursos adecuados, incluyendo la asignación de personal entrenado para el desarrollo de actividades de verificación incluyendo las auditorías internas de calidad.
El Jefe de Producción y de el Director de Control y Calidad son los responsables de cumplir con el programa de producción, establece ordenes de trabajo para producción, desarrolla los procesos de manufactura, control y monitoreo de los procesos, conduce inspecciones de proceso, aplica y mantiene la identificación del producto en proceso, provee el entrenamiento requerido para el personal nuevo, Identifica oportunidades de mejora del sistema de calidad, desarrolla planes de mejora y control, identifica la necesidad de uso de técnicas estadísticas, maneja productos no conformes.
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5. MARCO TEORICO
5.1 ALCANCE DE LOS METODOS Y LOS ESTANDARES Ciertos cambios continuos que ocurren en el entorno industrial y de negocios deben estudiarse desde el punto de vista económico y práctico. Estos incluyen la globalización del mercado y de la fabricación sin deteriorar la calidad. La única posibilidad para que una empresa o negocio crezca y aumente su rentabilidad es aumentar la productividad. El mejoramiento de la productividad se refiere al incremento de la producción por hora-trabajo o por tiempo gastado. Las técnicas fundamentales que dan como resultado incrementos en la productividad son: métodos, estándares de estudio de tiempos (también conocidos como medición del trabajo) y diseño del trabajo. La ingeniería de métodos incluye diseñar, crear y seleccionar los mejores métodos, procesos, herramientas, equipo y habilidades de manufactura para fabricar un producto. Cuando el mejor método interactúa con las mejores habilidades disponibles, surge una relación máquina trabajador eficiente, donde se establece un seguimiento para asegurar que: a. se cumplen los estándares predeterminados; b. los trabajadores tienen una compensación adecuada por su producción, habilidades, responsabilidades y experiencia, y c. los trabajadores están satisfechos con su trabajo. El procedimiento global incluye: definir el problema; desglosar el trabajo en operaciones; analizar cada operación para determinar los procedimientos de manufactura más económicos para la cantidad dada, con la debida consideración de la seguridad del operario y su interés en el trabajo; aplicar valores de tiempo adecuados, y después dar seguimiento para asegurar que opera el método prescrito.
Dentro de las organizaciones siempre es importante realizar un estudio de trabajo, que es el estudio sistemático de los métodos para realizar actividades con el fin de mejorar la utilización eficaz de los recursos y de establecer normas de rendimiento con respecto a las actividades que se están realizando. Este medio ayudara a aumentar la productividad de una fábrica o instalación mediante la reorganización del trabajo, además es el método más exacto para establecer normas de rendimiento, y contribuir a la mejoría de la seguridad y las
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condiciones de trabajo para poner de manifiesto las operaciones riesgosas y establecer métodos seguros para efectuar las operaciones. Las ineficiencias tanto en el desarrollo de métodos de operación, como en la organización del lugar de trabajo, son los causantes de tiempos perdidos en TUBOSA; La ausencia de información de la medición del trabajo, al no ser
estimados los tiempos de duración de cada operación del proceso, ni del proceso mismo, dificulta el tener un estándar o registro sobre la eficiencia de la planta. 5.2 EL ESTUDIO DE METODOS Es el registro y examen crítico sistemático de los modos de realizar actividades, con el fin de efectuar mejoras7, teniendo en cuenta las consideraciones económicas, las consideraciones técnicas o tecnológicas y la limitación del alcance del trabajo en estudio. Para el registro de la información de este método encontramos diferentes tipos de diagramas o gráficos como el cursograma sinóptico de proceso o diagrama de operaciones del proceso, cursograma analítico del operario, cursograma analítico del material, cursograma del equipo, diagrama bimanual, diagrama de actividades múltiples, diagrama de recorrido entre otros que harán parte de la toma de datos de este proceso. Para optimizar la producción, es necesario tener en cuenta algunas reglas que nos permiten mejorar los procesos desde el punto de vista de la persona, la maquinaria y equipos y el entorno analizando el puesto de trabajo y movimientos de los operarios esto conduce a los principios de economía de movimientos, y ayudan a disminuir la fatiga en las personas por la ejecución de tareas en forma incorrecta, incrementando de esta forma la productividad. 5.3 LA MEDICIÓN DEL TRABAJO O ESTUDIO DE TIEMPOS
Esta técnica de Organización sirve para calcular el tiempo que necesita un operario calificado para realizar una tarea determinada siguiendo un método preestablecido. “La medición del trabajo consiste en la aplicación de técnicas para
7 OIT. Introducción al Estudio del Trabajo. 4 ed. Limusa Editores, 2000, p. 77.
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determinar el tiempo que invierte un trabajador calificado para llevar a cabo una tarea definida efectuándola según una norma de ejecución preestablecida”. 8
En relación con la maquinaria: para controlar el funcionamiento de las
máquinas, departamentos; para saber el % de paradas y sus causas, para programar la carga de las máquinas, seleccionar nueva maquinaria, estudiar la distribución en planta, seleccionar los medios de transporte de materiales, estudiar y diseñar los equipos de trabajo, determinar los costes de mecanizado, etc. En relación con el personal: para determinar el nº de operarios necesarios, establecer planes de trabajo, determinar y controlar los costes de mano de obra, como base de los incentivos directos, como base de los incentivos indirectos, etc. En relación con el producto: para comparar diseños, para establecer
presupuestos, para programar procesos productivos, comparar métodos de trabajo, evitar paradas por falta de material, etc.
8 Ibíd., p. 522.
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Figura 10. Relación entre el estudio de métodos y la medición del trabajo.
Fuente: OIT. Introducción al Estudio del Trabajo. Limusa Editores: 2000. p. 521
El estudio de tiempos es una técnica para establecer un tiempo estándar permitido para realizar una tarea dada. Esta técnica se basa en la medición del contenido del trabajo con el método prescrito, con los debidos suplementos por fatiga y por retrasos personales e inevitables, es por esto que a menudo se le define como un método para determinar “un día de trabajo justo”9. Cualquiera de las técnicas de medición del trabajo-estudio de tiempos con cronometro, datos de movimientos fundamentales, datos estándar, fórmulas de tiempos o estudios de muestreo de trabajo-representan mejores caminos para establecer estándares de producción justos. Todas estas técnicas se basan en hechos. Todas consideran cada detalle del trabajo y su relación con el tiempo normal requerido para realizar el ciclo completo. Los estándares de tiempo establecidos con precisión hacen posible producir más en una planta dada, e incrementan la eficiencia del equipo y el personal operativo.
9 Benjamín Niebel, en su libro: INGENIERIA INDUSTRIAL: métodos, estándares y diseño del
trabajo, define un día de trabajo justo, 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 está restringido por limitaciones del proceso.
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Los estándares mal establecidos, conducen a costos altos, disentimientos del personal y quizá fallas de toda la empresa. Los estándares razonables tienen muchas aplicaciones que pueden significar la diferencia entre el éxito y fracaso del negocio. Las compañías deben usar los estándares para planear sus objetivos, comparar métodos alternativos, desarrollar una distribución de planta efectiva, determinar capacidades, comprar nuevos equipos, balancear la fuerza de instituir costos estándar y controles de presupuesto. 5.4 EQUIPO PARA EL ESTUDIO DE TIEMPOS
El equipo mínimo para llevar a cabo un programa de estudio de tiempos incluye un cronometro10, tablas para el registro de los datos y una calculadora de bolsillo. 5.4.1 Cronometraje. Proceso del cronometraje en el lugar de trabajo. Análisis de la tarea. Observación y anotación de la información.
Identificación del trabajo
Elección del operario a medir
Análisis de las condiciones del puesto Ambientales
Máquinas, Herramientas, Características del material, Características de la maquinaria
Croquis del puesto
Descripción del método y su descomposición en elemento
Valoración de ritmos, suplementos y concedidos
Anotación de tiempos de reloj
Cálculo del número de observaciones
10
En la actualidad se usan dos tipos de cronómetros: 1. El cronómetro tradicional con decimos de
minuto (0.01) y 2. El cronometro electrónico mucho mas practico.
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5.5 ELEMENTOS DEL ESTUDIO DE TIEMPOS
La realización de un estudio de tiempos es tanto una ciencia como un arte. Para asegurar el éxito, el analista debe poder inspirar confianza, aplicar su juicio y desarrollar un enfoque de acercamiento personal con quienes tenga contacto. Además, sus antecedentes y capacitación deben prepararlo para entender a fondo y realizar las distintas funciones relacionadas con el estudio. Estos elementos incluyen: seleccionar al operario, analizar el trabajo y desglosarlo en sus elementos, registrar los valores elementales de tiempos, calcular la calificación del operario, asignar los suplementos adecuados; en resumen, llevar a cabo un estudio. 5.5.1 División de la operación en elementos. Para facilitar la medición, se divide la operación en grupos de movimientos conocidos como elementos. Para dividir una tarea en elementos, debe tenerse en cuenta, los elementos manuales y los de máquina. 5.5.2 Cálculo del número de observaciones. Como el objetivo de la medición es conocer un tiempo justo, será preciso tomar varias veces el tiempo de reloj de cada uno de los elementos para que entre los tomados de un mismo elemento, se puedan calcular el que represente a todos ellos, compensando las variaciones que puedan existir entre ellos. Como es natural, el número de veces que se debe tomar cada uno de los elementos depende de la precisión y del error con el que se desea calcular el tiempo representativo. Entre los procedimientos más utilizados se encuentran: Empleo de tablas (General Electric), fórmulas estadísticas, triángulo de frecuencias.
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Cuadro 2. Determinación del tamaño de n, según tabla de la General Electric.
Min. Tiempo Ciclo Nº Ciclos a cronometrar
0.10 200
0.25 100
0.50 60
0.75 40
1.00 30
2.00 20
4.00 a 5.00 15
5.00 a 10.00 10
10.00 a 20.00 8
20.00 a 40.00 5
Más de 40.00 3
Fuente. SILVA, Alejandro. Ingeniería de métodos: Guía para clase. [En línea].
Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente, 2008 [consultado 02 de Agosto de 2009]. Disponible en Internet: www.uao.edu.co/moodle/. 5.5.3 El factor de ritmo (FR). Este concepto sirve para corregir las diferencias producidas al medir el TR, de operarios rápidos, normales y lentos, en la ejecución de la misma tarea11. El coeficiente corrector, FR, queda calculado al comparar el ritmo de trabajo desarrollado por el productor que realiza la tarea, con el que desarrollaría un operario capacitado normal, y conocedor de dicha tarea. Si se tienen dos operarios que realizan la misma tarea y se les cronometra, probablemente se obtengan tiempos distintos para cada uno de ellos. Para no catalogar a un operario como rápido y el otro lento, se ha realizado una corrección se le denomina Factor Ritmo.
11
OIT. Op. cit., p. 309.
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5.5.4 El tiempo normal (TX). Es el TR que un operario capacitado, conocedor del
trabajo y desarrollándolo a un ritmo «normal», emplearía en la ejecución de la tarea objeto del estudio12. Su valor se determina al multiplicar TR por FR: TN = TR (tiempo de reloj) x FR = Cte. y debe ser constante, por ser
independiente del ritmo de trabajo que se ha empleado en su ejecución. 5.5.5 Los suplementos de trabajo (K) (Tiempos de retrasos que se le agregan al tiempo normal). Como el operario no puede estar trabajando todo el tiempo de presencia en el taller, por ser humano, es preciso que realice algunas pausas que le permitan recuperarse de la fatiga producida por el propio trabajo y para atender sus necesidades personales; etc., y a veces, realizar una serie de tareas complementarias como son: rellenar hojas de trabajo, consultar planos, preparar herramientas, etc. Estos períodos de inactividad, calculados según un K% del TN se valoran según las características propias del trabajador y de las dificultades que presenta la ejecución de la tarea13. Suplementos = TN x K = TR (tiempo de reloj) x FR x K
Por lo tanto, el tiempo necesario para hacer un trabajo está formado por dos sumandos:
El tiempo empleado en ejecutar el trabajo, corregido en su factor de actuación, y denominado Tiempo Normal" (TN).
El tiempo suplementario necesario para los descansos y tareas complementarias, que se valoran en un porcentaje (K) del tiempo normal (TN · K).
La suma de esos dos tiempos forma el denominado Tiempo Tipo (Tp), cuyo valor es: Tp = TN + TN · K = TN (1 + K).
12 Ibíd., p. 343. 13 Ibíd., p. 344.
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El tiempo tipo, según la expresión anterior, no es un tiempo cronometrado, es el tiempo empleado por un trabajador en hacer una tarea determinada desarrollando una actividad normal, más los tiempos empleados en recuperarse de la fatiga producida por el propio trabajo y por las actividades complementarias, que se vea obligado a realizar. En el cuadro 3, se muestran los diversos suplementos14 que se deben considerar al cronometrar una actividad, los cuales suelen dividirse en: Suplementos por fatiga, suplementos por necesidades personales,
suplementos por ocupaciones accesorias.
Las “ocupaciones accesorias “son verdaderos trabajos que hace el operario, pero que por ser ajenos al trabajo cronometrado, se les valora como si se tratase de verdaderos suplementos. Entre los principales suplementos por ocupaciones accesorias, podemos señalar como principales los siguientes:
Preparar herramientas, ordenar y limpiar el puesto de trabajo, examinar planos, rellenar hojas de trabajo.
14 Ibíd., p. 338.
55
Cuadro 3. Tabla de suplementos por descanso en porcentaje de tiempos básicos.
Fuente. Ingeniería de métodos [en línea]. Huacho Perú. Universidad Nacional José Fausto Sánchez Carrión. 2004. [Consultado el 26 de octubre de 2009]. Disponible en Internet: http://www.scribd.com/doc/274023/Ingenieria-de-metodo 5.5.6 El tiempo Estándar. La suma de los tiempos elementales con suplemento
da el estándar en minutos por pieza, con un cronometro. Es decir, es el tiempo necesario para que un trabajador capacitado y conocedor de la tarea, la realice a ritmo normal más los suplementos de interrupción necesarios, para que el operario descanse de la fatiga producida por el propio trabajo y pueda atender sus necesidades personales.
56
Como es habitual señalar “producciones exigibles “y “optimas “en los cronometrajes, indicaremos que: Producción exigible o número de piezas que debe hacer como mínimo un operario en una hora, es la calculada dividiendo el número de unidades que tiene la hora, por la duración del ciclo (medido en esas mismas unidades). 5.6 FILOSOFÍA SMED
Para el mejoramiento de los tiempos de Alistamiento y Arranque de la máquina, se propone emplear la filosofía SMED, que consiste en eliminar al máximo el tiempo de preparación de máquinas y de materiales. Con esta filosofía se apuesta no sólo a reducir al mínimo los tiempos de preparación, sino también los tiempos de reparación y mantenimiento. Esta filosofía implica: Alistamiento previo al arranque de la máquina. Un alistamiento previo de las partes (verificar que sean las indicadas para la máquina) a montar de la máquina y de las herramientas adecuadas, evita tiempos de espera y de búsqueda que se podrían emplear en otra función; además se generan costos en función del empleado y la máquina por tenerla durante un determinado tiempo parada y no arrancarla en el momento pautado; así mismo, se prevé que las herramientas o herramentales estén en correcto estado o si es el caso se da tiempo para que la pieza este en estado y lista al momento previo del arranque. 5.7 EL METODO DE LAS 5’S
Esta es una técnica japonesa que busca mejorar productividad y las condiciones de trabajo. Las 5’s tiene cinco pasos: Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu y Shitzuke, como se muestran en la figura 11. Seiri consiste en la clasificación y separación de los elementos innecesarios que se encuentren en el área de trabajo. Seiton es el ordenamiento y la buena colocación de los elementos necesarios del sitio de trabajo. Seiso es la limpieza y la eliminación de la suciedad en el sitio de trabajo. Seiketzu es la estandarización de buenas prácticas para mantener en buen estado los sitios de trabajo. Y Shitzuke es la implementación de disciplina para que este principio se vuelva un hábito de todos los operarios.
57
Figura 11. Estrategias de las 5’s.
Fuente. Gestión de calidad [en línea]. México DF.: Mario Majano. 2003.
[consultado el 4 de diciembre de 2009]. Disponible en Internet: http://sitioweb.itca.edu.sv/sitio2007/itcalidad05/0910/calidad.ht 5.8 LA ESTANDARIZACION
La gestión estratégica de las empresas en un entorno cada día más competitivo, incierto y global tiene, hoy más que nunca, vital importancia. Mejorar la eficiencia, incrementar el prestigio y diferenciarse de los competidores, deben formar parte de los objetivos estratégicos de las empresas productoras y comercializadoras de insumos para la industria del plástico PVC, al incluir dentro de la mejora de la calidad, la productividad y la competitividad, un proceso de estandarización de procesos. Las empresas que efectúan una estandarización en sus procesos, logran un sistema de gestión de calidad y su certificación en la misma. Dichas empresas se benefician con menos reclamos de los clientes, alcanzan menores costos operativos y obtienen mayor demanda por sus productos o servicios.
58
Garantizar la plena satisfacción de los requerimientos del cliente representa el principal objetivo de todo sistema de gestión de calidad. Mediante la estandarización de los procesos, establecemos la mejor forma de hacer las cosas y reducimos la variación en los procesos repetitivos, construyendo estructuras antes que hombres sobresalientes. Uno de los hechos más sobresalientes en la búsqueda de la calidad y la certificación ha sido la estandarización de procesos. La estandarización, es un proceso dinámico por el cual se documenta los trabajos a realizar, la secuencia, los materiales y herramientas de seguridad a usar en los mismos, facilitando la mejora continua para lograr niveles de competitividad mundial. 5.8.1 ¿Por qué es necesario? En la operación de una empresa de manufactura
o negocio industrial es básico que se tengan estándares de tiempo. El tiempo es el denominador común para todos los elementos de costos, pues permite implementar un esquema de salarios. Los estándares son el resultado final del estudio de tiempos y medición del trabajo. Esta técnica establece un estándar permitido para realizar una tarea, con base a la medición del contenido de trabajo del método. Además permite:
Eliminar la variabilidad de los procesos
Asegurar resultados esperados
Optimizar el uso de materiales y herramientas
Mejorar la calidad y seguridad dentro de la organización Acondicionar el trabajo y los sistemas de manera que la mejora continua pueda
ser introducida.
5.8.2 Por Qué Estandarizar Nuestros Procesos. El no contar con procesos estandarizados, conlleva a las empresas de nuestro sector a incurrir en problemas como:
Fallas en la programación (incumplimiento del descanso sanitario de las granjas)
Falta de insumos o insumos fuera de especificación (desabastecimiento de alimento)
Indefinición de los procesos (productos fuera de especificación)
Falta de planificación (fallas en los programas de carga)
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Personas dedicadas a apagar incendios antes que trabajar en la prevención
Sobrecostos por reproceso o compras innecesarias (stock innecesario de insumos)
Poco o nulo mejoramiento del sistema de gestión (conceptos de manejo desfasados)
Quejas constantes de los clientes (pérdida de imagen por productos de menor calidad)
Falta de información, registros y trazabilidad (decisiones erradas en el manejo)
Insatisfacción del cliente y pérdida de mercado (pérdida de confianza en el producto)
Desperfectos en los equipos (mezcla desuniforme del alimento)
Errores en el servicio (entregas retrasadas o entrega insuficiente de producto). Contar con procesos estandarizados y controlados brindara a las empresas del sector plástico las siguientes ventajas competitivas: Beneficios De Imagen:
Mejora la imagen de marca, el cliente relaciona la marca con la calidad del producto y/o servicio
Favorece la comercialización de productos y servicios, por la confianza que el cliente
deposita en su proveedor
Constituye un factor estratégico para la exportación, favoreciendo la ampliación de mercados en el extranjero
La empresa integra un buen elemento de promoción en su mercado
Mejora la competitividad al mejorar la imagen de calidad. Beneficios De Gestión:
Los procesos en la empresa están debidamente documentados y controlados (procesos estandarizados)
Mejora la comunicación interna entre los diferentes departamentos de la empresa
Mejora la eficiencia y la productividad (se optimiza el uso de los recursos de fabricación)
Genera un ambiente de confianza, seguridad y mayor participación en todos los niveles
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Permite el entrenamiento de las personas (promueve el desarrollo de material de capacitación a todo nivel)
Permite establecer y utilizar estándares en los procesos
Favorece el control estadístico de los procesos, ayudando a reducir la variación.
Beneficios Económicos:
Reducción de los costos por no conformidades del producto y del servicio (ahorro de gastos debidos a la no calidad)
Mejora la productividad, por tanto permite reducir los costos de manufactura (se evita el reproceso)
Permite incrementar los ingresos y el beneficio empresarial
Mejora la competitividad de la empresa al mejorar la imagen de calidad
Permite alcanzar nuevos mercados con mejores precios y con productos y servicios de calidad
Contribuye a exceder la satisfacción de los clientes. Eliminación De Errores:
Sistema de prevención de errores y fallas antes que correcciones
Procesos de fabricación normalizados (metodología de trabajo)
Racionalización de la inspección manteniendo los procesos bajo control
Retroalimentación rápida del no cumplimiento de los requisitos de los clientes
Permite eliminar las causas de no conformidad
Permite eliminar actividades que no añaden valor a los procesos
Permite el mejoramiento constante de la calidad de los procesos y servicios.
5.8.3 Qué hacer para estandarizar los procesos. La estandarización debe
abarcar todos los procesos desarrollados en la empresa que tengan influencia sobre la calidad de los productos y servicios. Hay que recordar que al estandarizar los procesos, buscamos establecer la mejor forma de hacer las cosas para obtener calidad uniforme y productos estandarizados, solo así mantendremos la preferencia de los clientes, reducimos la variación y logramos mayor eficiencia productiva.
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Desarrollar un sistema de gestión de calidad con procesos estandarizados en una organización, significa construir una nueva estructura con cultura y sabiduría propias las cuales generen un ambiente de confianza y participación del personal. Los pasos para estandarizar nuestros procesos estarán basados en establecer, documentar, implantar, mantener y mejorar continuamente la eficacia del Sistema de gestión de Calidad para asegurar la conformidad con los requisitos especificados. Describir el proceso actual: El objetivo es describir como se realiza en el presente el proceso, no como debería realizarse. En algunas ocasiones la mejor opción es que una sola persona lo describa, en otras puede ser más efectivo, involucrar a todo el equipo. Los empleados pueden, por ejemplo, describir como realizan cada paso; o pueden observar como realiza el proceso el que mejor lo hace. Es conveniente utilizar diagramas de flujo, fotografías o dibujos que describan el proceso. Planear una prueba del proceso: Se requiere crear un equipo que realice una
prueba del proceso como mejor se le conoce en la actualidad. Requiere decidir: ¿Cuánta gente se involucrará en la prueba? Si son solo unas pocas personas
las que elaboran el proceso es conveniente involucrarlas a todas. Si son muchos los que realizan el proceso, seleccionar a los que mejor los conozcan.
¿Cómo serán entrenados los participantes? ¿Quién los entrenará?
¿Cómo registrarán los participantes sus progresos? ¿Cómo sabrás que funciona y que no?
¿Cómo se documentarán el proceso y los cambios que se le hagan? ¿Cómo se mantendrá actualizada la documentación?
Ejecutar y monitorear la prueba: Se requiere recolectar información y
obtener ideas de mejora de los integrantes del equipo:
¿Hay instrucciones poco claras o innecesarias?
¿Cuáles son los problemas que ocurren? ¿Qué cosas ocurren que no están descritas en el diagrama del proceso?
¿Se puede reducir el desperdicio? ¿Puede reducirse más? Conviene revisar la estrategia "eliminar el desperdicio"
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¿Han mejorado los resultados? ¿Se ha reducido la variación en el proceso? ¿Podría reducirse más? Conviene consultar la estrategia "Reducir las causas de la variación"
Revisar el Proceso: Elaborar los diagramas operacionales: Un diagrama
operacional describe la secuencia ordenada de actividades que se ejecutan para realizar un proceso, para este fin se empleara la simbología de las herramientas de Ingeniería Industrial. Para elaborar los diagramas de operación seguiremos la lógica descrita en la definición de los subprocesos, incluyendo a las áreas o personas responsables de la ejecución de las actividades. Los diagramas deben ser sencillos, deben definir los procesos prioritarios, deben ser fácilmente comprendidos y de aplicación práctica para el usuario, deben representar el flujo de un proceso, usando símbolos de conexión, decisión, proceso, documento, archivo, inspección, transporte, depósito, etc.
Utiliza la información que has obtenido para mejorar el proceso. Trabaja duro para simplificar la documentación, tratando de mantenerla lo más simple y gráfica posible.
Difundir el uso del proceso revisado: Documentar los procesos: El
Sistema de Gestión de Calidad requiere la definición de un manual de calidad y procedimientos generales que se ajusten a todos los centros de producción y sirvan como referencia permanente durante la implantación y aplicación de dicho Sistema. La documentación desarrollada debe ser un medio de comunicación donde las palabras escritas conlleven autoridad. Lo que escribamos (procedimientos, registros, etc.) debe agregar valor al proceso y ser documentos de continuo análisis. La descripción documentaria debe ser lo más sencilla posible, además debe ser de fácil comprensión y aplicación para el usuario. Debemos describir los procesos en forma concreta, basándonos en la práctica, determinando para cada caso criterios de control.
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Finalmente lo descrito en cada proceso debe tener coherencia con los estándares, debe tener nombres y formas estandarizadas, indicando las fechas de emisión y actualización.
Mantener y Mejorar el proceso: Asegúrate que todos utilizan el proceso
mejorado; anímalos a buscar nuevas mejoras en él. Desarrolla métodos para capturar, probar e implementar las ideas de la gente. Desarrolla procedimientos para revisar sistemáticamente el proceso y mejorarlo por lo menos cada 6 meses. Mantén los documentos actualizados y asegúrate de que son usados, particularmente para entrenar a los nuevos empleados.
Implantar Los Procesos: La estandarización es una tarea de especialistas,
por tanto la implantación de los procesos desarrollados deben ser efectuada por los especialistas de cada área. Los procesos documentados deben servir como herramienta para el entrenamiento de las personas, por tanto constituyen un material muy importante para la capacitación constante de nuestro personal. El especialista responsable de implantar los procesos en cada área debe asegurar un ambiente de confianza, seguridad, motivación y máxima participación en todos los niveles donde se implementen los procedimientos de gestión desarrollados.
Revisar Los Procesos: La definición de estandarización nos hace concluir
que siempre existe una mejor manera de hacer las cosas pues los estándares no son eternos, sino que deben ser modificados dentro del ambiente del mejoramiento continuo, los nuevos estándares deben ser difundidos a todos los involucrados a fin que sean verdaderamente bien utilizados. Los usuarios de los estándares deben participar en la actualización de los mismos, haciendo sugerencias de mejoramiento e informando sobre las anomalías. Debe existir un ente coordinador que centralice toda la parte administrativa del manejo de los estándares, sus cambios, los nuevos estándares y su difusión y aprobación.
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5.9 EFIENCIENCIA DEL PROCESO La OEE (Overall Equipment Effectiveness, o Eficiencia General de los Equipos) es una relación porcentual que sirve para conocer la eficiencia productiva según los parámetros fundamentales de la producción industrial: La disponibilidad, la eficiencia y la calidad. A partir de un análisis de los tres componentes que integran la OEE, es posible conocer si lo que falta para el 100%, se ha perdido por la no disponibilidad (no se ha producido durante el tiempo que se debía estar produciendo), por la baja eficiencia (no se ha producido con la velocidad que se podía haber hecho), o por la no calidad (no se ha producido con la calidad que debía hacerse)15.
5.9.1 CLASIFICACIÓN
El valor de la OEE permite clasificar una o más líneas, proporcionando una idea de cuáles son los factores a mejorar para escalar posiciones en esta clasificación. En el cuadro 4, se muestra dicha clasificación porcentual, con su respectivo calificativo y consecuencia. Cuadro 4. Clasificación porcentual, calificativo y consecuencias de las líneas según la OEE.
Fuente: OEE - Eficiencia General de los Equipos: Parámetros fundamentales. [en línea]. España: Produktika, 2008 [consultado 16 de Septiembre de 2009]. Disponible en Internet: www.produktika.com/es/cas/problem05.php
15
Eficiencia General de los Equipos [en línea]. España: Produktika, 2009 [consultado 16 de
Septiembre de 2009]. Disponible en Internet: www.produktika.com/es/cas/problem05.php
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La OEE considera seis causas de pérdidas en el proceso de producción. En el
cuadro 5, se muestra la clasificación de las causas de pérdidas de disponibilidad, rendimiento y calidad en el proceso de producción: Cuadro 5. Causas y clasificación de pérdidas de disponibilidad, rendimiento y calidad en el proceso de producción.
Fuente. OEE - Eficiencia General de los Equipos: Parámetros fundamentales.
[en línea]. España: Produktika, 2008 [consultado 16 de Septiembre de 2009]. Disponible en Internet: www.produktika.com/es/cas/problem05.php
5.10 PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA DOBLE PARED
La extrusora es la máquina que plastifica las materias primas plásticas (PVC), dejándolas en el punto justo para ser transformadas. Dependiendo de los materiales, las configuraciones de los mismos, la cantidad de material que deben entregar, etc. se deberán utilizar extrusoras adecuadas para tales fines. Muchos de los productos que componen el mercado de mangueras, tubos y perfiles se fabrican en PVC. Dado que la extrusión de PVC no es igual a la de otros materiales plásticos, las extrusoras deben estar preparadas para este material. Los materiales utilizados en el proceso de extrusión son, por lo general, termoplásticos. Estos materiales se suavizan cuando se calientan y se transforman en fluidos, que posteriormente se endurecen cuando se enfrían y se transforman en sólidos. Asimismo y en muchos casos para este tipo de material, se utilizan extrusoras doble tornillo.
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Las máquinas de extrusión de plásticos, están formadas por varios elementos, tolva de alimentación, barril, tornillo de extrusión, cabezal de extrusión, sistema de calentamiento (resistencias), sistema de movimiento (motor, reductor), termocuplas (5 termocuplas que transmiten los datos de temperatura de cada zona de calentamiento de la extrusora y el cabezal, hacia el termo control.), resistencias, moneda, etc.). 5.10.1 Proceso de moldeado por extrusión. Esta es una técnica de
procesamiento bajo la cual, la resina de PVC, generalmente en estado sólido (polvo, granos), es alimentada a través de una tolva y posteriormente transportada a lo largo de dos tornillos donde lentamente resulta compactada, fundida, mezclada y homogeneizada para finalmente ser comprimida a través de un cabezal. El cabezal está conformado por dos arañas, la primera corresponde a la araña de la pared interna y la segunda a la araña de la pared externa. La araña de la pared interna es la ubicada al extremo del cabezal donde se adapta la moneda al torpedo. En esta araña, la mezcla que provenía de la moneda, en forma de una manga compacta, se abre, por la forma cónica del torpedo y se corta, (a partir de las astas internas de la araña) se compresiona y se homogeniza a lo largo de las paredes del cabezal, que se hacen cada vez más estrechas. De igual forma, sucede con la araña de la pared externa del cabezal. Esta operación se da para obtener una mezcla homogénea en las paredes del tubo.
A su vez, a la araña de la pared externa, se le ensambla otra pieza del cabezal, denominada hembra (o tapa) conformadora de pared externa del cabezal, la cual tiene la medida aproximada del diámetro de la tubería, y permite calibrar el espesor de pared y diámetro externo del tubo; mientras que el diámetro interno, es calibrado por otra hembra conformadora de la pared interna del tubo, la cual es adaptada a la hembra conformadora de la pared externa del tubo, a través de un cilindro, en cuyo extremo se adapta otra hembra conformadora del espesor de pared o GAP. La mezcla dosificada, va tomando, de manera continua, el perfil y/o la forma deseada del producto final. Cuando el tubo sale de la extrusora, sale caliente y perdería su forma sino se enfriase rápidamente. Esta operación de enfriamiento es realizada por un cilindro de enfriamiento (que está sujeto al cabezal, y esta introducido en la corrugadora) y quien es el encargado de darle la forma final al tubo, mientras este obtiene la forma corrugada.
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6. METODOLOGIA
El tipo de investigación que se planteó en el presente trabajo, fue una investigación de tipo descriptiva ya que se identificó dentro de la descripción del proceso de extrusión de tubería corrugada, la descripción de la maquinaria, la división de los elementos del proceso (Para mayor exactitud en la medición, y para observar y medir al trabajador durante varios ciclos considerando: procesos repetitivos ejecutados sobre una operación en particular), las actividades causales de tiempos muertos, la clasificación de tiempos planeados y no planeados, los tiempos de cada operación, así como métodos y/o formas utilizados por el operario para el desarrollo de su trabajo, detallando cada factor que permitió obtener registros y planificar para cada operación alternativas o métodos, que posteriormente se compararon, para determinar tanto tiempos estándares de cada operación, como el porcentaje de eficiencia de la planta y conformidad de los empleados. Todo esto se analizó a partir de la utilización del cursograma analítico tipo hombre o diagrama de flujo de procesos tipo operario, para encontrar la secuencia de las operaciones, los transportes, las esperas, los almacenamientos e inspecciones, las distancias recorridas y los tiempos empleados, movimientos de retroceso y cargas movilizadas. La fuente de información, para la toma y análisis de datos, fue la línea 10, de extrusión de tubería corrugada y los operarios que participaron en el desarrollo de la operación, pues son estos los que finalmente determinaron los métodos actuales usados y a partir de ellos, los causales de tiempos muertos en una jornada laboral normal de 8 horas para 3 turnos (operario auxiliar) y 12 horas para 2 turnos (operario titular), tiempo que se empleó para la investigación. 6.1 ETAPAS DEL PROYECTO El estudio de métodos y tiempos que se desarrolló en TUBOS DE OCCIDENTE S.A., para la optimización de la eficiencia de planta del proceso de extrusión de
tubería corrugada, se estructuró bajo unos puntos básicos comunes; su desarrollo dependió de factores tales como la actividad ergonómica, los recursos disponibles de la empresa, las técnicas y/o métodos usados, la funcionalidad u forma de operación de la máquina, el número de trabajadores en turno de la máquina y la cultura organizacional de la empresa y de los operarios.
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Los componentes de estudio que se tuvieron en cuenta para el desarrollo del presente trabajo y fueron los siguientes: Selección del trabajo, y definición de sus límites, mediante el análisis de la
tarea y la observación y anotación de la información;
Identificación del trabajo;
Elección del operario a medir;
Análisis de las condiciones del puesto Ambientales;
Máquinas; - Herramientas; - Características del material; - Características de la maquinaria
Croquis del puesto;
Descripción del método y su descomposición en elemento. Se registró por observación directa los métodos usados (se dividió en elementos la operación para determinar tiempos), los tiempos de operación, los tiempos perdidos relacionados con ese trabajo y se recolectaron los datos adicionales necesarios de fuentes apropiadas, tales como operarios, directivos, bases de datos de indicadores, formatos y datos de producción. Para el lugar de trabajo se realizaron diagramas de flujo de procesos de actividades múltiples. Mientras que para la disposición del sitio de trabajo, se realizaron cursogramas analíticos. Durante el registro de tiempos se tuvo en cuenta:
Valoración de ritmos
Anotación de tiempos de reloj (cronómetro a ceros)
Cálculo del número de observaciones
Suplementos y concedidos
Se examinó de forma crítica, el modo en que era realizado el trabajo, su propósito, el lugar en que era efectuado, la secuencia en que se llevaba a cabo, los métodos utilizados, así como la clasificación de los tiempos planeados y no planeados, los factores causales de estos últimos, la disponibilidad de los operarios y el diseño del lugar de trabajo
Se estableció el método más práctico, económico y eficaz, (se tomaron tiempos de operación) mediante los aportes de las personas relacionadas al entorno, lo que permitió compararlos con el método actual
Se realizó una comparación entre la relación coste-eficacia del nuevo método y el método actual
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Se definió el nuevo método de forma clara y se presentó a todas las personas involucradas en el proceso (directivos, supervisores, trabajadores)
Se implementaron algunas formas del nuevo método como una práctica normal y formal a todas las personas de la planta (se desarrolló una técnica de 5’s para organizar el ambiente laboral del área de mezclas)
Se controló el desarrollo de la técnica 5’s y los tiempos registrados En los cuadros 6 y 7, se hace una representación del cronograma - Diagrama de Gantt modelado en Project para identificar las actividades que se llevaron a cabo, durante el desarrollo del proyecto, duración y precedencia de cada una.
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Cuadro 6. Actividades aplicadas al desarrollo del proyecto, duración y precedencia para construir el Diagrama de
Gantt.
Fuente. El autor.
71
Figura 12. Diagrama de Gantt; representación de actividades desarrolladas en el proyecto, duración y precedencia.
Fuente. El autor.
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7. DESARROLLO DEL PROYECTO
Como factor indispensable para la realización de un estudio de métodos y tiempos, es necesaria la comprensión del proceso de extrusión de tubería corrugada, para conocer el equipo de trabajo y realizar un diagnóstico del mismo. En este punto, se podrá observar y analizar, cada parte de la extrusora y su funcionalidad, así como su programación, mantenimiento y los problemas frecuentes que se pueden presentar en la máquina debido a la mezcla o al mal manejo de la extrusora. De esta forma, se logra comprender el proceso de transformación del plástico en tubería doble pared. Para este análisis, que tardó aproximadamente 2 meses, se recurrió al proceso de extrusión explicado en los libros y al asesoramiento brindado por el jefe de producción y los operarios. TUBOS DE OCCIDENTE S.A. en su línea 10 de extrusión de tubería corrugada
doble pared, produce tubos de las siguientes referencias:
Tubería ducto color verde 4” Ø 109mm
Tubería alcantarillado color amarillo 4” Ø 110mm
Tubería ducto color verde 6” Ø 168mm
Tubería alcantarillado color amarillo 6” Ø 160mm
Tubería alcantarillado color amarillo 8” Ø 200mm
Tubería alcantarillado color amarillo 10” Ø 250mm
A continuación se presenta la carta de proceso para la fabricación de dichas referencias. 7.1 ELABORACION DE LOS PROCESOS OPERATIVOS ESTANDAR (CARTA DE PROCESO)
La carta de proceso consiste en un documento donde se incluye la información detallada de cada una de las actividades contenidas en el diagrama de procesos y pueden, además, destacar relaciones. Para iniciar la elaboración de la carta de proceso, es necesario:
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Conocer las partes, planos y procedimiento para la fabricación de tubería corrugada
Recibir inducción por parte del jefe de producción, acerca de la manera en que se relacionan las estaciones de trabajo
La carta de proceso debe contener:
Nombre del proceso
Materiales empleados en el proceso
Descripción del proceso Ver Anexo C. Carta del proceso de fabricación de tubería corrugada. Por sugerencia del jefe de producción se realizó la descripción de la maquinaria para anexarla al manual de máquina de la línea 10. Ver Anexo D. Descripción, y procedimientos específicos de la máquina Extrusora de tubería corrugada doble pared, línea 10.
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8. ANALISIS DEL TRABAJO /LUGAR DE TRABAJO
Programar un análisis del trabajo/lugar del trabajo, permite identificar problemas dentro de un área, departamento o lugar de trabajo. Antes de reunir datos cuantitativos, el analista visita el área y observa al trabajador, la tarea, el lugar y el entorno que lo rodea. Además identifica los factores administrativos que puedan afectar el comportamiento o el desempeño del trabajador. Estas causas proporcionan una perspectiva global de la situación y ayuda a guíar al analista en el uso de los métodos cuantitativos para colectar y analizar los datos. Para el realizar un buen análisis del método y registro de los datos, es muy útil el desarrollo de diagramas de procesos, como veremos a continuación. 8.1 TECNICAS DE REGISTRO Y ANALISIS 8.1.1 Elaboración del diagrama de flujo del proceso de extrusión de tubería corrugada. Establecidas las cartas de proceso, es necesario presentar de
manera gráfica, a través de un diagrama de flujo el procedimiento para desarrollar el proceso productivo de la tubería corrugada; esto con la finalidad de buscar que quienes intervienen en el proceso puedan asimilar correctamente la información, ya que el diagrama de proceso, presenta información clara, ordenada y concisa del mismo. El diagrama de flujo es una representación gráfica de los pasos que seguimos para realizar un proceso. Se realiza para dar a conocer o mostrar de forma global un proceso. Así mismo, sirve como una guía que permite obtener un conocimiento básico para realizar un análisis sistemático de un proceso, ya que este nos indica: Dónde comienza el proceso. Todas las actividades que se realizan. Todas las tomas de decisiones que se hacen. Tiempos de espera. Cuáles son los resultados. Dónde termina el proceso16
. En la figura 13, se hace una representación del
diagrama de flujo del proceso de producción de tubería corrugada.
16
NIEBEL, Benjamín y FREIVALDS, A. Ingeniería Industrial: Métodos, Estándares y Diseño del
Trabajo. 10 ed. México: Alfaomega, 2001. p 31.
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Figura 13. Diagrama de flujo para la producción de Tubería corrugada.
Fuente. El autor.
Inicio
Dosificación de la
materia prima
Mezcla en turbos mezcladores
Compuestos para tubería
amarilla corrugada:
PVC CaCO3 One Pack
Materia Prima One Pack: CaCO3 Estabilizante Cw-132 Polylub Esterato de Calcio TiO2 Pigmento
Almacena en Mezanine
Extrusión
Corrugado
Material Defectuoso
Tritura en molinos
Marcado
Corte
Calentamiento del tubo en horno Se Pule el tubo
Se pone empaque en
el extremo del tubo Acampanado
Se Pule el tubo
en el extremo
acampanado Arrume en almacén de producto
terminado (despachos)
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El material de PVC con el que es realizada la tubería, como al tubo mismo terminado, se le realizan pruebas de medición para determinar su calidad y descartar si el tubo no cumple con las especificaciones(diámetros interno y externo, grosor, y distancias de los valles) dadas. Además se desarrollan pruebas de impacto para determinar la resistencia del tubo. Para darle inicio al proceso de extrusión, se debe calentar de forma general la máquina a una temperatura de 140º C, durante 3 horas, efectuando seguimientos al proceso, para detectar alguna irregularidad en sus componentes mecánico-eléctricos. Posterior a esto, se le realiza un mantenimiento a la máquina, con un limpiador especial a base de PVC, (limpiador exclusivo para extrusoras de tubería corrugada). Una vez terminado el mantenimiento de la máquina, se agrega la mezcla de PVC a través de una tolva que alimenta la extrusora, donde el material se plastifica, y pasa hacia un cabezal cuya temperatura es de 160º - 270º C, posteriormente, un cilindro de refrigeración enfría el tubo a medida que es introducido por los moldes de la corrugadora, para darle la forma de tubo corrugado de doble pared. El tubo es transportado de la corrugadora, hacia la marcadora y posteriormente a la cortadora planetaria, que corta el tubo según los parámetros (generalmente se usa un corte de 6 metros). En el proceso de corte, se le realiza una inspección al tubo para verificar que este cumple con las especificaciones programadas. El operario, modifica las especificaciones dadas en la extrusora, tales como velocidad, apriete de cabezal hasta acoplar la maquina a las especificaciones necesarias para obtener un tubo de calidad. Cuando el tubo no cumple con los requerimientos, es cortado y tomado como material defectuoso, que posteriormente se tritura en molinos, para de nuevo utilizarlo como mezcla para la fabricación de tubería social, otro tipo de tubería que se fabrica con mezclas de PVC trituradas. Para finalizar esta operación, el tubo es trasladado por un soporte metálico, hacia un horno, donde un extremo del tubo es calentado para pasarlo a la acampanadora, e inmediatamente enfriarlo con aire forzado a temperatura ambiente, para ser almacenado. Mientras el tubo es calentado en uno de sus extremos, el operario pule el otro extremo y pone el empaque. Una vez finaliza, pule el otro extremo del tubo ya acampanado; si el tubo en el extremo acampanado presenta una imperfección, se saca de la acampanadora y vuelve y
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se ubica en el calentador para que después de que este blando vuelva a la acampanadora. Una vez el tubo ya es acampanado, se arruma con otros tubos en canastas que posteriormente son trasladadas al almacén de despachos. Los operarios de despacho, cuando acomodan los tubos, deben verificar que estos, no tienen imperfecciones en sus extremos, si estos las presentan se llevan nuevamente a la línea para que sean calificados como material defectuoso. (Figura 13). Existe un departamento de calidad encargado de inspeccionar todo el proceso de la siguiente forma, como se muestra en la figura 14. Figura 14. Control del departamento de calidad sobre los procesos de extrusión.
Fuente. ROMERO, Hermán. Manual de Calidad. Santiago de Cali: TUBOS DE
OCCIDENTE, 2009. Disponible en la base de datos departamento de calidad TUBOSA. 8.1.2 Identificación y trazabilidad. Todas las materias primas empleadas en el proceso de extrusión de la tubería son Identificadas claramente desde el momento de su recepción hasta el momento en que se entregan al cuarto de dosificación y el área de mezclas.
Los supervisores de Turno son responsables de la identificación y trazabilidad del producto en todas las etapas de producción. La Jefatura de despachos es
CALIDAD
Bodega de
producto
terminado
INSPECCIONA
Recepcion de
Materia Prima
(Empaque y
estado visual
del producto
MEZCLAS
Extrusoras:
inspeccion
realizada por
el operario y
por calidad
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responsable de la identificación y trazabilidad en las operaciones de almacenamiento y despacho. Cuando el producto terminado es entregado al cliente y se presente algún reclamo éste también puede ser rastreado por el número de lote, el cual determina claramente el turno, el año, el día y el mes en que se fabricó el tubo. 8.1.3 Preservación del producto. En la figura 15, se muestra la descripción gráfica de los pasos que realiza la empresa para mantener la preservación del producto desde la recepción de materia prima, hasta su distribución final. Figura 15. Descripción de la preservación del producto desde la recepción de
materia prima.
Fuente. ROMERO, Hermán. Plan de acción departamento de calidad. Santiago
de Cali: TUBOS DE OCCIDENTE, 2009. Disponible en la base de datos departamento de calidad TUBOSA. La materia prima en el momento de su recibo en la empresa se ubica de acuerdo a su orden de llegada y número de lote. La materia prima es almacenada en la bodega, bajo techo a temperatura ambiente, evitando humedad extrema. El Jefe de almacén y control interno es responsable de mantener la materia prima en buenas condiciones.
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Procedimientos documentados son establecidos y mantenidos para el manejo, almacenamiento, preservación y despacho de la tubería. Todo el personal del área de Producción y de Logística es responsable del correcto manejo, almacenamiento, preservación y despacho. Sin embargo, la responsabilidad final está en el Jefe de Producción y mantenimiento y el Jefe de despachos. Tanto en la planta, como en la bodega de despachos, la tubería es transportada en carros metálicos y almacenada en estanterías o en arrumes en el piso (siguiendo esquemas de almacenamiento previstos) cuando el espacio es limitado. La tubería es manipulada en forma cuidadosa por el personal, de tal forma que se minimicen los daños que pudieran alterar su desempeño. El personal de bodega es instruido para manejar el producto correctamente. Las áreas de almacenamiento son asignadas para prevenir el daño o deterioro de la tubería. La altura máxima permitida de los arrumes es de 1.5 metros. Es responsabilidad del personal de la bodega de producto terminado retirar y segregar tubos que presentan defectos visuales, para evitar el despacho de tubos por fuera de especificaciones. La empresa establece y mantiene un sistema FIFO para sus despachos en el área de bodega. La tubería no requiere de medidas especiales para asegurar la preservación en la bodega.
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9. ELABORACION DEL CURSOGRAMA ANALITICO O DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO
Antes de iniciar la recolección de información se debe elegir la técnica correcta para el registro y análisis del método de trabajo de acuerdo al proceso productivo que desarrolla la empresa. La herramienta que permite el monitoreo y clasificación de todas las actividades que se realizan en un proceso, en este caso será el proceso de alistamiento, arranque, y fabricación de tubería corrugada, es el cursograma analítico o diagrama de flujo de proceso, que se usa, en principio, para determinar la secuencia de trabajos realizados por el operario en el desarrollo del proceso. El diagrama de flujo de proceso o cursograma analítico tipo hombre, fue elegido para esta empresa porque resulta una herramienta valiosa para registrar desperdicios ocultos, retrasos y movimientos innecesarios durante el desarrollo del trabajo. El cursograma analítico o diagrama de flujo de proceso es la representación gráfica de todas las operaciones, esperas y los almacenamientos que ocurren durante un proceso. Incluye, además, la información que se considera deseable para el análisis. En este tipo de diagrama se integran actividades como: demora, almacenamiento, transporte, además de las operaciones e inspecciones. Este tipo de diagramas, facilitan la eliminación o reducción de costos ocultos de una componente. Debido a que muestra con claridad los transportes, demoras y almacenamientos, la información que proporciona puede conducir a la reducción tanto en cantidad como en duración de estos elementos. Existen dos tipos de diagrama de flujo: diagrama de operario, y de máquina. La técnica de diagrama analítico operario será la utilizada en este proyecto, pues se pretende mejorar los métodos o movimientos improductivos empleados por el operario para el desarrollo de sus labores que pueden afectar el alistamiento y arranque de esta. Es por esto, que antes de iniciar la elaboración de un cursograma analítico o diagrama de flujo del proceso es necesario, determinar los factores que intervienen en el desarrollo de este: selección del trabajo a analizar, selección del operario, análisis del método para descomponer las operaciones en elementos y toma de datos.
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La figura 16, muestra el formato del cursograma analítico tipo hombre, que será aplicado para la recolección de los datos de los procesos de alistamiento, arranque y fabricación de la tubería corrugada. Figura 16. Formato de Cursograma analítico tipo hombre. Método actual del proceso de arranque de extrusión de tubería corrugada.
Fuente. El autor. Una vez determinada la técnica adecuada para la recolección de información, procedemos a escoger el trabajador adecuado. 9.1 SELECCIÓN DEL TRABAJO
La selección se hace con un motivo preciso, que de por si obliga a elegir determinada tarea.
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“No debe hacerse un estudio de tiempos mientras no se haya establecido y definido con un estudio de métodos la mejor forma de ejecutar el trabajo”. Después de comprender el proceso de extrusión de tubería corrugada doble pared, se da inicio al análisis del método y toma de tiempos del proceso de alistamiento y arranque de la extrusora, a partir de un cambio de referencia, para determinar y evaluar las condiciones en que se alista el equipo, la seguridad operaria, las posibles causas de tiempos perdidos y los métodos empleados por el operario. 9.1.2 Selección del trabajador. Antes de iniciar el estudio de tiempos, es
recomendable seleccionar un operario calificado. “El trabajador calificado” es aquel que adquiere destrezas, y le lleva al inexperto ventajas:
Sus movimientos son sueltos y regulares Adquiere ritmo
Reacciona más pronto a las señales
Prevé dificultades y está preparado para superarlas
Ejecuta la tarea sin forzar la atención Si bien existen dos tipos de clasificación de un operario o trabajador: Trabajador representativo: aquel cuya competencia y desempeño
corresponden al promedio del grupo Trabajador calificado: Aquel que tiene las aptitudes físicas, que posee la
inteligencia e instrucción y que ha adquirido la destreza y conocimientos necesarios para efectuar el trabajo según normas satisfactorias de seguridad, cantidad y calidad
Para un estudio de tiempos siempre se debe escoger un operario calificado. El operario debe estar bien capacitado en el método, le debe gustar su trabajo y ha de demostrar interés en hacerlo bien. También debe estar familiarizado con los procedimientos y prácticas del estudio de tiempos y tener confianza tanto en los métodos del estudio como en el analista. Su compromiso es la cooperación con el estudio que se está llevando a cabo17. 17
Ibíd., p. 330.
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9.2 ETAPAS DEL ESTUDIO
El análisis del paso a paso de este proceso, permitirá obtener y registrar toda la información posible acerca de la tarea, del operario y de las condiciones que puedan influir, es decir, la observación y el análisis permitirán realizar un diagnostico, de las condiciones del proceso. 9.2.1 Diagnóstico del proceso de alistamiento y arranque. Durante el alistamiento de la máquina, se producen tiempos perdidos debido a que no se tiene un plan previo o alistamiento previo de la máquina y de sus partes (moldes, herramientas, cabezal), así como una revisión o mantenimiento previo al arranque de la misma para evaluar su funcionalidad. Además de ello, en el área de trabajo, existe un desorden de material defectuoso (tulas terminadas, poco orden de herramientas) acumulado, al igual que en el sitio donde se guardan las herramientas. Ambos procesos son realizados por el operario titular, quien es la persona que transporta las herramientas del almacén de herramentales a la maquina, así como, la búsqueda de las herramientas (llaves, linternas de otras líneas) que no se tienen a la mano. Existe un operario auxiliar pero no es permanente en el proceso, pues no tiene conocimiento del mismo. El proceso de alistamiento de la máquina afecta el oportuno proceso de arranque de la misma, el cumplimiento de la planeación y genera costos; además de ello, otro de los problemas que afectan el arranque, se ocasiona debido a la falta de mezcla terminada lista en el mezanine para agregar a la tolva de la extrusora, esta situación es generada por la ausencia de una planeación previa de la programación de mezclas de turbos. De igual forma, muchos de los problemas de funcionamiento de la maquina son ocasionados por la mezcla defectuosa y contaminada que proviene del proceso de turbomezclado; esta contaminación, se debe al desorden que existe en el área de trabajo de los turbos (estos son puntos que llevan a realizar un análisis del método de trabajo del área de mezclas).
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10. REGISTRO DEL METODO Y TOMA DE TIEMPOS DEL PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA
Al llevar a cabo una observación del método, es necesario, registrar toda la información pertinente de dicha observación directa, por si el estudio se debe consultar posteriormente. Esto requiere realizar una descripción completa del método para descomponer la operación en elementos para posteriormente verificar si se están utilizando los mejores métodos para realizar el alistamiento y arranque de la máquina, así como también, determinar el tamaño de la muestra para tomar los tiempos y establecer tiempos estándares de dicha operación. 10.1 SELECCIÓN DE LA TAREA Para el desarrollo de este proyecto, sólo se logró aplicar el estudio de métodos y tiempos a una referencia (10 pulgadas, alcantarillado), puesto que durante los 6 meses de la pasantía, sólo se registraron pedidos de esta referencia, y la mayor parte del tiempo, la máquina estuvo en ensayos, y reparación. Calcular el tiempo de arranque de la línea 10 para el proceso de fabricación de tubería 10 pulgadas, alcantarillado de doble pared corrugada, de color amarillo. La tarea de arranque de los dos operarios de la línea 10 consiste para el operario titular, en alinear las paredes del cabezal a la corrugadora, así como el cilindro de refrigeración. De igual forma, verificar la alineación de la mesa de la corrugadora, de la cortadora y calibración de la extrusora con las velocidades y el programa correspondiente, que cumpla con las dimensiones de pared interna y externa y diámetros establecidos; agregar limpiador a la extrusora, retirarlo, verificar ajustes del cabezal, resistencias, conexiones, partes, repuestos de la máquina, sistemas de agua y aire externo e interno y estar pendiente del panel de control de la extrusora, corrugadora y cortadora, que también es programada por este operario. Para el auxiliar-acampanador es alinear la acampanadora, verificando que el mandril funcione correctamente, que las mordazas estén bien ajustadas y al diámetro que se requiere; así mismo, debe verificar que el sistema de calor de la acampanadora y el panel de control con los requerimientos necesarios funcionen adecuadamente. El operario auxiliar, debe encargarse, de pulir el extremo del tubo, poner el empaque y la cinta que lo sujeta, esto durante el proceso de acampanamiento del tubo; además una vez terminado el proceso debe transportarlo al sitio de almacenamiento.
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Cuando surgen problemas mecánicos con la máquina cortadora, el operario titular, debe cortar los tubos manualmente con una segueta, a la medida que se requiere (6m generalmente). La marcadora, es manejada y programada por una persona del área de calidad, quien introduce la leyenda que debe llevar el tubo, correspondiente a ese día y al tipo de tubería. Las conexiones de los sistemas eléctricos, de aire y agua son realizadas por el electricista, que es el encargado de conectar todo al cabezal para que se realice el calentamiento y la alineación de la máquina. De igual forma, es el encargado de reparar las fallas mecánicas que se producen en la cortadora, y en la máquina en general. Se establecen las características del producto, cuyo proceso de fabricación, determinará el estudio de métodos y tiempos: REFERENCIA: TDPA 250 mm x 6m (10 pulgadas). Corrugado alcantarillado
Peso 23.22 Kg. Espesor pared externa: 1.7 Espesor pared interna: 1.7 Diámetros Mínimo: 248.5 Máximo: 250.8 No. De tubos a producir: 1300 No. De tubos/hora: 11 Kg. /h: 250 Tiempo total presupuestado: 120.74 Turno: 12 horas/ nocturno Operario calificado: Luid Cardona
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10.2 ESTUDIO DE TIEMPOS
En cuadro 7, se registra la descripción completa del método actual descomponiendo la operación de alistamiento y montaje de la extrusora de tubería corrugada en elementos: Cuadro 7. Registro de la descripción del método actual en elementos del proceso
de alistamiento y montaje de la extrusora de tubería corrugada.
Minutos
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Tabla 7. (Continuación)
Fuente. El autor. Para realizar el registro del método, se hizo una observación directa del método, y posteriormente se verificó que este fuese el método que se había registrado anteriormente en la observación. Una vez determinado el registro del método actual y su correspondiente tiempo (3,236 horas), se analizó con la colaboración del ingeniero de producción cuáles podrían ser las actividades o elementos causales de tiempo perdido; se subrayaron aquellas actividades que involucran la búsqueda de alguna herramienta o parte para montar la maquinaria. Posteriormente, se propuso como nuevo método de alistamiento, el” alistamiento previo de las herramientas y partes de la máquina”, para disminuir tiempos perdidos por movimientos o métodos innecesarios; esta nueva situación permite tomar nuevamente tiempos bajo un método propuesto. Al eliminar aquellas actividades generadoras de tiempo
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perdido, el tiempo total de alistamiento se reduce a 177,306 minutos o 2,95 horas aproximadamente. Para la toma de tiempos, se ha tomado como referencia los valores establecidos por la General Electric, como guía para determinar el número de ciclos a cronometrar o tamaño de la muestra, a partir del tiempo total de la operación de alistamiento registrada. Cuando el tiempo de ciclo en minutos es mayor a 40 min. Se recomienda tomar 3 ciclos. Para la extrusora de tubería corrugada se realizaron cambio de referencia 3 veces (para 10”, 6”, 10”), es por esto, que para la operación de alistamiento se han tomado 3 ciclos. Arranque de la Máquina En el cuadro 8, se registra la descripción completa del método actual descomponiendo la operación de arranque de la extrusora de tubería corrugada en elementos: Cuadro 8. Registro de la descripción del método actual en elementos del proceso de arranque de la extrusora de tubería corrugada.
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Cuadro 8. (Continuación)
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Cuadro 8. (Continuación)
Fuente. El autor.
Una vez realizado la descripción del método actual en elementos del proceso de arranque de la extrusora de tubería corrugada, se procede a registrar la información en el cursograma analítico tipo hombre, para determinar el tiempo de cada elemento; este proceso se lleva a cabo, de la misma manera como se llevó a cabo el registro del tiempo del proceso de alistamiento, donde se observaron y analizaron actividades que generan tiempos improductivos, tales como la búsqueda de herramientas para el desarrollo de la tarea. Ver Anexo E. Cursograma analítico tipo hombre. Método actual del proceso de arranque de extrusión de tubería corrugada.
A partir del cursograma analítico tipo hombre del proceso de arranque de la extrusora de tubería corrugada, se realizó el registro del tiempo de cada elemento del método actual, donde se determinó que el operario emplea un tiempo total de 133,085 minutos (2,218 horas) para el desarrollo de este trabajo. Observadas las actividades improductivas, que se subrayaron con color rojo, se propuso eliminarlas para obtener un tiempo de 112,189 minutos (1,869 horas), donde se espera obtener los resultados planteados en el cuadro 9.
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Cuadro 9. Porcentaje de tiempo representado a partir del desarrollo del método
actual y la separación de las actividades improductivas para la construcción de un método mejorado.
Fuente. El autor. Para mejorar las actividades improductivas, se plantearon los siguientes métodos. 10.3 METODO PROPUESTO Ante las operaciones causales de tiempo perdido diagnosticadas en el registro del método, se plantearon las siguientes propuestas a los directivos para determinar un método de operación de alistamiento y arranque mejorados: 10.3.1 Propuesta 1. Organización del trabajo. Para el proceso de arranque y alistamiento de la máquina, se propone emplear dos operarios; el operario auxiliar, es quien ayudará al operario titular a organizar, desmontar y montar moldes, trasladar diferencial a la máquina para poner el cabezal, agregar o retirar el limpiador del cilindro de enfriamiento y poner las herramientas y piezas a la mano del operario titular quien será el encargado de calibrar el cabezal y estar pendiente del correcto funcionamiento de la máquina, así como del oportuno alistamiento de las tulas de mezcla y asesoramiento al operario auxiliar, pues el operario titular es un operario calificado conocedor del proceso de extrusión de tubería corrugada y de los factores que pueden afectar la extrusora y desalineación de la misma.
Cuando la máquina este en correcto funcionamiento, se recomienda emplear un operario (titular) quien después de calibrar la máquina y adecuarla de acuerdo a las especificaciones dadas, se encargará del acampanamiento del tubo, lo que implica poner empaques, pulir y estar pendiente de esta última operación del proceso de tubería doble pared corrugada y acampanada. Esta propuesta, será explicada y sustentada a través del balanceo de línea por diagramación hombre-máquina.
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10.3.2 Propuesta 2. Empleo de la Filosofía SMED. La filosofía SMED aplicada
al proceso de extrusión de tubería corrugada propone (esta fue la presentación que se le realizó al ingeniero de producción, para ser tenida en cuenta para una próxima programación de cambio de referencia de la máquina): Aunque existen un gran número de técnicas destinadas al incremento o mejora de la productividad, la reducción en los tiempos de preparación merece especial consideración y es importante por tres motivos (estos motivos reflejan la situación actual del proceso de alistamiento y arranque):
Cuando el tiempo de cambio es alto, los lotes de producción son grandes y, por tanto, la inversión en inventario es elevada. Cuando el tiempo de cambio es insignificante se puede producir diariamente la cantidad necesaria, eliminando casi totalmente la necesidad de invertir en inventarios.
Los métodos rápidos y simples de cambio eliminan la posibilidad de errores en los ajustes de herramientas y útiles. Los nuevos métodos de cambio reducen sustancialmente los defectos y suprimen la necesidad de inspecciones.
Con cambios rápidos se puede aumentar la capacidad de la máquina. Si las máquinas funcionan siete días a la semana, 24 horas al día, una opción para tener más capacidad, sin comprar máquinas nuevas, es reducir su tiempo de cambio y preparación.
Esta técnica está fundamentalmente enfocada en la búsqueda de la causa raíz, o sea en los factores que en éste caso concreto determinan los tiempos de preparación o cambio de herramientas. 10.3.2.1 Problemas más comunes a la hora de realizar los cambios o preparaciones de herramientas. Cuando las actividades de preparación se prolongan demasiado o el tiempo de preparación varía considerablemente, es factible que se estén dando los siguientes problemas o inconvenientes dentro del proceso de alistamiento y arranque de la extrusora:
La terminación de la preparación es incierta
No se ha estandarizado el procedimiento de preparación
El procedimiento no se observa debidamente
Los materiales, las herramientas y las plantillas no están dispuestos antes del comienzo de las actividades
Las actividades de preparación no han sido adecuadamente evaluadas
Variaciones no aleatorias en los tiempos de preparación de las máquinas.
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Estos obstáculos pueden y deben salvarse mediante la investigación diaria y el reiterado cuestionamiento de las condiciones de preparación en el lugar de trabajo. 10.3.2.2 Técnicas de aplicación de la filosofía SMED. Etapa 1: separar actividades internas y externas. Diferenciación de la preparación externa y la
interna. Por preparación interna, se incluyen todas aquellas actividades que para poder efectuarlas requiere que la máquina se detenga. En tanto que la preparación externa se refiere a las actividades que pueden llevarse a cabo mientras la máquina funciona. El principal objetivo de esta fase es separar la preparación interna de la preparación externa, y convertir cuanto sea posible de la preparación interna en preparación externa. Para convertir la preparación interna en preparación externa y reducir el tiempo de esta última, son esenciales los cuatro puntos siguientes:
Preparar previamente las plantillas (documentos de planeación y especificación de parámetros), herramientas, cabezales, moldes y materiales
Mantener la maquina extrusora, cortadora y acampanadora en buenas condiciones de funcionamiento (TPM)
Crear tablas de las operaciones para la preparación externa. Mantener el buen orden y limpieza en la zona de trabajo (Cinco “S”). El mantener limpia y ordenada la zona de trabajo, herramientas, cabezales y moldes, representan el factor más importante del tiempo de alistamiento y arranque. Si las herramientas están almacenadas de un modo desordenado en una caja de herramientas, los trabajadores perderán tiempo buscando las que necesiten; es la típica operación inútil que no crea valor adicional. A partir de lo anterior, se propone para esta etapa introducir un plan de revisión “antes de” el cual consta de organizar las herramientas que el grupo destinado (eléctricos, mecánicos, operario titular) de los cambios de referencia de llevar para este. Además, se plantea la realización de un historial, hoja o guía de trabajo, donde se registre por escrito las características en que se deja y se recibe la extrusora después de cada cambio de referencia, para que el equipo de mantenimiento planee un previo mantenimiento de la máquina y de los cabezales, de tal forma
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que sea más efectivo el alistamiento (esto significa para el operario titular, tener lista las herramientas y montar la máquina, para que el grupo de mantenimiento posteriormente, verifique conexiones y orden) y arranque de la extrusora, pues así se cuenta con las características, y condición básica que esta requiere para ser operada. Posterior a esto, se debe realizar una reunión del grupo de mantenimiento para analizar la historia de trabajo del cambio de una determinada referencia y discutir dichos cambios que se deben realizar para corregir los defectos presentados en la guía. Este formato guía de trabajo, será una herramienta donde se introduzca el tipo de cambio de referencia, y se registren variables, mecanismos, defectos y recomendaciones a tener con dicho cambio, dando conocimiento de las partes a cambiar y condiciones ideales para el arranque; esto facilita todo el trabajo en el cambio de referencia y genera una reducción en el tiempo de alistamiento y en el tiempo de estabilización de la extrusora. Sin embargo, dichos formatos deben fijarse en la pared sobre un tablero visible, para que los operarios encargados del mantenimiento, las puedan visualizar con facilidad, las tengan presentes y puedan programar su tiempo para efectuarlas. Ver Anexo F. Formato guía de trabajo de control de cambio de referencia. 10.3.2.2.1 Etapa 2: convertir las actividades internas en externas. Dentro de las actividades de SMED y teniendo en cuenta que es de mucha importancia evitar desplazamientos innecesarios del personal que ocasiona pérdidas de tiempo y demoras en el alistamiento y arranque, se propuso organizar por módulos el cajón de herramentales, con la herramienta adecuada y sus repuestos, esto permitirá al operario encontrar las cosas con facilidad y tener su puesto de trabajo ordenado y con las herramientas adecuadas. Así mismo, se planteó organizar cabezales y moldes cerca a la máquina. Esto significa mantener un orden y limpieza en la zona de trabajo. Como resultado de la adopción de esta técnica, se espera evidenciar una mejora en la actitud de los operarios frente a las labores que deban desempeñar, teniendo como desafío el lograr la reducción del tiempo y operaciones de cambio. Al mejorar el desempeño, se tiene la oportunidad de realizar cambio/día, según las necesidades de la producción.
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10.3.2.3 Importancia de las cinco “S” en la aplicación SMED. Las actividades
de Organización-Orden-Limpieza-Estandarización y Disciplina son esenciales para una correcta y óptima puesta en funcionamiento del sistema SMED.
El poder encontrar rápidamente las herramientas, el disponer de todos los equipos y lugar de trabajo en estado de limpieza, y el disponer de elementos visuales que permitan el mejor ajuste, son beneficios que trae consigo la aplicación sistemática de las Cinco “S”. En la figura 17 y 18, se muestra el modelo del cajón de herramentales, la distribución de la planta y el área de trabajo propuesta de la extrusora de tubería corrugada.
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Figura 17. Modelo mejorado del cajón de herramientas.
Fuente. El autor.
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Figura 18. Distribución de la planta y el área de trabajo propuesta de la extrusora de tubería corrugada.
Fuente. El autor.
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Las preparaciones internas que no puedan convertirse en externas deben ser objeto de mejora y control continuo. A tales efectos se considera clave para la mejora continua de las mismas, los siguientes puntos:
Mantener las zonas de almacenamiento de herramientas, cabezales, moldes y materiales limpias y ordenadas Cinco “S”)
Vigilar los efectos de los cambios introducidos en la secuencia de las operaciones
Vigilar las necesidades de personal para cada operación
Vigilar la necesidad de cada operación.
El examen continuo de los puntos antes descritos pondrá de manifiesto oportunidades de mejora. Tanto para la realización del estudio de métodos y tiempos, como para la aplicación de las técnicas SMED, como se menciono anteriormente, se requiere de operarios calificados, pues representan una estrategia que implica destreza para perfeccionar las operaciones de preparación. En las operaciones tradiciones de fabricación, las operaciones de cambio de útiles eficientes requieren dos cosas: Conocimiento relativo de la estructura y función de la maquinaría y equipo, así
como una familiaridad completa con las herramientas Destreza en montar y desmontar estos elementos, y también medir, calibrar, y
ajustar después de las operaciones de ensayo.
10.3.3 Propuesta 3. Mejoramiento del manual de máquina. Anexar al manual de máquina:
La funcionalidad de cada una de sus partes;
Especificar cómo debe ser el montaje de cada parte; Qué herramientas deben emplearse para dicha actividad. Ver Anexo D.
Descripción, y procedimientos específicos de la máquina Extrusora de tubería corrugada doble pared, línea 10;
Cuál debe ser el correcto mantenimiento que garantice que la máquina está en estado de arrancarla;
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Características del material de la mezcla(son determinadas y descritas por el jefe de calidad, quien es el responsable y conocedor de los componentes de la fórmula para tubería PVC);
Proceso de elaboración de la mezcla para conocer y familiarizarse con los componentes de esta (de qué forma debe ser agregado cada componente y en qué tiempo), lo que permite determinar su utilidad en el proceso de turbo mezclado (transformación), y en la extrusora.
En el Anexo D, donde se realiza una descripción de la maquinaria se puede observar algunas características que hacen parte y se pueden implementar en el modelo descriptivo del Manual de Máquina de la línea 10: Extrusora de Tubería Doble Pared Corrugada.
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11. TOMA DE TIEMPOS DESEMPEÑO DEL OPERARIO DE LA EXTRUSORA DE TUBERIA CORRUGADA DOBLE PARED
Conocer el tiempo que se necesita para la ejecución de un trabajo es completamente necesario en una empresa que quiere ser cada día más productiva. Debido a que conocer y hacer mejoras en los tiempos, le permitirá a la empresa, resolver problemas relacionados con su proceso de fabricación. Por esta razón, se desarrolla un estudio de tiempos con el objetivo de calcular el tiempo que necesita un operario calificado para realizar una tarea determinada siguiendo un método preestablecido, en cada una de las estaciones de trabajo. En la figura 19, se describen los formatos de tiempos y métodos diseñados para registrar de manera clara y secuencial, la información de cada operación desarrollada por el operario. Figura 19. Descripción del formato diseñado para registrar el estudio de métodos
y tiempos de cada operación desarrollada por el operario.
Fuente. El autor.
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Por definición, valorar el ritmo es comparar el ritmo real del trabajador con cierta idea del ritmo tipo que uno se ha formado mentalmente al ver cómo trabajan naturalmente los trabajadores calificados cuando utilizan el método que corresponde y se les ha dado motivo para querer aplicarse. Ese será, pues, el ritmo tipo, al que se atribuirá el valor de 100 en la escala de valoración. Se supone entonces que un trabajador que mantenga el ritmo tipo y descanse de modo apropiado tendrá un desempeño tipo durante la jornada o turno. 11.1 SUPLEMENTOS
Ningún operario puede mantener un paso promedio todos lo minutos del día de trabajo. Pueden tener lugar tres clases de interrupciones para las que debe asignarse tiempo adicional. La primera son las interrupciones personales, como viajes al baño y a los bebederos; la segunda es la fatiga que afecta un a los individuos más fuertes en los trabajos más ligeros. Por último, existen retrasos inevitables, como herramientas que se rompen, interrupciones del supervisor, pequeños problemas con las herramientas y variaciones del material, todos ellos requieren la asignación de algún tiempo. Como el estudio de tiempos se toma en un período relativamente corto, debe añadirse un suplemento al tiempo normal para llegar a un estándar justo que un trabajador pueda lograr con facilidad. El tiempo requerido para un operario promedio, calificado, y capacitado, trabajando a paso normal y realizando un esfuerzo promedio, para ejecutar la operación se denomina tiempo estándar de operación. Por lo común, el suplemento se da como un porcentaje o fracción del tiempo normal. No obstante, para desarrollar el estudio de tiempos en la máquina extrusora, se debe tener presente que es una línea que continuamente está produciendo y no puede parar a menos de que se termine la programación del día o de la semana. Ante esta información, se descarta la posibilidad de determinar suplementos, pues quien se detiene en un determinado momento es el operario y no la máquina; la máquina extrusora sigue produciendo a un ritmo normal, mientras el operario se ausenta ya sea por interrupciones personales, fatiga o retrasos inevitables, sin embargo es reemplazado por otro operario, quien vigila el funcionamiento de la máquina sin detenerla; entonces dentro del proceso productivo no debe darse el cálculo de suplemento dentro del tiempo normal, puesto que el tiempo ciclo o productivo, no es interrumpido por las contingencias que pueda tener el operario. Se dice entonces que el tiempo estándar corresponde al tiempo ciclo/tubo más repetitivo en el proceso. Caso contrario ocurre cuando el operario se encuentra alistando la máquina o arrancándola; si en un determinado momento debe ausentarse, debe detener el
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proceso; en esta situación, si se debe calcular suplementos, pues el operario que desarrolla estas tareas es el único que tiene pleno conocimiento de estas actividades, y no puede dejar otro a cargo mientras regresa, entonces se dice que si detiene el proceso; el tiempo para terminarlas se ve afectado por el cálculo de los suplementos que son necesarios en el desarrollo de una labor realizada por un único operario que conoce, tiene dominio y destreza del proceso. En el cuadro 10, se establecen los formatos para determinar los suplementos, del proceso de alistamiento y arranque de la máquina para un operario calificado que trabaja 12 horas. Cuadro 10. Suplementos determinados para el operario titular, turno de 12 horas.
Fuente. El autor.
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Para calcular los suplementos por descaso se consideró el tiempo en que el operario se repone de la fatiga: 15 minutos de almuerzo 10 a 15 minutos otorgados a la media mañana Básicos por Fatiga= Tiempo Descanso = 30 min x 100= 4,166%
Turno de trabajo 12 horas 720 min
11.2 CALCULO DE TIEMPOS DE MAQUINA EXTRUSORA
Después de registrar en forma adecuada toda la información necesaria para desglosar los elementos de las actividades que conforman el método actual desarrollado por el operario, se toman los tiempos que este emplea durante todo el proceso de extrusión de tubería, para determinar el tiempo estándar del proceso y desarrollar un balance de línea a través de un diagrama hombre-máquina. Se tomaron 10 ciclos para determinar el tiempo estándar de la extrusora y el tiempo de las actividades desarrolladas por el operario, a partir de la tabla de la General Electric, la cual postula que para un tiempo ciclo entre 4 a 5 minutos, o 5 a 10 minutos se recomienda tomar de 10 a 15 ciclos respectivamente. En el cuadro 11, se muestra el registro del estudio de tiempos tomados de la máquina extrusora de tubería corrugada. Para determinar los tiempos ciclos de la máquina Extrusora, que se establecen en la tabla anterior, se tomó como referencia el ciclo transcurrido desde que la máquina es alimentada hasta que sale el primer tubo cortado; a este tiempo se le denominó tiempo para el primer ciclo de tubo terminado. De ahí en adelante se tomó el tiempo que el tubo ya terminado esta en el horno y el tiempo en que está siendo acampanado. Esto permite determinar que el tiempo que trabaja la máquina para una referencia de 10 pulgadas a partir de parámetros establecidos por el jefe de producción, tales como kg/hr, y velocidad de la máquina, es de 6.6 minutos; es decir, el ciclo de producción de un tubo es de 6.6 minutos, desde que sale la primera unidad.
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Cuadro 11. Estudio de Tiempos registrados de la máquina extrusora de tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor.
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11.3 CALCULO DE TIEMPOS OPERARIOS DE MAQUINA EXTRUSORA
El estudio de tiempos es una forma de crear estándares de producción óptimos para un proceso. A partir de ello, se registraron los tiempos efectuados por los operarios encargados del proceso de extrusión de tubería corrugada, en la realización de sus labores. En el cuadro 12, podemos analizar que el tiempo total estándar empleado por un operario calificado auxiliar de la acampanadora para desarrollar sus actividades laborales es de 0,597 minutos aproximadamente, una vez sale la primera unidad sin acampanar. Este resultado se determinó teniendo en cuenta el factor de valoración y la adecuada toma de datos a partir de la clasificación de los elementos que conforman la tarea que desarrolla el operario. Cabe mencionar, que si en un momento dado el operario auxiliar debe ausentarse por necesidades personales, este pide reemplazo al operario titular o a otro compañero para que termine su labor mientras regresa, esto con el fin de no dejar acumular los tubos terminados y darle continuidad al proceso. Por esta razón, no debe calcularse suplementos. El cuadro 13, establece un el tiempo estándar de 0,115 minutos, que toma un operario auxiliar calificado para agregar limpiador a la máquina durante el proceso de arranque, teniendo en cuenta un factor de valoración del 100%.
Así mismo, en el cuadro 14, se determina que el tiempo estándar que toma un operario titular calificado de la extrusora de tubería corrugada doble pared, en el proceso de corte de tubo manual, retiro del limpiador (hasta que la mezcla salga de la extrusora totalmente limpia sin rasgos de cualquier otro material en la máquina), calibración de las paredes del cabezal de la extrusora y pesaje del tubo es de 0,172 y 69,573 min. La calibración es el proceso más importante del alistamiento y arranque de la máquina, pues a partir de esta, se definen los parámetros y especificaciones de medida y peso del tubo, por tal requiere de cuidado y de un operario calificado que sepa cómo se debe adecuar el cabezal y mover adecuadamente la máquina corrugadora o especificaciones de los parámetros de la extrusora dado el caso. Un operario que no conozca adecuadamente este proceso, puede dañar la máquina corrugadora o extrusora con algún movimiento o fuerza inadecuada hecha sobre está; además puede tardar en la calibración de la máquina, lo que retrasa la producción y ocasiona tubos inconformes.
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Con el registro de tiempos efectuado en el cuadro 15, se establece que el tiempo estándar que toma un operario titular calificado para pulir un extremo del tubo acampanado es de 0,090 minutos, teniendo en cuenta un factor de valoración del 100%.
Una vez el operario titular calificado, calibre correctamente el cabezal de la extrusora y la máquina acampanadora, ayuda al operario auxiliar en la tarea de pulir un extremo del tubo acampanado. A partir de esto, se puede determinar que es más el tiempo que el operario titular está inactivo esperando a que salga el primer tubo acampanado para ser pulido (paso final del proceso de extrusión de tubería corrugada), que el que está activo, pues una vez la máquina es calibrada arranca sin ningún inconveniente; mientras que esto ocurre el operario auxiliar está inactivo esperando para realizar su tarea de acampanado. Tomando los tiempos estándares de las tareas efectuadas por el operario auxiliar de acampanado, se analiza que para realizar el proceso de acampanado del tubo, el tiempo estándar resulta corto, por lo tanto, esta observación se convierte en un punto a tener en cuenta, para plantear un nuevo método de trabajo donde sólo opere un trabajador la máquina extrusora y acampanadora. Para efectuar un análisis con certeza, se realiza más adelante un diagrama hombre-máquina, donde se pueda observar dicha situación, los tiempos de actividad e inactividad y los costos de estos últimos, que este método de trabajo puede estar generando.
107
Cuadro 12. Estudio de tiempos registrados del operario auxiliar de la acampanadora de la máquina extrusora de
tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor.
108
Cuadro 13. Estudio de tiempos registrados del operario auxiliar de la extrusora de tubería corrugada doble pared,
para el proceso de agregar limpiador.
Fuente. El autor.
Cuadro 14. Estudio de tiempos registrados del operario titular de la extrusora de tubería corrugada doble pared, en el proceso de corte de tubo manual, retiro del limpiador, calibración de las paredes del cabezal de la extrusora y pesaje del tubo.
Fuente. El autor.
109
Cuadro 15. Estudio de tiempos registrados del operario titular de la extrusora de tubería corrugada doble pared, en
la operación de pulimiento del extremo acampanado del tubo.
Fuente. El autor.
110
12. DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MÁQUINA PARA EL PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA
El Diagrama de proceso hombre-máquina se usa para estudiar, analizar y mejorar una estación de trabajo a la vez. Como se muestra en la figura 20, el diagrama hombre-máquina representa la relación de tiempo exacta entre el ciclo de trabajo de una persona y el de la máquina. Estas características pueden ayudar a lograr una utilización más completa tanto del trabajador como de la máquina y un mejor balance del ciclo de trabajo. Fue necesario antes de la realización de este tipo de diagrama, obtener los valores de tiempo elementales exactos. Estos valores representan los tiempos estándar que incluyen las holguras aceptables por fatiga, retrasos inevitables y retrasos personales. Figura 20. Diagrama de Proceso Hombre-Máquina. Método actual del proceso
de extrusión de tubería corrugada doble pared.
111
112
Fuente. El autor.
El diagrama de proceso hombre-máquina terminado, muestra con claridad las áreas de ocurrencia de tiempo ocioso de la máquina y el trabajador. En general, estas áreas son un buen punto de partida para el mejoramiento. Muchas de las máquinas herramienta son automáticas por completo o de manera parcial. Con este tipo de instalaciones, a menudo el operario esta ocioso una parte del ciclo. La utilización del tiempo ocioso puede incrementar el salario del trabajador y mejorar la eficiencia de la producción. En el diagrama de proceso hombre-máquina, se puede observar que el operario titular una vez la extrusora esta en correcto funcionamiento, permanece el resto del tiempo ocioso (4,3 minutos como se muestra en el cuadro 16 del resumen de los datos obtenidos del diagrama de proceso hombre-máquina), mientras espera que termine el ciclo del primer tubo acampanado para pulirlo y ponerlo sobre la canasta para ser almacenado con los otros ya terminados. Por otro lado, el operario auxiliar mientras espera a que el operario titular cuadre la máquina para un adecuado funcionamiento, tiene un tiempo ocioso; esto, hasta que el tubo
113
llegue a la acampanadora, donde se encarga de cortar un aro del extremo del tubo, pulirlo y poner el empaque. Así para cada ciclo. Cuadro 16. Tabla de Resumen del Diagrama de Proceso Hombre-Máquina.
Método actual del proceso de extrusión de tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor. La carga laboral se calcula a partir de la siguiente expresión: Carga Laboral para producir = Disponibilidad para producir x Tiempo Activo
Tiempo Ciclo La anterior expresión nos permite determinar el % de disponibilidad: %Disponibilidad = (Disponibilidad para producir – Carga Laboral)
Disponibilidad para producir
114
A partir del cuadro 16 de resumen de diagrama de proceso hombre-máquina, se determina el cálculo de tiempo estándar como se muestra en el cuadro 17, sólo teniendo el Tiempo Ciclo: 4,665 minutos. Cuadro 17. Cálculo de Tiempo Estándar por tubo, a partir Tabla de Resumen del Diagrama de Proceso Hombre-Máquina. Método actual del proceso de extrusión de tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor. Los datos registrados en la parte superior del cuadro 17, corresponden a la programación realizada por el jefe de producción, para la semana en la cual realizamos el estudio de tiempos. Cabe mencionar, de donde el jefe de producción obtiene su tiempo estándar. El jefe de producción, a partir de unas especificaciones internas que él maneja para la máquina en sus registros históricos, establece que la máquina dados estos datos o especificaciones (velocidad, alimentación, flujo etc.) tenga que producir 250 kg/hr. Él maneja una tabla con los pesos de cada tipo de tubería, donde se ha establecido por normas técnicas de calidad, que un tubo de 10 pulgadas pese 23,22 kg. A partir de esto, el jefe de producción establece la relación y obtiene que en una hora deban salir aproximadamente 11 tubos. Con este dato, él calcula que si en una hora deben salir 11 tubos, en 118,18 horas deben salir 1300 tubos.
No. De tubos a producir: 1300
No. De tubos/hora: 11
Kg./h: 250
Tiempo total presupuestado: 118,74
Turno: 12 horas/ nocturno
Produccion o tubos por dia 148 tubos/dia
min. Turno o Tiempo disponible
Tiempo ciclo
Tiempo Estandar por tubo 4,665 minutos
Tiempo Ciclo
Tubos por hora 13 tubos 301,86 kg/hr.
Tiempo para producir 1300 tubos 101 horas6064,5 minutos
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Sin embargo, este dato no es tan confiable, pues el operario titular muchas veces para hacer ajuste de máquina y calibrar el tubo debe modificar las especificaciones dadas en una hoja de registro de producción/día, establecida por el jefe de producción (estas modificaciones son registradas y anunciadas al supervisor o jefe de producción). El operario titular una vez ajusta la máquina y obtiene el primer tubo, toma el tiempo en que este sale cortado sin acampanar; suponiendo que ese tiempo sea 4:25 minutos (min: seg; este tiempo fue un dato real determinado durante un turno de producción), este realiza la siguiente operación pasando el tiempo a segundos:
60 seg./min. x 4 min. = 240 seg. + 25 seg. = 265 seg.
3600 seg. /hr. / 265 seg. /tubo = 13 tubos/hora A partir de esto vemos que la estimación dada por el jefe de producción no es tan acertada, y el operario puede terminar su trabajo en 101 horas aproximadamente, pero sin considerar los suplementos que este pueda tener en una jornada laboral, porque la máquina se supone trabaja de manera permanente (Se debe considerar, que el operario titular puede terminar la producción después de este tiempo, debido a las frecuentes averías que se presentan en el equipo). Es por esto que se establecerá a partir del registro de tiempos tomados en el estudio, un tiempo estándar y con él, el número de tubos por hora, para determinar con exactitud el tiempo de producción. Con los datos anteriores podemos realizar una comparación entre el tiempo que el jefe de producción estimó para terminar una programación de 1300 tubos (118,74 horas) y el tiempo estándar para producir dichos tubos. De lo anterior, vemos que el tiempo que el jefe de producción estimó para dicha producción, sólo es correspondiente para una fabricación de 11 tubos/hora y no para el estándar (13 tubos/hora, para un tiempo estándar de 4,665 minutos) cuyo tiempo para terminar dicha producción se estima para 101 horas y no para 118,74 horas. Debido a que la máquina trabaja de manera permanente, es necesario corroborar el número de tubos/hora, y con ello el tiempo estándar estimado anteriormente, esto a partir de los informes tomados de 5 semanas de producción; la idea es lograr datos en donde se observe una producción como la esperada (13 tubos/ hora, es decir, 156/turno de 12 horas), pues la idea es corroborar esos estimados. En el cuadro 18, se muestra un registro de producción y la frecuencia de la producción esperada, que coincide con la obtenida anteriormente.
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Cuadro 18. Registro de 5 semanas de producción vs. lo programado por día en
kg y tubos, para una referencia de 10 pulgadas y peso de 23,22 kg.
Fuente. El autor. En la gráfica 1 se muestra el comportamiento y variabilidad de lo programado y producido por día en tubos, durante 5 semanas programadas. Es necesario tener presente que la empresa toma en cuenta kg programados y producidos para medir su efectividad y cumplimiento.
Dia (mes) Programado Kg Producido Kg Cantidad tubos producidos Cantidad tubos programados
27/09/2009 4320 3396 146 186
28/09/2009 560 2293 99 24
29/09/2009 3626 6 0 156
30/09/2009 4320 3349 144 186
31/09/2009 4320 4180 180 186
01/10/2009 4320 4339 187 186
02/10/2009 3620 3622,2 156 156
03/10/2009 3656 3622 156 157
21/10/2009 5432 70 3 234
22/10/2009 6000 70 3 258
23/10/2009 6000 115 5 258
24/10/2009 4627 0 0 199
26/10/2009 3000,6 2048 88 129
27/10/2009 6000 6358 274 258
28/10/2009 6000 7246 312 258
29/10/2009 6000 6874 296 258
30/10/2009 6000 1625 70 258
31/10/2009 3185,4 0 0 137
01/11/2009 2160 752 32 93
02/11/2009 4320 6 0 186
03/11/2009 4320 129 6 186
04/11/2009 456 3027 130 20
05/11/2009 3840 3407 147 165
06/11/2009 3456 3101 134 149
07/11/2009 3840 2665 115 165
08/11/2009 3214 2385 103 138
09/11/2009 6000 2376 102 258
10/11/2009 4200 2787 120 181
11/11/2009 4200 3621 156 181
12/11/2009 2603 3620 156 112
13/11/2009 560 3618 156 24
14/11/2009 1296 3612 156 56
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Gráfica 1. Comportamiento de lo Programado vs. Producido por día en cantidad
de tubos.
Fuente. El autor.
A partir de la anterior gráfica, podemos observar una variabilidad en la producción de tubos comparada con la programada; la caída de la producción se puede deber a factores de tipo mantenimiento, para lo cual se recomienda analizar y evaluar el tipo de mantenimiento (máquina) que se lleva a cabo en la empresa, para sugerir un mantenimiento antes de la producción para limpiar y analizar el estado de las piezas de la máquina si es el caso enviar a repararlas antes de programar producción y un mantenimiento después para determinar el estado en el que quedan dichas piezas una vez finaliza la producción. Otro de los factores puede referirse a problemas de salud ocupacional (humanos), pues el operario que es el único que conoce la máquina, puede estar sometido a una presión de tener que calibrar la máquina bajo unos parámetros que no favorecen los requerimientos del tubo, para lo cual se recomienda capacitación del personal, para que conozcan el funcionamiento de la máquina extrusora. Una de las pautas para que se empiece el conocimiento de esta, se apoya en el manual de máquina, donde se hace una descripción de la misma, para que el operario se involucre con el proceso y la máquina y la colaboración de auxiliares para el proceso de alistamiento y arranque.
0
50
100
150
200
250
300
350
Can
tid
ad d
e t
ub
os
Días programados
Cantidad tubos producidos /día
Cantidad tubos programados/día
118
12.1 CALCULO DE LAS HORAS GANADAS Y DEL PORCENTAJE DE EFICIENCIA
Las siguientes expresiones se determinaron con el fin de darle al jefe de producción una guía para determinar la eficiencia del operario, a partir del tiempo estándar. De igual forma, esto le permite a la empresa determinar las horas estándar ganadas a partir de lo que el operario produce en una jornada de trabajo de 12 horas. El Tiempo estándar para la operación de extrusión de tubería corrugada doble pared 10 pulgadas, bajo un flujo de 250 kg/hr es 4,665 minutos por tubo. En un turno de 12 horas, se espera que el operario produzca:
12 hrs. X 60 min/hr. = 155 tubos
4,665min/tubo Sin embargo, el operario como se observa en la tabla 18, produce por debajo del estándar; por ejemplo115 tubos (9 tubos/hora) en una jornada de trabajo de 12 horas (720 minutos), las horas estándar perdidas serán:
115 tubos x 4,665 min/tubo = 8,94 horas 60 min/hr. Por el contrario si el operario produce 274 tubos, como se observa en la tabla 18, las horas estándares ganadas serán:
274 tubos x 4,665 min/tubo = 21,304 horas 60 min/hr. El estándar expresado en horas por cada cien tubos es:
4,665 min/tubo x 100 tubos = 7,775 horas. 60 min/hr. Las horas estándar ganadas serían:
119
7,775 h x 274 tubos = 21,304 horas
100 tubos La eficiencia del operario sería entonces:
E = 100 x 21,304 = 177,5% 12 12.2 CONSIDERACIONES ECONOMICAS A PARTIR DEL DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MAQUINA
A partir del cuadro de resumen (Cuadro 16), donde se muestran los tiempos inactivos por operario auxiliar y titular, se determina el costo del tiempo inactivo por operario según el método actual. Ver cuadros 19 y 20. Cuadro 19. Costos de tiempo inactivo operario auxiliar de la acampanadora de la
máquina extrusora de tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor.
El costo de tiempo inactivo para el operario auxiliar, se determina a partir de la expresión: Costo Tiempo inactivo = Tiempo inactivo/turno 8 hrs. x (Costo/día x 8 hrs.)
120
Cuadro 20. Costos de tiempo inactivo operario titular de la máquina extrusora de
tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor. El costo total del operario, según los cuadros 21 y 22 para el operario titular y auxiliar respectivamente, se toma a partir del salario mensual por operario, realizado por el departamento de recursos humanos dentro del cálculo de la nómina de sus empleados de planta. El costo hace referencia a todos los pagos en que incurre la empresa por la totalidad de sus empleados, incluyendo no sólo los pagos mensuales netos del trabajador sino aquellos que conforman la carga prestacional que ordena la ley. Cuadro 21. Costo Mensual Mano de Obra Operario Titular (Calificado), de la máquina extrusora de tubería corrugada doble pared.
Fuente. Tomado de la base de datos del departamento de Recursos Humanos de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009.
121
Cuadro 22. Costo Mensual Mano de Obra Operario auxiliar (acampanador) de la
máquina extrusora de tubería corrugada doble pared.
Fuente. Tomado de la base de datos del departamento de Recursos Humanos de TUBOS DE OCCIDENTE S.A. 2009.
122
13. METODO PROPUESTO A PARTIR DEL DIAGRAMA HOMBRE-MÁQUINA PROCESO DE EXTRUSION DE TUBERIA CORRUGADA
A partir del análisis del diagrama hombre-máquina, podemos decir, que para el proceso de extrusión de tubería corrugada, sólo es necesario emplear un operario titular, quien es el operario calificado, conocedor del máquina, encargado de calibrarla, pulir el tubo y ponerle el empaque. Para demostrar esta situación, se ha propuesto un modelo de diagrama hombre-máquina, (figura 21) que represente el tiempo de la máquina, simultáneamente con el tiempo del operario titular, sin contar con el operario auxiliar. Figura 21. Diagrama de proceso Hombre-Máquina de la extrusora de tubería corrugada doble pared. Método propuesto.
123
124
Fuente. El autor. La figura 21, permite analizar que las actividades realizadas por el operario auxiliar, pueden ser realizadas por el operario titular en cualquier momento. Primero porque la labor del operario auxiliar solo requiere de habilidad y destreza para cortar un aro del tubo, pulirlo cuidadosamente y poner correctamente el empaque, además de estar pendiente de que el tubo durante el acampanado no tenga ningún defecto. Y segundo porque una vez la máquina este calibrada correctamente para obtener un tubo bajo las especificaciones requeridas, el operario puede trabajar realizando la labor de su compañero cuyo tiempo de operación es corta, además de poder ponerle cuidado al funcionamiento de la máquina. Este método establece un aumento en el porcentaje de utilización de 13,81% (observar porcentaje de utilización y disponibilidad registrado en el cuadro 17, método actual: 7,82% y 92% respectivamente; y en el cuadro 23, Del método propuesto: porcentaje de utilización de 21,63%; porcentaje de disponibilidad de 78%) y una disminución en el porcentaje de disponibilidad del operario del 14%, lo que indica una disminución del tiempo inactivo.
125
En el cuadro 23, se establece el resumen del tiempo ciclo, así como, los tiempos de actividad e inactividad, con sus respectivos porcentajes de utilización y disponibilidad. Cuadro 23. Tabla de Resumen del diagrama Hombre-Máquina de la extrusora de tubería corrugada doble pared. Método propuesto.
Fuente. El autor.
Con el cuadro de resumen del diagrama hombre-máquina del método mejorado, podemos determinar el costo de tiempo inactivo del operario titular (Cuadro 24) desarrollando este nuevo método propuesto. Cuadro 24. Costo tiempo inactivo del operario titular de la extrusora de tubería
corrugada doble pared, desarrollando el método mejorado.
Fuente. El autor.
126
Al comparar los cuadros 19 y 20, con el cuadro 25 del diagrama hombre-máquina del método propuesto, vemos que el costo del tiempo inactivo del método mejorado es de $33.605 sólo por el operario titular; mientras que el costo del tiempo inactivo del diagrama hombre-máquina del método actual es de $21.545 del operario auxiliar y de $26.349 del operario titular, lo que genera un costo doble por parte de la empresa de $47.894 por turno de 8 y 12 horas respectivamente, $14.289 por encima del costo de tiempo inactivo del método mejorado desarrollado sólo por el operario titular. Cuadro 25. Ahorro en dinero aplicando el método mejorado propuesto, a partir del
diagrama hombre-máquina para el operario titular de la extrusora de tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor.
127
14. ESTUDIO DE METODOS Y TIEMPOS PARA EL TURBO-MEZCLADOR 2
Durante el diagnóstico que se le realizó a la máquina extrusora de tubería corrugada doble pared, se identificaron causas de tiempo perdido debido a la falta de tulas terminadas listas para alimentar la extrusora, durante el momento de arranque; así mismo, muchos de los problemas por los que se presenta tubería defectuosa son debidos a la mezcla contaminada (plásticos, pequeñas piedras y partículas de metal en la mezcla que hacen que el tubo se rasgue y agriete) o en el peor de los casos, estos contaminantes, afectan el funcionamiento de la máquina, retrasando la producción. Es por este motivo, que se estableció un estudio de métodos y tiempos para los turbos, pues son máquinas que hacen parte del proceso de extrusión de tubería corrugada, pues son las que alimentan la máquina para que funcione, además son el punto de arranque para que un proceso se realice con calidad. La calidad de tubo y el funcionamiento de la máquina, dependen del material del que está hecho, y de la debida mezcla de sus componentes. Si a una mezcla se le adiciona más cantidad que la establecida de un componente, se corre el riesgo de que la máquina altere sus parámetros, se queme la mezcla, se estanque y desgaste las paredes de la máquina. Así mismo, ocurre con el tubo, al no cumplir con las especificaciones y medidas técnicas, no responde a las pruebas de calidad, y la empresa no puede garantizar la certificación de sus productos al cliente. El estudio de métodos y tiempos, establece un control sobre el cumplimiento en la programación de mezclas, lo que permite que la máquina esté preparada para que arranque en el momento en que se programa una producción de tubería de determinada referencia.
TUBOS DE OCCIDENTE S.A. dentro de su área de mezclas (donde están ubicados los turbos), cuenta con 3 turbos, de los cuales uno es automático, es decir no requiere de un continuo control por parte del operario para programarlo, como ocurre con los otros dos que son manuales, donde el operario tiene que estar pendiente de la programación de las cantidades a utilizar. Para este estudio, se seleccionó sólo el turbo 2, puesto que es el turbo que funciona correctamente bajo las dos programaciones: manual y automática. Los otros dos turbos no tienen un continuo funcionamiento, y tienden a averiarse con facilidad. En el turbo 2, es donde se hace la producción de mezcla para la línea 10 de tubería corrugada doble pared.
128
Para desarrollar el estudio de métodos y tiempos del turbo 2, fue necesario realizar un reconocimiento del área, el proceso y las partes del turbo, para el establecimiento de un diagnóstico de la situación del área de mezclas, tal como se realizó en la línea de extrusión de tubería corrugada. A partir de esto, podemos conocer mejor el método empleado por el operario y el reconocimiento que estos tengan de su labor, pues son ellos lo que nos indican cada paso que se realiza en esta área.
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15. ELABORACION DE LOS PROCESOS OPERATIVOS ESTANDAR (CARTA DE PROCESO)
El proceso de mezclado en el turbo, consiste en configurar la máquina para que a través de unos succionadores suban las cantidades de PVC y CaCO2 a esta; mientras que el operario adiciona las cantidades dosificadas (pesadas) de los componentes para fabricación de mezcla para tubería PVC, a la máquina, durante un tiempo de 6 minutos como máximo, para que estas no se quemen durante el proceso. Las cantidades mezcladas pasan a un enfriador y posteriormente son depositadas a la tula para ser pesadas. Para la descripción del proceso de Mezclado en el turbo 2, se realizo la correspondiente carta de proceso. En el Anexo G. Carta de proceso del proceso de mezclado en turbos, se describe
el proceso de mezclado de los componentes para fabricar tubería PVC.
130
16. DIAGNOSTICO DEL LUGAR DE TRABAJO DEL AREA DE MEZCLAS
Durante el proceso de dosificación de los componentes de la mezcla, se observa, que en los recipientes donde se ponen estos, no está identificado el contenido de este, para que sean de fácil caracterización no sólo al operario del área, sino a cualquier operario de la planta. Así mismo, el dosificador y los operarios del área y de la planta, no conocen las contraindicaciones y peligros que puede ocasionar un determinado componente, así como, su utilidad dentro del proceso, ni el porqué deben usar determinados materiales de seguridad (los emplean porque es una norma, y porque el olor de los componentes es muy fuerte, (genera partículas de polvo) tanto que afecta su respiración, visión, piel y cabello. Para el área de mezclas, existe un montacargas a disposición no sólo de los tres turbos, sino además de los requerimientos de la planta. Se observa que en ocasiones, los operarios deben esperar mucho tiempo al montacargas para bajar ya se una tula terminada, o para subir a las tolvas alimentadoras material PVC o CaCO3; esta situación genera un tiempo de espera ó tiempo perdido, puesto que los operarios del turbo deben esperar al montacargas para seguir con sus labores. El área de mezclas, es un lugar donde se manipulan continuamente materiales que durante su proceso generan partículas de polvo, que se esparcen por toda el área; esto hace que este sitio de trabajo, se vea y se encuentre sucia. Es muy evidente que no existe por parte de los operarios una cultura de orden y aseo del sitio de trabajo, sino que por el contrario, contribuyen a este deterioro del área. Además de ello, se acumulan en la parte trasera de los turbos tulas con material defectuoso, que llevan ubicadas en ese sitio un largo tiempo; las tulas terminadas se acumulan al frente de los turbos, junto con materiales de desecho, tales como plásticos, estibas en mal estado, y tulas defectuosas. Es tal el desorden de estas tulas defectuosas, que también se acumulan alrededor de la línea 10 de extrusión de tubería corrugada, junto con materiales chatarras. Esto refleja un descuido y desorden del área no sólo por parte de los empleados a quienes no se les ha inculcado una cultura de orden, sino también, por parte de las directivas de la empresa, que no muestran preocupación por dicha situación, lo que se trasmite al operario y hace que estos no muestren interés por mejorar su sitio de trabajo, por hacer más de lo que tienen que hacer y realicen sus labores sólo para terminar lo que se les programo. Durante una jornada de observación para obtener un diagnóstico del área de mezclas, se pudo observar que no existe un adecuado orden de la realización de
131
programación de mezclas, puesto que no se programan las cantidades de las mezclas y tulas, acorde con lo que se programa por el departamento de producción. No se les deja una programación visible a los operarios de lo que deben realizar en un fin de semana, sino que por el contrario, se le deja la programación de un turno al dosificador, quien por un determinado motivo no asiste o llega tarde y los demás pierden un turno de producción. No se realiza una previa programación de un determinado turbo para una referencia o color, sino que por el contrario, se dan diferentes referencias para un turbo, y continuamente se debe estar limpiando el turbo para hacer cambios de estas, esto genera desperdicio de tiempo que se puede emplear para seguir la producción de una mezcla y no incumplir la programación de planta. Este cambio de referencia continúo, y la presión que se ejerce sobre el cumplimiento, hace que el operario, deje el turbo con residuos de la mezcla anterior y se contamine la mezcla que va a producir. Además de ello, no existe una correcta programación de producción de one pack. Al acabarse este, que es utilizado para todas las mezclas de referencias de tubo que se producen, el operario debe parar la máquina y su labor de producción de determinada referencia, para ponerse a producir one pack, generándose un retraso para cumplir la programación de producción. Al igual que sucede con la línea de extrusión de tubería corrugada, no existe un tipo de mantenimiento ya sea preventivo, para los turbos, que al sufren continuamente averías que paran el turbo y la programación (lo que sucede con los turbos 1 y 3).
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17. REGISTRO DEL METODO Y TOMA DE TIEMPOS DEL PROCESO DE TURBO-MEZCLADO
Para el estudio de métodos y tiempos del turbo 2, fue necesario registrar toda la información obtenida de la observación del método actual, a partir de la descripción de este. 17.1 SELECCIÓN DE LA TAREA Calcular el tiempo de máquina en el turbo 2 y el de el operario, para las actividades que intervienen en la realización de mezcla PVC en TUBOS DE OCCIDENTE S.A.
El trabajo que realizan los dos operarios de los turbos mezcladores, consiste en: Para el primer operario, alistar el carbonato de calcio y la resina de PVC, para agregarlo en una tolva; también debe alistar la tula en la que cae el material compuesto terminado, debe ayudar al operario dos a agregar el pulverizado, y monitorear el control del turbo. El operario 2 (mezclador), debe limpiar el turbo, limpiar la tolva que permite caer el material mezclado al enfriador, agregar al turbo one pack, estabilizantes, pigmento (si es necesario cuando se requiere tubos de un color especifico), para cada una enciende la maquina en lapsos de 6 min. Para mezclar los materiales. Ambos operarios, agregan material pulverizado (tubos en reproceso o defectuosos, que se muelen y pulverizan) de manera manual y conjunta cuando es necesario. Cuando el pulverizado es del mismo color de la mezcla (es decir cuando la composición no ha sido mezclada inicialmente con blanco), el operario auxiliar lo agrega directamente a la tolva para que sea succionado hasta el enfriador. En caso contrario, si el pulverizador no es del mismo color de la mezcla, debe añadir al turbo 17 tarros que corresponden a 150kg. Posterior a esto, agrega pigmento, para que la mezcla obtenga el mismo color. Otra actividad del dosificador, es recibir el material del almacén de materias primas, pesarlo (poner las cantidades requeridas), separarlo y ponerlo en las estibas en paquetes de one pack, para que el montacargas lo traslade a los turbos.
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La finalidad de este proceso, es mezclar todos los materiales requeridos para obtener una mezcla compuesto de PVC adecuado para fabricar todo tipo de tubería. Un estudio de tiempos permitirá calcular el tiempo estándar del método actual, para analizarlo y proponer un método mejorado si es necesario, lo que permitirá reducir tiempos y movimiento innecesarios durante el desarrollo de este proceso de turbo mezclado para obtener una mezcla conforme para la elaboración de tubería PVC. 17.2 ESTUDIO DE TIEMPOS
En el cuadro 26, se registra la descripción completa del método descomponiendo la operación en elementos, y se verifica que se estén cumpliendo los mejores métodos, para registrar posteriormente la toma de tiempos de cada elemento. Cuadro 26. Registro del Método actual desarrollado por el operario auxiliar y titular del turbo 2.
Operario Auxiliar. Operario 2 Titular Turbo
1. Limpia enfriador 1. Limpiar turbo
2. Buscar tula para la mezcla terminada. 2. Limpiar tolva que permite caer el material mezclado al enfriador
3. Colocar tula bajo el enfriador 3. Recibir los materiales del montacargas
4. Buscar al montacargas para que transporte
el material al sitio de trabajo
4. Encender turbo para el carbonato y la resina
5. Colocar en posición, el costal de
Carbonato en la tolva.
5. Coger el One pack y Agregarlo
6. Colocar resina en el tanque para agregarlo 6. Encender turbo
7. Buscar al montacargas para que transporte
la tula terminada.
7. Coger el estabilizante y agregarlo
8. Retirar tula del enfriador. 8. Encender turbo
Fuente. El autor.
134
Si es material pulverizado: Ambos operarios agregan material pulverizado en cuñetes. Si la mezcla es para tubería de color especifico: El operario Titular de turbo Coge el pigmento y lo agrega. En el cuadro 27, se hace el registro del método actual empleado por el dosificador para desarrollar su trabajo. Cuadro 27. Registro del Método actual desarrollado por el dosificador.
1. Solicitud de la cantidad de material
2. Recibir material
3. Coge cubeta y agrega materiales
4. Mezcla materiales
5. Coge las herramientas de trabajo
6. Coge bolsas para echar el material
7. Coge el material, saca una cantidad y lo
pesa
8. Poner material en estibas
Fuente. El autor. 17.3 SUPLEMENTOS PARA EL AREA DE MEZCLAS
Para calcular los suplementos del área de mezclas, se ha tenido en cuenta, dos turnos: 8 horas para el operario auxiliar y 12 horas para el operario titular del turbo, (Véase cuadros 28 y 29) como se realizó en el cálculo de suplementos de los operarios de la línea 10 de la extrusora de tubería corrugada doble pared.
135
Cuadros 28. Suplementos determinados para el operario auxiliar 8 horas.
Fuente. El autor.
Para calcular los suplementos por descanso se deben considerar el tiempo en que el operario auxiliar se repone de la fatiga: 15 minutos de almuerzo 10 a 15 minutos otorgados a la media mañana. Básico por fatiga = Tiempo descando = 30 min. X 100 =6,25% Turno de trabajo 8 hrs. 480 min.
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Cuadros 29. Suplementos determinados para el operario titular de turbo 12
horas.
Fuente. El autor. Básico por fatiga = Tiempo descando = 30 min. X 100 =4,166%
Turno de trabajo 12 hrs. 720 min.
137
17.4 CALCULO DE TIEMPOS DE MAQUINA TURBO MEZCLADORA
Después de registrar los elementos de las actividades que conforman el método actual desarrollado por el operario, se toman los tiempos que este emplea durante todo el proceso de mezcla, para determinar el tiempo estándar del proceso y desarrollar un balance de línea a través de un diagrama hombre-máquina. Por recomendación del jefe de planta, se tomaron 10 ciclos para determinar el tiempo estándar del turbo 2 y el tiempo de las actividades desarrolladas por el operario. Para determinar los tiempos ciclos de la máquina Turbo-mezcladora, como se muestra en el cuadro 30, se tomó como referencia el ciclo transcurrido desde que sube el CaCO2 y el PVC al turbo para ser mezclado con los otros componentes, y descargados al enfriador una vez termine el proceso. Esto permite determinar que el tiempo que trabaja la máquina para una referencia de mezcla sanitaria amarilla para tubería corrugada a partir de parámetros establecidos (cantidades) por el jefe de mezclas, es de 17,323 minutos; es decir, el ciclo de producción aproximado para mezclar los componentes de una tula es de 17,323 minutos, desde que sale la primera unidad. El turbo trabaja por medio de batches, los batches son cantidades pequeñas de los componentes de mezcla que son ingresados al turbo. Es por esto que el turbo trabaja tres batches, los cuales son descargados en lapsos de tiempo diferentes, debido a las cantidades que son descargadas. La suma de estos tres batches, representan el contenido de una tula, y el tiempo registrado de estos, a partir del anterior cuadro, muestra el tiempo total en que se produce una tula, es decir, cada 44,533 minutos sale una tula terminada. El dosificador es la persona encargada de pesar las cantidades de los componentes y clasificarla en estibas para que el operario auxiliar de turbo las lleve a este. El dosificador prepara el One Pack, el cual es un compuesto que le proporciona la mezcla la capacidad de ser manejable dentro del turbo. El tiempo estándar estimado para la realización de las tareas del dosificador, está a cargo de un operario calificado y conocedor de las fórmulas y normas empleadas por el jefe de mezclas para determinar compuestos y cantidades de la mezcla para tubería PVC, es de 6,47 minutos aproximadamente, como se muestra en el cuadro 31.
138
El operario que cierne la barredura está encargado de coger todas las tulas con mezcla no conforme, e introducir por pequeñas cantidades dicha mezcla a un filtro que hace las veces de “colador” y separa la mezcla buena de aquellas partículas que la hacen no conforme. El tiempo estándar estimado para cernir un cuñete de mezcla es de 0,55 minutos aproximadamente, como se muestra en el cuadro 32.
139
Cuadro 30. Estudio de Tiempos de la máquina Turbo Mezcladora 2.
Fuente. El autor.
140
Cuadro 31. Estudio de tiempos registrados para las operaciones realizadas por el dosificador.
Fuente. El autor.
141
Cuadro 32. Estudio de tiempos registrados para las operaciones realizadas por los operarios encargados de sernir
la barredura.
Fuente. El autor.
142
La limpieza del turbo, es considerado un proceso de suma delicadeza, puesto que el turbo debe ser limpiado totalmente para quitarle cualquier impureza producto de otra mezcla que pueda contaminarla. Este proceso tarda aproximadamente 53,860 minutos (Cuadro 33) y debe hacerse con estrictos implementos de seguridad operaria, ya que al limpiar el turbo salen partículas volátiles y olores fuertes de los componentes que pueden afectar la salud del operario.
Cuadro 33. Estudio de tiempos registrados para las operaciones de limpieza de turbo.
Fuente. El autor.
El proceso de preparación del One Pack, debe hacerse con sumo cuidado, procurando agregar las cantidades correctamente a las especificaciones dadas, cualquier cantidad de más o de menos puede dañar la mezcla en el proceso de turbo. Este proceso también debe hacerse con la mayor seguridad operario, puesto que el dosificador está expuesto a inhalar olores fuertes procedentes de los químicos de los materiales. El O.P., es uno de los compuestos que no pueden faltar a la hora de preparar una mezcla para cualquier tipo de tubería, es por esto que debe ser preparado antes de iniciar una producción. Su preparación puede tardar aproximadamente 2,026 minutos: tiempo estándar, como se muestra en el cuadro 34.
143
Cuadro 34. Estudio de tiempos registrados para la realización de One Pack.
Fuente. El autor.
El operario titular de turbo, es el encargado de agregar todos los materiales a éste, en el tiempo indicado para que estos no se quemen durante el proceso de mezclado. Esta tarea tiene un tiempo estándar de 6,70 minutos aproximadamente, (Cuadro 35) para la preparación de cada batche. Se considera dos maneras para el trabajo de un turbo: manual o automática. Automática, es cuando el operario sólo agrega los compontes al turbo una vez configura el indicador de las cantidades de la máquina, y no tiene que continuar prendiendo o apagando el turbo una vez inicia cada batche, contrario a la manera manual. Aunque el modo automático es más confiable, sólo depende del mantenimiento de la máquina, pues cuando la máquina trabaja bajo esta modalidad tiende a dañarse con facilidad.
144
Cuadro 35. Estudio de tiempos registrados para el operario titular del turbo 2.
Turbo Automático.
Fuente. El autor.
El tiempo estándar que el operario titular emplea para preparar un batch a modo
manual es de 1,21 minutos, como se muestra en el cuadro 36.
Cuadro 36. Estudio de tiempos registrados para el operario titular del turbo 2. Turbo Manual
Fuente. El autor.
145
A partir del cálculo de tiempo estándar del cuadro 37, podemos concluir que el tiempo que necesita un operario para agregar los componentes para un batch, a un ritmo normal es de 1,21 minutos sin tener en cuenta los 2 minutos que debe esperar para agregar a la mezcla el One Pack y el estabilizante, después de haber agregado la lica.
Cuadro 37. Estudio de tiempos registrados para el operario auxiliar del turbo 2.
Fuente. El autor.
146
18. DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MAQUINA PARA EL TURBO 2
Con los tiempos estándar determinados, se construye el diagrama de proceso hombre-máquina (figura 22) para el turbo 2. Figura 22. Diagrama de proceso Hombre-máquina del turbo 2.
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Fuente. El autor. A partir del diagrama de flujo hombre máquina, se establece en el cuadro de resumen (Cuadro 38), donde se resalta, que a pesar de que los tiempos para realizar las labores del operario auxiliar son cortos, éste continuamente está colaborando en el área para no tener tiempo inactivo. Por el contrario el operario titular de turbo no registra tiempos inactivos puesto que todo el tiempo debe estar pendiente del tiempo de mezcla de los componentes para que estos no se
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quemen durante el proceso de turbo. En el cuadro 38, se considera un tiempo de descanso de 30 minutos, otorgados a la media mañana y al almuerzo, lo cual permite establecer que el tiempo disponible para trabajar de ambos operarios no es de 720 minutos (titular) y de 480 minutos (auxiliar), sino que por el contrario, son de 690 y 450 minutos respectivamente. El tiempo ciclo para la producción de una segunda tula, una vez ha salido la primera, es de 35,418 minutos.
149
Cuadro 38. Tabla de Resumen del diagrama de proceso Hombre-Máquina del turbo 2.
Fuente. El autor.
150
El jefe de mezclas y el supervisor, no tienen estipulados tiempos para la
producción de tulas, por el contrario, por observación directa, y análisis de los
formatos registrados de producción de mezclas, han estimado un tiempo
aproximado de una hora por tula, y de 16 a 20 tulas/día. Con este estudio de
tiempos y métodos, se logró establecer el tiempo aproximado que tarda realmente
un operario en realizar sus tareas, de igual forma, se determinó el tiempo máquina
para producción de tulas. Bajo estos datos, se estableció que en un día de
producción se pueden fabricar 19 tulas/día, 1 tula/hora, en un tiempo estándar de
49,231 minutos.
Esta información, se presentó al jefe de mezclas, y se demostró con un ejemplo lo
que tardaría en realizar 14.995 kg en el turbo 2, como se muestra en el cuadro 39.
Esto con el fin de que el jefe de mezclas implemente en sus formatos de
producción no sólo el tipo de referencia a producir y las cantidades, sino también
el tiempo de producción de dicha cantidad y el tiempo estándar de máquina y de
operario; esto le permitirá llevar un registro histórico del trabajo y de la producción
con un nivel de confiabilidad mayor. De igual forma, permite realizar una
programación de la producción de tulas más exacta en tiempo, para cumplir a
cabalidad la producción en planta.
Cuadro 39. Cálculo de Tiempo Estándar por tula, a partir Tabla de Resumen del Diagrama de Proceso Hombre-Máquina. Método actual del proceso de mezcla de compuesto PVC.
Fuente. El autor.
151
19. MUESTREO DE TRABAJO OPERARIOS TURBO 2
Durante la realización de nuestro estudio, el jefe del área de mezclas, nos expresó su inquietud, sobre cómo registrar el tiempo de ocio del operario auxiliar. Existen muchas formas de hacerlo, sin embargo, para nuestro estudio se propuso la técnica de muestreo de trabajo. El muestreo de trabajo o de actividades es una técnica para determinar, mediante muestreo estadístico y observaciones aleatorias, el porcentaje de aparición de determinada actividad. El muestreo de trabajo constituye una técnica relativamente sencilla, que puede aplicarse para operaciones de fabricación, mantenimiento u oficina. Además su costo es relativamente reducido y crea menos controversias que el estudio de tiempos con cronómetro. La información que pueda obtenerse, puede utilizarse para crear una distribución más equitativa del trabajo dentro de un grupo y, por lo general, proporcionar a la dirección una evaluación del porcentaje de tiempo improductivo y sus motivos. Para obtener una visión completa y exacta del tiempo productivo y del tiempo inactivo de todas las máquinas en una zona dada de producción, sería necesario observar continuamente cada una de las máquinas de dicha zona y registrar el momento y la causa de cada interrupción. Pero es algo evidentemente imposible de realizar, a menos que una multitud de trabajadores se dedicaran exclusivamente a esa tarea, lo que sería absurdo en la práctica. Sin embargo, existe una técnica por la que hay que optar para dicha tarea: se hace una serie de recorridos del área a intervalos aleatorios observando las máquinas que funcionan, las que están paradas, la causa de cada inmovilización, así como, el tiempo inactivo del operario.
Como resultado, puede indicar dónde se debe aplicar el estudio de métodos, mejorar la manipulación de materiales o introducir mejores métodos de planificación de la producción, como puede ocurrir si el muestreo de trabajo pone de manifiesto que un elevado porcentaje del tiempo de máquina es improductivo porque los suministros demoran en llegar. Antes de llevar a cabo las observaciones es importante decidir el objetivo de nuestro muestreo del trabajo. El objetivo más simple es averiguar si determinado operario está parado (tiempo perdido en otras actividades que no corresponden a sus labores) o está trabajando. En este caso, nuestras observaciones tienden a
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descubrir varias de las posibilidades que se presentan por pérdida de tiempo por parte del operario auxiliar:
Figura 23. Modelo de representación de objetivos para construir una hoja de
muestreo de trabajo.
Observaciones
Operario Trabajando Operario Inactivo
Necesidades Hablar Preparación Espera Espera Personales Máquina Suministros Reparaciones Fuente. El autor.
El modelo de la hoja de registro que se utilizará en el muestreo del trabajo, está determinado por los objetivos que se busquen para el estudio de este, es decir el muestreo de trabajo puede estar dirigido al estudio de la máquina, donde se incluyen factores o causas que pueden ocurrir al estar la máquina trabajando o parada. Para este muestreo de trabajo, se estudiarán las causas que inciden o provocan un tiempo inactivo del operario auxiliar del turbo, como se muestra en el cuadro 40.
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Cuadro 40. Hoja de Muestreo de Trabajo para identificar los tiempos improductivos del operario auxiliar, con su
respectivo costo.
Fuente. El autor.
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Se tomaron 25 observaciones, 5/día durante una semana. Se establece la jornada de muestreo, para determinar en qué momento se efectúan: de 6:00 a.m – 12: 00 p.m y de 2:00 p.m. – 5:00 p.m. Para generar los números aleatorios, tomó como referencia la Tabla de Números aleatorios, propuesta por la OIT. De esta forma, obtengo el momento (hora) en que debo tomar la información: Número Aleatorio Momento (hora) 96 96/60 = 1,6 = 1 hora 1 x 60 = 60, 96 – 60 = 36 minuto Es decir el número aleatorio corresponde a las 7:36 minutos a.m. A partir del diagrama de proceso hombre-máquina del turbo 2, se puede observar que el operario auxiliar desarrolla en cortos tiempos tareas repetitivas, para no estar parado en un solo punto. Ante esto, el costo de inactividad es de $ 38/turno de 8 horas.
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20. METODO MEJORADO DE ORGANIZACIÓN DE OPERARIOS AUXILIARES, A PARTIR DEL DIAGRAMA DE PROCESO HOMBRE-MAQUINA DEL TURBO 2 El área de mezclas, cuenta con tres turbos, uno de ellos automático (turbo 1) el otro semiautomático (turbo 2) y el otro manual (turbo 3). En cada turbo, hay un operario titular de turbo y un operario auxiliar respectivamente. El análisis del diagrama de proceso hombre-máquina del turbo 2, nos permite establecer, y proponer al jefe de área de mezclas, un nuevo orden de organización para los operarios auxiliares; ante los cortos tiempos en los que desarrollan hábilmente sus labores, se puede determinar que para los tres turbos, son sólo necesarios dos operarios auxiliares, de los cuales uno puede programar el turbo automático, y estar pendiente de lo que se necesita para ese turbo, mientras auxilia otro de los turbos. El otro puede estar pendiente de igual forma que lo hace su compañero. El tercer operario auxiliar, se puede encargar de cernir las tulas defectuosas para ir terminando poco a poco con el inventario de tulas contaminadas que se acumulan alrededor de la línea 10 de la extrusora de tubería corrugada doble pared.
20.1 METODO MEJORADO A PARTIR DEL DIAGNOSTICO INICIAL DEL AREA DE MEZCLAS 20.1.1 Propuesta 1. Marcación de los elementos de trabajo. Durante el
diagnóstico inicial del área de mezclas, se encontró que los recipientes donde el dosificador pone los compuestos para ser llevados a los turbos, no estaban identificados con su correspondiente contenido, para que sean de fácil caracterización no sólo al operario del área, sino a cualquier operario de la planta. Así mismo, se identificó que el dosificador y los operarios del área y de la planta, no conocían las contraindicaciones y peligros que puede ocasionar un determinado componente, así como, su utilidad dentro del proceso, ni el porqué deben usar determinados elementos de protección personal (EPP) (los emplean porque es una norma, y porque el olor de los componentes es muy fuerte, (genera partículas de polvo) tanto que afecta su respiración, visión, piel y cabello). Esta situación, se le comunicó al supervisor y al jefe de área de mezclas, y se propuso etiquetar todos las herramientas (tarros, cuñetes, envases) donde son dosificados los compuestos, para que tengan un orden y sean de fácil identificación para el operario. Así mismo, se planteó la necesidad de completar el manual de calidad, y el manual de la línea 10 inicialmente, indicando la composición de cada material utilizado para la mezcla de PVC (esta actividad la debe realizar el jefe del área, puesto que él es quien sabe cuál es la composición del material, a partir de la fórmula que maneje) ; esto con el fin, de que los
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operarios conozcan y aprendan de que esta hecho el producto que elaboran, se involucren con el conocimiento de su labor, identifiquen los riesgos de no agregar un material a la mezcla, así como, de usar los EPP. De igual forma, esto les permite a los operarios de las líneas identificar que falla, en un caso determinado, sobre el funcionamiento de la máquina, si es el material ó la máquina. 20.1.2 Propuesta 2. Automatización del turbo. Para el área de mezclas, existe un montacargas a disposición no sólo de los tres turbos, sino además de los requerimientos de la planta. Se observa que en ocasiones, los operarios deben esperar mucho tiempo al montacargas para bajar ya se una tula terminada, o para subir a las tolvas alimentadoras material PVC o CaCO3; esta situación genera un tiempo de espera ó tiempo perdido, puesto que los operarios del turbo deben esperar al montacargas para seguir con sus labores. Debe realizarse una segunda observación directa sobre esta situación. Esto para prever que no se tenga que juzgar a primer juicio la compra de un montacargas. El montacargas tiene la labor de estar al servicio de la planta cuando se requiera mover tubos terminados de gran tamaño, así mismo, su labor se reparte entre el área de mezclas, bajando las tulas terminadas para ser pesadas, almacenarlas, y llevar materia prima a las tolvas alimentadoras de los turbos. El bajar las tulas del turbo, llevarlas a pesar a la báscula y regresarlas para almacenarlas, es una labor que requiere tiempo, y ocasiona tiempos de espera para los que necesitan disponibilidad del montacargas en un determinado momento. Para esto, se analizó la forma de crear un mecanismo que le permitiera al montacargas ahorrar tiempo bajando tulas, pesándola, registrando pesos máximos y mínimos y llevarlas nuevamente al almacén. Se pensó en la idea de ubicar celdas electrónicas debajo del enfriador de los turbos, que sujetaran las tulas y las pesaran a medida que la mezcla PVC iba cayendo a la tula; con esto, se lograría tener un mayor control sobre el peso de las tulas, se le ahorraría tiempo al montacargas, pues su labor sólo se limitaría a bajar la tula terminada y llevarla al almacén; además de ello, se ahorraría algunos tiempos de espera y se automatizaría poco a poco el equipo de turbos. Esto resulta una forma de mejorar el equipo, y pone de manifiesto que el estudio de métodos y tiempos, no sólo es un estudio donde se tomen las medidas a los efectos de reducir los tiempos de preparación de las operaciones o actividades, Sino que también es una estrategia que se enfoca en la mejora del equipo.
157
El estudio de tiempos y costos que se propuso se muestra en la figura 24. Figura 24. Estudio de Tiempos del operario del montacargas. Esquema de la Propuesta de automatización de máquina turbo.
158
Fuente. El autor.
Donde el Ahorro del tiempo y ahorro/día de la operación propuesta, se establece a partir de la expresión:
(Tiempo de operación actual/viaje – Tiempo de operación propuesto) x Número de viajes/turno x Número de turnos. Ahorro/día = Ahorro del tiempo de la operación propuestas x Tarifa/minuto 20.1.3 Propuesta 3. Implementación técnica 5’s. El área de mezclas, es un
lugar donde se manipulan continuamente materiales que durante su proceso generan partículas de polvo, que se esparcen por toda el área; esto hace que este sitio de trabajo, se vea y se encuentre sucio. Es muy evidente que no existe por parte de los operarios una cultura de orden y aseo del sitio de trabajo, sino que por el contrario, contribuyen a este deterioro del área. Para esta situación, se propuso implementar la técnica 5’s, con el fin de crear una cultura de orden en el área de mezclas, inicialmente.
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Se presentó esta situación al jefe de mezclas, con los beneficios que traería implementar esta herramienta. Se acordó reunir a todos los operarios, para presentarles en una breve exposición, la situación que se estaba reflejando en el área de trabajo, lo que se planeaba realizar, los beneficios que traería tanto para ellos como para la empresa. Se presentó la siguiente información, y los pasos que se llevarían a cabo: Una semana antes de presentar esta situación al jefe de área, se tomaron unas fotos del área de trabajo, para exponerlas a los operarios, con el fin de que reconocieran su sitio de trabajo, como se muestra en la figura 25. Figura 25. Registro fotográfico de la situación actual del área de trabajo de los turbo mezcladores.
Área de cernimiento del material defectuoso y entrada auxiliar a planta
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Área frontal de los turbos, tolvas de alimentación
Área de almacenamiento de producto terminado
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Área del dosificador
Área de los turbos (piso)
Fuente. El autor.
20.1.3.1 Preparación para las acciones de 5’s. Las 5’s representan un método
que se llevó a cabo en el área de mezclas para lograr los mejores estándares en orden y aseo. El desorden y la falta de aseo en las empresas, refleja el estado mental de las personas que en ellas trabajan y el estado de los procesos que gestionan. En la figura 26, se muestran los pasos para la implementación de las 5’s.
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Figura 26. Pasos que se tuvieron en cuenta para la implementación de las 5’s.
Fuente. SATIZABAL, Sandra Corina. Método de 5’s: propuesta empleada en
SURATEP [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente, 2010. Disponible en Internet: www.uao.edu.co/moodle/ BENEFICIOS Mas espacio Mayor satisfacción y motivación
Mayor calidad del producto Mayor capacidad de entrega justo a tiempo
Mayor cooperación y trabajo en equipo Menos accidentes e incidentes
Menos averías Menos nivel de inventarios
Menos riesgo de incendio Menos movimientos y traslados inútiles
20.1.3.2 Acciones previas. Implementación. Es necesario planificar las acciones que se deben realizar previamente al lanzamiento oficial del proceso 5S como programa de una empresa, planta o sección de trabajo. En este punto, pretendemos obtener una lista de verificación de los aspectos a considerar en el plan previo.
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Selección de la experiencia piloto. Es recomendable iniciar el proceso 5S
seleccionando un área piloto. Esto debido a que es necesario desarrollar métodos de trabajo, controles visuales estándares y otras ayudas administrativas, las cuales se deben probar. La aplicación inicial de las 5S en el área piloto debe servir para "aprender" y posteriormente replicar la experiencia "despliegue de conocimiento" a otras áreas de la empresa. Esto con el fin de que los operarios del área de mezclas aprendan y desarrollen un proceso cuidadoso de adquisición y transferencia de conocimiento.
Aspectos que se tuvieron en cuenta para seleccionar el área piloto “área de mezclas”: Muestra de los cambios importantes que motiven a otros a repetir la
experiencia (las fotos tomadas inicialmente, se expusieron en una cartelera visible para todos los operarios de la planta, al igual que los resultados obtenidos con esta técnica)
Área con problemas de mantenimiento, seguridad o calidad de producto Relativamente fácil de lograr una mejora. En esta etapa es preferible aprender
a aplicar las primeras "S" en un sitio simple y de alto impacto. El conocimiento adquirido servirá para desarrollar experiencias más complejas
Importante....seleccionar el área donde contemos con el mejor respaldo del talento humano.
El líder del área (supervisor y jefe de área) se debe tener en cuenta, ya que si sabemos que en experiencias o proyectos pasados hemos encontrado todo su apoyo, con seguridad las 5S se implantarán con éxito.
Preparación de lo necesario. Fue necesario tener en cuenta que la aplicación de las 5S requiere un trabajo de preparación previo. A continuación se presentan algunos temas en los que se reflexionó para programar las acciones iniciales.
Se preparó una exposición para informar a los operarios sobre los sitios de
riesgo y características Se realizó un registro fotográfico sobre la situación de partida para comparar el
"antes y después" Se prepararon los documentos necesarios para el trabajo en la línea piloto:
etiquetas de clasificación del material, plan de acción (Ver Anexo H. Plan de
acción previo a la implementación de las 5’s) Se realizó un entrenamiento previo, de formación sobre cómo se iba a
desarrollar el proceso. Donde se expusieron: actividades; beneficios para el trabajador y la compañía; riesgos potenciales durante la inspección del equipo o sitio de trabajo; efecto en la seguridad, calidad, tiempo de respuesta y
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fiabilidad de los equipos; elaboración del estándar de los elementos que se requieren y las cantidades necesarias; autocontrol y uso del tablero de control visual; y auditorías de los encargados y de la dirección
Se preparó un tablero donde para publicar la gestión visual del proceso 5S para la experiencia piloto
Se ubicaron las tulas de la parte trasera de los turbos, temporalmente alrededor de la línea 10 de extrusión de tubería corrugada, mientras se van eliminando a partir del cernimiento del material. Así mismo, se ubico el cartón (cajas) donde viene la materia prima, plásticos y tulas desechables, enfrente de los turbos, para ser vendidos
Se realizó una jornada inicial de limpieza; se prepararon las escobas, para que los operarios auxiliares ordenaran el área de trabajo, a lo largo de su jornada. Se estableció una hora determinada para ordenar el área: iniciando la jornada laboral y terminándola.
20.1.3.1 Resultados de la implementación de la técnica 5’s.
Los resultados de la implementación de la técnica 5’s, se muestran en la figura 27, donde se establece un paralelo entre la situación que se presentaba en el área de mezclas antes de la técnica 5’s y la situación que se logró después de la implementación de esta. Figura 27. Situación antes y después de la implementación de las 5’s.
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Fuente. El autor.
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20.1.4 Propuesta 4. Oportuna programación de la Producción. Se presentó
al supervisor la situación de desorden y los tiempos perdidos de producción de tulas que sucedían cuando se terminaba el one pack para producirlas; se propuso e implementó la idea de conceder un día (sábado) para elaborar el One Pack, así como la ubicación estratégica del programa de producción. Se ubicó en una pared visible a la entrada del área (en la pared del cuarto de dosificación), y se específico en ella, operario, turbo, labor, y referencia a producir. De igual forma, se le sugirió e implementó por parte del supervisor la propuesta de determinar un turbo para una referencia y para un color similar, de tal forma que una vez el operario termine la mezcla de una referencia blanca, pueda con facilidad pasar a realizar una referencia amarilla; cuando termine la amarilla pueda limpiar el turbo para preparar la mezcla verde. 20.1.5 Propuesta 5. Indicador de la OEE (Eficiencia General de los Equipos).
Se estableció el formato, las fórmulas, el manejo de datos y los pasos para llevar a cabo el registro del indicador de la OEE. La OEE (Eficiencia General de los Equipos) es una relación porcentual que sirve para conocer la eficiencia productiva de la maquinaría industrial. La ventaja de esta, respecto a otros indicadores, es que cuantifica en un único indicador todos los parámetros fundamentales de la producción industrial: Disponibilidad: tiempo real de la máquina produciendo (averías, mantenimiento pobre, esperas, desechos etc.) Eficiencia: producción real de la máquina en un determinado periodo de tiempo. Calidad: producción sin defectos generada Para una industria, tener una OEE por ejemplo del 75% significa que de cada 100 piezas buenas que la máquina podía haber fabricado, sólo se ha producido 75. A partir de este análisis de los tres componentes que integran la OEE, es posible conocer si lo que falta para el 100% se ha perdido por la no disponibilidad (no se ha producido durante el tiempo que se debía estar produciendo), por la baja eficiencia (no se ha producido con la velocidad que se podía haber hecho) o por la no calidad (no se ha producido con la calidad que debía hacerse). Conceptualmente, la OEE es el resultado del producto de tres fases:
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OEE = Disponibilidad x Rendimiento x Calidad
En la figura 28 y 29, se muestra el esquema del formato, puesto en práctica, para llevar el registro de la OEE por mes, para los turbos y la línea 10 de extrusión de tubería corrugada. Los datos fueron obtenidos de la base de datos e indicadores que maneja la empresa para la programación de la producción, mantenimiento y reprocesos, según el equipo en que se implemente. El cálculo del OEE se realizó en una hoja electrónica de Excel, puesto que resulta más práctico y económico; sin embargo los programas especializados tienen más herramientas que enriquecen al cálculo del OEE. La información que debe de ser ingresada es la relacionada a los tres grandes elementos asociados a un proceso de producción.
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Figura 28. Formato del indicador de la OEE propuesto por mes, para cada turbo.
Base de datos para el mes de Octubre. Propuesta para el Turbo 2.
Fuente. El autor.
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Figura 29. Formato del indicador de la OEE propuesto por mes, para las
extrusoras de tubería PVC. Base de datos para el mes de Octubre para la línea 10: Extrusora de tubería corrugada doble pared.
Fuente. El autor.
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El cálculo del OEE genera información diaria sobre el nivel de efectividad de una máquina o conjunto de máquinas. Además, identifica en cuál o cuáles de las “Seis Grandes Pérdidas” se debe de centrar el análisis y solución en orden de prioridad. El OEE no es sólo un indicador con el que medir el rendimiento de un sistema productivo, sino que es un instrumento importante para realizar mejoras específicas una vez que ya hemos priorizado las pérdidas. 20.1 5.1 Implicación de la OEE en el equipo de producción. La efectividad de
un equipo afecta en primer lugar a los operarios de producción de la planta. Por tanto, ellos son los primeros que deben implicarse en entender y calcular el OEE así como en planificar e implementar las mejoras en la máquina para ir reduciendo de forma continúa las pérdidas de efectividad. Efectos sobre los operarios. Al ir midiendo el rendimiento diariamente el operario:
Se familiariza con los aspectos técnicos de la máquina y la forma en la que procesa los materiales;
Focaliza su atención en las pérdidas;
Empieza a desarrollar un sentimiento cada vez más fuerte de propiedad con su máquina.
Efectos sobre los supervisores. Al ir trabajando con los datos del OEE el
Supervisor o Jefe de Planta o Taller:
Va aprendiendo con lujo de detalles la forma en que sus máquinas procesan los materiales;
Va siendo capaz de dirigir indagaciones sobre donde ocurren las pérdidas y cuáles son sus consecuencias;
Va siendo capaz de dar información a sus operarios y a otros empleados implicados en el proceso de mejora continua de las máquinas;
Va siendo capaz de informar a sus superiores sobre el estado en que se encuentran sus máquinas y los resultados de las mejoras realizadas en ellas.
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21. CONCLUSIONES
Partiendo de las responsabilidades, interdependencia y participación de cada una de las áreas en la falta de eficiencia de los procesos, de los métodos empleados, que ocasionan pérdida de tiempo (lo que ocurre con la falta de una programación de la producción del área de mezclas a tiempo, con el desorden del producto terminado que se contamina, y genera demoras en el tiempo de arranque y alistamiento de las líneas de producción de tubería), las organizaciones formulan y desarrollan actividades de mejoramiento por área (a partir de un diagnóstico, observación y registro del proceso y del método desarrollado tanto por los operarios, como por el supervisor encargado del área y los operarios de mantenimiento), para garantizar el cumplimiento de las mismas; así mismo, la eficiencia en la optimización de los recursos, procesos y procedimientos que se desarrollen de manera conjunta.
La implementación y socialización de los diagramas de procesos realizados en el estudio de métodos y tiempos, facilita al responsable de la producción, realizar ajustes o cambios en el proceso productivo en menor tiempo (así como programar la producción para un determinado período, teniendo conocimiento de los métodos empleados por el operario y sus requerimientos para desarrollar una labor) puesto que el talento humano que interviene en él, asimila y conoce de mejor manera su rol dentro del proceso productivo.
La decisión de implementar mejoras en los métodos de trabajo y estandarización de procesos son herramientas que toda empresa debe tener si desea lograr un nivel de competitividad mundial. Estas herramientas permiten conocer, mejorar y estar al tanto del progreso de la productividad. La estandarización de procesos afirma un método de trabajo base, que permite mejorar el uso de los recursos, mejorando calidad y obteniendo siempre los mismos resultados (normalización). La primera estandarización de procesos que se lleva a cabo en una empresa, abre la puerta para que se introduzca la mejora continua, además de constatar el espíritu competitivo y cultura organizacional de la empresa que siempre está buscando mejorar en sus procesos.
El estudio de métodos y tiempos además de ser una herramienta que permite la mejora continua de los procesos, es una herramienta que provee de conocimiento técnico-operativo para medir el desempeño de los procesos productivos que realizan en la planta, además de medir el desempeño de los operarios. “Medir es conocer”.
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El diagnóstico e identificación de los desperdicios, tiempos perdidos o métodos inadecuados para el desarrollo de una tarea en el proceso es fundamental si se desea proponer soluciones de mejora eficientes que ataquen el problema de raíz para poder estandarizar métodos de trabajo correctos que proporcionen eficiencia productiva.
Para la propuesta de metodología SMED, se lograron objetivos tales como:
Preparación previa de herramientas, cabezales, moldes y materiales; y orden, organización y limpieza de la zona de trabajo de la extrusora. Los operarios a través de una charla, entendieron la importancia de implementar una metodología que reduzca los tiempos de alistamiento, cambio de referencia, además de imponer un ambiente óptimo para que cada uno mejore su trabajo, esto a partir de una educación que pueda adquirir y logre forjar una concientización, de cómo hacer el trabajo más fácil y práctico con la preparación y estudio de lo que va a hacer; estos resultados se pueden apreciar mediante la aplicación de herramientas estándares, tales como: diagramas hombre-máquina (para determinar tiempos improductivos), cursogramas analíticos para evaluar el método propuesto. Además de los indicadores de la OEE, o los indicadores de pre alistamiento para los operarios de mantenimiento.
Dentro de esta propuesta, faltó forjar esa SMED en el departamento de
mantenimiento, donde no se tomaron en cuenta los formatos para registrar las actividades de mejora del departamento.
El estudio del trabajo, de los métodos del operario para proponer métodos mejorados de trabajo permite sentar una base inicial, y quizá la más importante, en donde la empresa puede apoyarse si quiere examinar su forma de trabajo (las herramientas que presta al operario para facilitar el trabajo) y mejorar a partir de él. También permite encontrar fácilmente situaciones de ineficiencia en la forma de trabajo de los operarios porque se evidencian rápidamente las actividades que no están agregando valor, y que por el contrario presumen gastos, pudiendo actuar oportunamente.
Se proporcionó un mejor ambiente de trabajo en el área de mezclas y en toda la planta con la implementación de la técnica 5’s, en aspectos de seguridad industrial, orden del sitio de trabajo, seguridad y calidad del producto terminado, y disponibilidad del equipo.
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Con el estudio de métodos y tiempos y el posterior establecimiento del tiempo estándar para un determinado tipo de tubería, se podrá preparar la planeación de la producción y de esta manera estar conscientes de los tiempos de entrega óptimos que satisfagan los requerimientos del cliente.
La estandarización, se realizó a partir de la información y registro de los métodos actuales de trabajo, y la aplicación de los diagramas de flujo del proceso, herramienta con la cual, se mejora la visión del proceso de forma continua y secuencial.
Una primera estandarización de procesos permite observar la situación inicial de la empresa, es el punto de partida para cualquier iniciativa de mejora. Ayuda a aprender, a observar los procesos de la empresa, establecer puntos para enfocarse hacia un mejoramiento, establecer indicadores para medir la mejora; también sirve de herramienta para detectar desperdicios del proceso y la ruta a tomar cuando se quieran implementar acciones de mejoras.
Se documentaron los procesos de producción de la referencia de 10 pulgadas (por ser esta la única referencia que se produjo durante los meses de la práctica) y procedimientos para el buen manejo de la maquinaria, y de la mezcla, a través del diseño, desarrollo e implementación de diagramas de flujo de procesos, diagramas hombre-máquina, complementación del manual de máquina con las especificaciones del tipo de herramientas, alistamiento, montaje, componentes de la mezcla y restricciones que antes sólo eran conocidos por las personas que operaban la máquina.
La empresa debe definir los aspectos relacionados con el mantenimiento preventivo (hojas de trabajo que indiquen el estado o mantenimiento antes del alistamiento y arranque) de la maquinaria del área de producción, tales como cortadoras, acampanadoras, las extrusoras y sus partes. De tal forma que las labores de producción o el arranque en un tiempo determinado no se vean afectados.
A partir del diagrama hombre-máquina que permite establecer el tiempo estándar (6,951 min/tubo) de la extrusora de tubería corrugada, y las mejoras propuestas, se logra determinar las horas estándar ganadas (15,292 horas) a partir de lo que el operario produce en una jornada de trabajo de 12 horas.
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Con la implementación del indicador de OEE, se puede determinar que es una herramienta de fácil manejo, con un lenguaje y definiciones accesibles para todos los operarios y tecnólogos, pues proporciona información sobre el nivel de efectividad de una máquina específica o una línea de producción; al referenciar la efectividad de la máquina con el máximo absoluto de disponibilidad, velocidad y calidad podemos focalizarnos íntegramente en las pérdidas y con ello en el potencial de mejora existente; al multiplicar los tres componentes se convierte en un indicador que refleja el cociente entre lo que se está fabricando y lo que en teoría se debería estar fabricando durante un período de tiempo concreto.
Al analizar el indicador de la OEE, se puede establecer cómo los turnos de trabajo pueden influir sobre este, porque la información referida a las pérdidas permite a los turnos de planta iniciar mejoras específicas, enfocadas a los problemas detectados, lo que permite guiar el OEE a la disminución del costo de producción sobre la base de la disminución o eliminación de las perdidas y de este modo, los resultados de todas estas mejoras quedan reflejados en la evolución del indicador.
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22. RECOMENDACIONES
Para solucionar los problemas que generan incumplimiento de estándares se deben establecer actividades simples como: la organización adecuada de las herramientas de trabajo, y del lugar de trabajo; revisión del equipo a montarse, evitando fallas por incompatibilidades ó requerimientos mecánicos, todas estas actividades contribuyen a la excelente planificación y desarrollo de los cambios de referencia.
Los planes de mejoramiento deben ser fortalecidos constantemente teniendo en cuenta las sugerencias del equipo. Es de vital importancia realizar de manera ágil y oportuna la evaluación e implementación de sugerencias presentadas por el personal de la planta en procura de las mejoras del proceso.
Es necesario que el jefe de producción vele por el cumplimiento de los métodos propuestos.
Debe marcarse la caja de herramientas con las herramientas que contiene. Así mismo, debe realizarse antes y después de cada turno, por parte del supervisor y los operarios encargados de la línea, un inventario detallado de las herramientas de trabajo necesarias en cada área del proceso productivo, a fin de reducir las pérdidas de herramientas, el tiempo de préstamo ó la búsqueda de las mismas.
Se debe capacitar a los operarios, en todo lo referente al manejo de la máquina, de sus partes, de los componentes de la mezcla, así como del trabajo estandarizado, para que estos conozcan y se familiaricen con su trabajo y su planta.
Para lograr mejoras en el proceso productivo, es indispensable la continuidad de este estudio de métodos y tiempos, para implementar cambios significativos y evaluar su impacto en la empresa; además se permite entrar en una cultura de mejoramiento continuo.
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Es necesaria la elaboración de un programa de planificación de la producción basado en el estudio de tiempos para mejorar el control de los procesos productivos.
Todas las dependencias deben ser conocedoras y partícipes del cumplimiento estándar e indicadores; deben ser conscientes de las metas que se deben cumplir y poseer sentido de pertenencia hacia la empresa. Una manera de garantizar esto, es continuar con actividades de sensibilización, motivación y estimulo a nivel de bienestar y de reconocimiento (objetivo que se lleva a cabo durante la implementación de las 5’s).
Es necesario garantizar el cumplimiento de los planes de mejoramiento establecidos, mediante reuniones internas del grupo a través del seguimiento y evaluación continúa de los procesos y de los resultados obtenidos; así como del desarrollo del trabajo de cada uno de los involucrados.
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24. BIBLIOGRAFIA
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ANEXOS
Anexo A. Árbol de Problemas, causas y efectos principales de la empresa TUBOSA.
Fuente. El autor.
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Anexo B. Árbol de Objetivos, medios y fines principales de la empresa TUBOSA.
Fuente. El autor.
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Anexo C. Carta del proceso de fabricación de tubería corrugada.
FABRICACION DE TUBERIA CORRUGADA REFERENCIA: TDPA 250 mm x 6m (10’’). Corrugado alcantarillado MATERIALES Limpiador Mezcla PVC TmAmCr Amarillo Corrugado Herramienta para pulir el tubo
Cortadora Radial Pulidora Empaque Cinta DESCRIPCION DEL PROCESO EXTRUSION. Técnica de procesamiento bajo la cual, la resina de PVC,
generalmente en estado sólido (polvo, granos), es alimentada a través de una tolva y posteriormente transportada a lo largo de un tornillo donde lentamente resulta compactada, fundida, mezclada y homogeneizada para finalmente ser comprimida a través de un cabezal y dosificada a partir de una conformadora responsable de proporcionarle, de manera continua, el perfil y/o la forma deseada en el producto final. El proceso de fabricación de tubería corrugada doble pared, inicia cuando el ingeniero de producción, realiza la programación correspondiente a la línea extrusora corrugada, y se la entrega al departamento de calidad y mezclas, quienes posteriormente realizan la planeación de fabricación de tulas requeridas para determinada cantidad (toneladas) de tubería pedida por el departamento de producción, de dicha referencia en determinada semana. El supervisor de mezclas realiza la requisición de materias primas requeridas para producir la mezcla de una determinada referencia. La materia prima es procesada inicialmente en turbos, donde es mezclada en una proporción de peso exacta, en un tiempo determinado, para formar así, un compuesto homogéneo de PVC. A este proceso se le conoce como "Dry-Blend" (mezclado en seco). Para esta operación, se debe encender previamente el turbo, para
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que en un tiempo de 6 minutos, alcance una temperatura de 110º C, con la cual, la preparación de la mezcla de compuesto PVC está terminada. Al término de este intenso mezclado a elevadas temperaturas por un determinado tiempo, la preparación de una tula (contiene 3 mezclas de PVC) de compuesto de PVC está terminado. El compuesto es transportado para el inicio de la operación de extrusión, hasta el mezanine, sitio donde es colocada la tula, para que posteriormente un operario encargado de esta zona, transporte mediante un diferencial electrónico, la tula hasta el interior de tolva para alimentar al extrusor. EXPULSIÓN DE LIMPIADOR Para dar inicio al proceso de transformación de tubería corrugada, se debe de calentar totalmente la máquina, por un tiempo mínimo de 3 horas y una temperatura de 140º Celsius, con una variación de +/- 5º Celsius, para efectuar un proceso de limpieza que evite la descomposición del PVC frente a la degradación térmica y/o de proceso. Este proceso se encuentra especificado para el arranque, limpieza y parada de máquinas. El limpiador, está compuesto en un 60% por resina de PVC, 35% de Carbonato de Calcio y el restante corresponde a los estabilizantes térmicos. La cantidad usada para limpiar el extrusor viene determinada por ciertos parámetros de control relacionados con la velocidad de la extrusora y el alimentador. El operario debe efectuar para un óptimo arranque el siguiente proceso: Colocar las temperaturas de las zonas de calentamiento a 150° Celsius. Y según lo estipulado en la ficha técnica para el arranque de máquina. Revisar que el potenciómetro del motor principal, y del alimentador se encuentren en posición cero. El sistema de lubricación de la caja reductora inicia inmediatamente se prende el motor principal. Encender el motor principal con el pulsador de arranque; para el proceso de limpiador debe ir subiendo la velocidad del motor principal lentamente hasta tenerlas en 25 RPM teniendo en cuenta que el amperaje no debe estar por encima de los 30 a 70 Amp.
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Cuando por la salida del cabezal se observe que el limpiador sale homogéneamente, ya se puede dar por terminado el proceso de expulsión de limpiador. Para la línea 10, la frecuencia de expulsión de dicho material debe ser de aproximadamente 80 minutos. Luego de haber efectuado los pasos anteriores se procede a iniciar la alimentación, con el compuesto de PVC en forma de polvo seco. Luego de haber terminado este proceso, el operario debe revisar la mezcla de PVC antes de introducirla en la máquina (se revisa para prever daños, donde se pueda quemar el material o no se plastifique adecuadamente), según las cantidades indicadas en la ficha técnica. Posteriormente, se debe ir alimentando el material controlando el flujo de este, con el potenciómetro, ajustando lentamente la alimentación sin que el amperaje del motor principal supere los 89Amp que es la carga máxima del motor. Se deben cuadrar las temperaturas de trabajo según la referencia a producir, la cual se encuentra en el formato de cuadre de máquina. Se deben verificar el peso y diámetro según especificaciones técnicas de cada una de las referencias las cuales se pueden revisar en la ficha de trabajo. Verificar, según las temperaturas de la máquina que el PVC debe estar bien plastificado para así evitar daños en los moldes. Después de haber comprobado que la tubería se encuentra estable y con especificaciones técnicas, procedemos a aumentarle productividad lentamente, hasta llegar a los parámetros de la ficha de trabajo, o por encima del valor especificado en dicha ficha. Una vez la máquina ha expulsado todo el limpiador, se procede a agregar la mezcla de PVC especificada para el tipo de tubería; teniendo en cuenta que mientras que se agrega el material, se debe realizar un seguimiento del proceso, con una frecuencia de 30 minutos aproximadamente, para poder detectar a tiempo alguna irregularidad en el proceso, ante los siguientes parámetros o variables de proceso:
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Indicador del drive motor principal. Indicadores de temperatura (+/- 15°C del set point). Alimentador Unidad de control de temperatura (refrigeración con aceite) en la extrusora. Velocidad del motor (rpm) y amperaje. Figura 1. Tolva de alimentación de la extrusora de tubería corrugada.
La mezcla es agregada a la tolva; al caer de la tolva, el compuesto de PVC en forma de polvo pasa por una garganta hacia el barril de extrusión dentro del cual, el compuesto es recibido por 2 tornillos giratorios cónicos y paralelos que absorben calor, tanto del cilindro (que se calienta por medio de resistencias eléctricas), como del esfuerzo friccionante en el husillo y el cilindro.
El material es entonces transportado por una acción de bombeo a través de los espacios entre el tornillo y el barril por todo el extrusor, conforme el material avanza a una temperatura y presión perfectamente controlada, este se convierte de un polvo seco en una masa fundida homogénea de plástico, la cual se ha suavizado cuando se calienta. La ventaja con esta extrusora es que con ella pueden transformarse materiales sensibles a temperaturas elevadas y con tiempos de permanencia cortos sin llegar al límite de descomposición, sino de una masa plástica). Sin embargo, para la obtención de un producto final con las características requeridas el proceso debe ser cuidadosamente monitoreado y controlado en forma precisa. Cuando el proceso de plastificación es concluido y los elementos volátiles (partículas de polvo seco que puedan quedar en el proceso de extrusión) han sido eliminados (a través de un sistema de desgasificación), del plástico fundido el material es preparado para su formación final. La masa visco-elástica de plástico es empujada a través de la moneda (pieza que compresiona el material; denominada también adaptador porque permite unir el extrusor con la araña del cabezal) bajo una alta presión de 140 - 350 kg/cm² (2,000-5,000 PSI).
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Figura 2. Partes del cabezal de una extrusora de tubería corrugada.
En la moneda, se maneja una temperatura de 170 ° C (338 °F), donde el material de PVC es moldeable, y plastificado, (a menor diámetro de moneda, mayor es la fuerza que hacen los husillos del extrusor para pasar el material a la araña del cabezal y plastificarlo mejor) para pasar al cabezal, el cual a una temperatura de 160º y 270º (según la referencia del tubo), toma el material plastificado proveniente de la extrusora, para darle la forma del producto en cuanto a dimensiones (diámetros externos e internos), y espesores de paredes.
Figura 3. Partes de la araña del cabezal de una extrusora de tubería corrugada. La araña: Existen dos arañas en el cabezal: la primera corresponde a la araña de la pared interna y la segunda a la araña de la pared externa. La araña de la pared interna es la ubicada al extremo del cabezal donde se adapta la moneda al torpedo. En esta araña, la mezcla que provenía de la moneda, en forma de una manga compacta, se abre, por la forma cónica del torpedo y se corta, (a partir de las astas internas de la araña) se compresiona y se homogeniza a lo largo de las paredes del cabezal, que se hacen cada vez más estrechas. De igual forma, sucede con la araña de la pared externa del cabezal. Esta operación se da para obtener una mezcla homogénea en las paredes del tubo.
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A su vez, a la araña de la pared externa, se le ensambla otra pieza del cabezal, denominada hembra (o tapa) conformadora de pared externa del cabezal, la cual tiene la medida aproximada del diámetro de la tubería, y permite calibrar el espesor de pared y diámetro externo del tubo; mientras que el diámetro interno, es calibrado por otra hembra conformadora de la pared interna del tubo, la cual es
adaptada a la hembra conformadora de la pared externa del tubo, a través de un cilindro, en cuyo extremo se adapta otra hembra conformadora del espesor de pared o GAP.
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Figura 4. Representación de la hembra (o tapa) conformadora del espesor de
pared externa del cabezal.
Figura 5. Araña de la pared externa del cabezal de tubería corrugada.
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Figura 6. Diagrama del GAP de un tubo tipo corrugado doble pared.
La hembra conformadora de la pared externa del tubo, es calibrada, a través de tornillos pequeños puestos en el cabezal de esta, que permiten subir o bajar el
cabezal. De igual forma, la hembra conformadora del espesor de pared externa del tubo, o GAP, se calibra, si esta es girada en sentido de las manecillas del reloj aumentan el GAP, y en sentido contrario lo disminuyen; es decir, a menor distancia esta la hembra conformadora de la pared externa del tubo, a la hembra conformadora de la pared interna del tubo (se acopla a la hembra de pared
externa, a través de un inserto), menor es el grosor de la pared externa del tubo, puesto que se tiende a templar las paredes del tubo, casi hasta romperlas. Figura 7. Representación del cilindro de enfriamiento, ajustado a la hembra conformadora de espesor de pared interna y externa.
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A la hembra conformadora del espesor de pared interna del tubo, se le ensambla el sistema de refrigeración de la bomba o cilindro, (pinola cónica) encargado del enfriamiento y conformación del tubo de PVC, (en este punto la temperatura es de 220º, y se hace menor, a temperatura de 60º, debido al flujo de agua que se aumenta para permitir darle rigidez al tubo, a medida que es transportado o deslizado por los moldes conformadores de la pared externa corrugada. La forma cónica del cilindro, (de menor diámetro en el extremo con la hembra y de mayor diámetro en el extremo final del cilindro) permite que el tubo salga con facilidad para ser moldeado. A medida que el tubo es introducido en la corrugadora, es conformado por los filetes de los moldes o mordazas en la pared exterior del tubo, dando la forma corrugada y permitiendo unir los valles a la pared interior. Figura 8. Representación de los moldes corrugadores de la tubería doble
pared.
Este proceso es posible, por el aire suministrado al cabezal (En el extremo donde se ensambla el cilindro a la hembra, sale el aire introducido al cabezal por medio de mangueras ubicadas en las arañas conformadoras de pared interna y externa del cabezal), que permite deslizar el material plástico (el tubo) sobre el cilindro (permite un desplazamiento suave, sin que se pegue el material al cilindro,
además de que permite deslizar el material para dar paso a la formación de paredes. El proceso de conformado del tubo, se lleva a cabo dentro de la máquina corrugadora, cuando el cabezal (es introducido a la distancia permisible de la mesa corrugadora para cada referencia) es introducido a esta, junto con el cilindro de enfriamiento. Durante este proceso es importante, hacer previamente:
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Alineación de la mesa corrugadora con el cabezal (que el cabezal quede en el centro de los moldes), para evitar daños al conformar el tubo. Esta alineación se hace en cada una de las partes, ya que, el corrugador se puede desplazar de manera horizontal (desplazamiento hacia el cabezal, según la referencia del tubo) y verticalmente. Encajar y asegurar bien los moldes. Verificación el sistema de lubricación y refrigeración de la mesa corrugadora. Verificación del funcionamiento de la UPS, para evitar posibles fallas en caso de corte del fluido eléctrico. Ajuste de la velocidad del corrugador, teniendo en cuenta que esta depende el peso del tubo. Figura 9. Proceso de marcado de la tubería corrugada.
A medida que el tubo conformado va saliendo del corrugador, va pasando a la operación de marcado, donde se debe tener en cuenta que para todo inicio y cambio de referencia se debe revisar que el rotulado que tiene la marcadora coincide con la referencia a producir.
Figura 10. Proceso de corte de la tubería corrugada.
Posterior a este proceso, el tubo es cortado a la longitud exacta (6 metros); teniendo en cuenta: Revisión del montaje. Ajustar la guía (mordazas) de acuerdo al diámetro del
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tubo. Sistema de succión. Se debe revisar que el sistema de succión trabaje correctamente (succiona los residuos que resultan de cortar el tubo). Sistema neumático. Verificar que la unidad de mantenimiento del sistema neumático, se encuentre con presión de aire. Comprobar el encendido correcto de cada uno de los equipos auxiliares. Se verificara que la cortadora está energizada a través de la luz piloto. Una vez el tubo terminado es cortado, es transferido a la operación de acampanado. Previo al acampanado de la tubería, suele realizarse periódicamente una inspección de control de calidad, con lo cual se determina que el proceso y el producto se mantienen bajo las normas establecidas (el tubo mantiene las variables de peso, espesor de paredes y conformado, de acuerdo a las normas de calidad establecidas) y que el lote de tubería en producción no presenta falla alguna. Figura 11. Representación de la máquina acampanadora de la tubería
corrugada.
Finalmente, el tubo es transportado por medio de una bandeja, hacia la acampanadora, constituida por tres estaciones: en la primera se recibe el tubo, en la segunda se hace el calentamiento del tubo, dejándolo moldeable y deformable en un extremo,
para pasar a una tercera estación donde el mandril al detectar el tubo por medio de sensores, se abre y lo acampana; inmediatamente el tubo es enfriado con un
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sistema de aire forzado a temperatura ambiente. Figura 12. Proceso de soplado para el acampanado de la tubería corrugada.
Figura 13. Representación de la tubería corrugada con el empaque o unión mecánica.
Realizada la operación de acampanado, se pule en ambos extremos el tubo terminado, se fija la banda de unión o empaque y se da completado y/finalizado el proceso de extrusión de tubería PVC, solamente queda por ser almacenada o para su comercialización y uso.
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Figura 14. Partes del cabezal de la extrusora de tubería corrugada.
Método para el cambio
Para hacer el cambio de la maquinaria según el tipo de referencia que se desea fabricar, es necesario: Diferencial (cambios de herramientas, cabezales, tornillos, moldes, etc., según el tipo de referencia a utilizar). Herramientas o Llaves para hacer el cambio o desmonte del cabezal, moldes, tornillos, mordazas de acampanadora y mandril) según la referencia Montaje según referencia a cambiar ver (programación de producción) Descargar el acumulador de aire Colocar la máquina en emergencia Desacoplar el mandril de enfriamiento Cambiar mordazas Alinear mesa de acampanadora con el mandril que se va a utilizar Cambiar parámetros según ficha de cuadre de producción.
Fuente. El autor.
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Anexo D. Descripción de la máquina Extrusora de tubería corrugada doble pared,
línea 10. DESCRIPCION DE LA MAQUINARIA DE EXTRUSION DE TUBOS CORRUGADOS
La extrusora es la máquina que plastifica las materias primas plásticas (PVC),
dejándolas en el punto justo para ser transformadas. Dependiendo de los
materiales, las configuraciones de los mismos, la cantidad de material que deben
entregar, etc. se deberán utilizar extrusoras adecuadas para tales fines.
Muchos de los productos que componen el mercado de mangueras, tubos y perfiles se fabrican en PVC. Dado que la extrusión de PVC no es igual a la de otros materiales plásticos, las extrusoras deben estar preparadas para este material. Los materiales utilizados en el proceso de extrusión son, por lo general, termoplásticos. Estos materiales se suavizan cuando se calientan y se transforman en fluidos, que posteriormente se endurecen cuando se enfrían y se transforman en sólidos. Asimismo y en muchos casos para este tipo de material, se utilizan extrusoras doble tornillo.
Las máquinas de extrusión de plásticos, están formadas por varios elementos, tolva de alimentación, barril, tornillo de extrusión, cabezal de extrusión, sistema de calentamiento (resistencias), sistema de movimiento (motor, reductor), termocuplas (5 termocuplas que transmiten los datos de temperatura de cada zona de calentamiento de la extrusora y el cabezal, hacia el termo control.), resistencias, moneda, etc.).
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Sistema de alimentación de material PVC:
Tolva de alimentación:
La extrusora, esta constituida por
una tolva de alimentación, cuya
capacidad de material es de 346
Kg., (para cualquier referencia a
producir; y un motor de 1.3 a 3
Amperios), que permite alimentar
del material seco de PVC, a la
máquina.
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Las siguientes son las medidas en cm. De la tolva de alimentación:
La tolva no debe permitir la aglomeración de las partículas, o desbordamientos del mismo, es por ello, que debe tener dimensiones adecuadas para ser completamente funcional; los diseños mal planeados, principalmente en los ángulos de bajada de material, pueden provocar estancamientos de material y paros en la producción.
Para un buen funcionamiento de la tolva se toma como regla general que el diámetro de salida de la tolva (garganta de alimentación) suele tener un ancho equivalente al diámetro del tornillo de la extrusora y un largo de 1.5 a 2 veces el diámetro (según esta regla el largo del tornillo es aproximadamente de 233 a 311 cm).
La altura total de la tolva depende de la cantidad de material que se quiera almacenar y a que intervalos se quiera estar llenando nuevamente; en ocasiones se pueden adicionar sistemas de alimentación automáticos, que aunque son
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sistema más práctico, solo se utilizan con producciones muy elevadas para que el costo sea justificado. Como elemento de seguridad se coloca, una rejilla magnética en la parte inferior de la tolva, la cual evita que partículas metálicas que estén mezcladas con el material entren al sistema, pudiendo dañar el tornillo o el barril.
Debido a que el material plástico no suele deslizarse con facilidad, se acostumbra a dotar a las tolvas de un sistema de vibración suplementario o de un tornillo en el centro, que permitan la caída y flujo del material a la garganta de alimentación.
La extrusora, tiene un sistema de alimentación, compuesto por un dosificador, también llamado espiro flux, porque tiene un tornillo en forma de espiral, que gira alimentando el compuesto a los tornillos de extrusión y barril, a través de una garganta cuyo diámetro es de 155,5 mm. La alimentación de la máquina, es monitoreada a través de un control,
el cual nos debe indicar si la máquina está alimentando material de PVC en la tolva, este material debe ser el suficiente para que se tenga una alimentación constante al sistema y este se mantenga trabajando de manera continúa. La entrada de material lleva un sistema de enfriamiento para que no exista exceso de calor en esta zona, ya que aquí no se requieren y no se desean altas temperaturas, porque al tener una temperatura elevada el plástico se empieza a fundir y en ese estado es más difícil llevar a cabo el proceso de alimentación.
En la siguiente figura se observan los cortes, por los cuales pasa el agua para el
sistema de enfriamiento. El agua entra por la parte inferior del barril y circula entre
los canales mediante unas pequeñas ranuras que los conectan. Sin embargo,
lleva una cubierta, la cual sella los canales para que no tengan fuga.
200
La Extrusora- Sistema Mecánico: Sistema de movimiento:
201
La extrusora tiene un motor principal, de 61 cm., que trabaja con una velocidad de
1.776 rpm. Y un amperaje de 89 Amp. El motor de la extrusora es el componente del equipo responsable de suministrar la energía necesaria para producir: la alimentación de la resina, parte de su fusión (70 a 80%), su transporte y el bombeo a través del cabezal y la moneda. La extrusora emplea un motor de corriente continua, que permite un amplio rango de velocidades de giro, bajo nivel de ruido y un preciso control de la velocidad.
La velocidad alcanzada por el motor resulta más elevada que la requerida por los
tornillos, por lo que se incorpora una caja de engranaje y un sistema reductor de
velocidad.
La caja de engranaje principal, tiene un largo de 115 cm. por 43 cm. de ancho (contigua al motor principal). El engranaje es un mecanismo utilizado para transmitir potencia (la potencia esta dada por la cantidad de energía eléctrica o trabajo, que se consume en un tiempo. La potencia es directamente proporcional a la corriente (intensidad). Ésta aumenta si la corriente aumenta) de un componente a otro dentro de una máquina.
Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y el menor piñón. El engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser el motor principal, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo (reductor de velocidad). De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. El sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, lo que se denomina tren de engranajes.
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La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión. Seguida a la caja de engranajes, se ubica el sistema de reducción de velocidad de gran torque (de 72 cm. De largo por 41.5 cm. De ancho), que representa y genera la fuerza aplicada sobre el tornillo por el sistema Motor-Reductor para producir su rotación. El sistema reductor, tiene la función de reducir la velocidad de salida del motor en los intervalos de aplicación a los tornillos o husillo de la extrusora, (los cuales para transportar, fundir, y homogenizar, aumentan la presión del material para que pueda pasar a través de la moneda y así obtener una forma adecuada) y en tales condiciones el motor trabaje lo suficiente y desarrolle la fuerza requerida.
El barril de Extrusión:
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El barril, representa el cuerpo principal de una máquina de extrusión, puesto que es un cilindro metálico, hueco de gran espesor, para que pueda soportar las presiones generadas en su interior por el husillo y el plástico. Su principal función es transmitir el calor de las resistencias al polímetro, que en este caso es PVC, por esto, debe tener una compatibilidad y resistencia al material que esté procesando, es decir, ser de un metal con la dureza necesaria para reducir al mínimo cualquier desgaste.
En el diseño del cilindro de extrusión se busca máxima durabilidad, alta transferencia de calor y un mínimo cambio dimensional con la temperatura. Para materiales tales como el PVC, que se descompone fácilmente al contacto con el acero caliente, algunos fabricantes recomiendan aleaciones de alto contenido en níquel, tanto para el cilindro así como para el husillo. Está dividido en 5 zonas, cada una con una resistencia y una termocupla que transmite los datos de temperatura de cada zona de calentamiento hacia el termo control.
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La clasificación de las zonas se puede identificar con facilidad, ya que cada una tiene en la superficie exterior una termocupla. En cada zona la temperatura o calor se va haciendo mayor para permitir que la mezcla se vaya fundiendo de manera uniforme y se haga más resistente a altas temperaturas a medida que pasa por el tornillo. Típicamente un perfil de temperatura del barril debe incrementarse desde la tolva hasta el fin, paralelamente la temperatura se incrementa a medida que el material se mueve dentro del barril. Por ejemplo:
Partes de Extrusora y Cabezal
Temperatura (ºC)
Barril 150 – 180
Tornillo 130
Adaptador o moneda 175
Araña 180
Compresión material 190 - 200
El barril tiene además de una abertura para la alimentación del material, una ranura para el desgacificador (salida de gases), cuyo diámetro es de 39.65 mm., ubicado en el centro del barril, más exactamente en la zona de comprensión.
Desgasificador. El desgacificador o bomba de vacío, tiene como función
succionar o extraer los gases, humedad y vapor producidos en el proceso,
evitando de esta forma, la formación de burbujas y poros que quedarían ocluidos
en la masa plástica; esta eliminación se realiza antes de que el material ingrese a
la zona final del barril.
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El calentamiento del cilindro se produce, casi exclusivamente, mediante resistencias eléctricas. El sistema de calentamiento de la extrusora es responsable de suministrar entre un 20-30% del calor necesario para fundir la resina y el restante proviene del esfuerzo de corte o fricción en el husillo y el cilindro. Exteriormente el cilindro es calentado mediante las resistencias eléctricas en forma de bandas, debidamente controladas, ubicadas alrededor de cada zona del barril, y del cabezal, (la medida del diámetro de la resistencia varía de acuerdo a la referencia a producir) puesto que proporcionan una parte de la energía térmica que el material requiere para ser fundido. La longitud de la extrusora se divide en varias secciones para favorecer la
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variación de la temperatura y obtener un proceso óptimo. Todo el sistema se controla por medio de termostato18 para tener un control preciso de la temperatura del material fundido. La temperatura de extrusión sólo puede ser controlada de manera precisa mediante la acción combinada de las bandas de calentamiento eléctrico y los ventiladores de cada zona. Existen diferentes tipos de resistencias, entre las más comunes están la de núcleo de silicatos, núcleo cerámico y núcleo de fundición de aluminio (que es la usada para la extrusora de TUBOSA). Su nombre lo reciben por el aislamiento que utilizan. Todas las resistencias se encargan de transmitir y disipar el calor en las zonas del barril; las resistencias de núcleo cerámico y núcleo de fundición de aluminio, hacen que la temperatura de una determinada zona sea alcanzada en el menor tiempo posible; estas resistencias solo se diferencian en su costo pues la cerámica es de menor valor que la resistencia de aluminio. Así como el cabezal es calentado externamente por resistencias eléctricas, internamente presenta un mayor calentamiento debido a los tabacos, ubicados en diferentes zonas del cilindro del torpedo de la siguiente manera:
18 Es una válvula adyacente a uno de los lados de la manguera superior que entra al radiador
estando siempre en contacto con el agua o refrigerante del mismo. Mientras el motor esté frío, el
termostato está cerrado y no deja pasar el agua hacia el radiador, para que, al circular únicamente
dentro del motor, éste llegue lo más rápido posible, a su temperatura normal de funcionamiento.
Poco a poco el agua aumenta su temperatura, el termostato se va abriendo hasta llegar a su
máximo, permitiendo la mayor cantidad de flujo hacia el radiador, para que el agua o refrigerante
se enfríen. Dependiendo de cada diseño de motor, mantienen la temperatura entre los 80 y 105-
110 grados Centígrados, relativamente constantes.
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Ubicación de los tabacos en el cilindro del torpedo dentro del cabezal.
Diseño interno del cilindro del torpedo
El sistema de resistencias, va complementado con un sistema de enfriamiento o refrigeración por aire frío, que se da por flujo de líquido (método de enfriamiento de circulación de aceite al tornillo), o por ventiladores de aire (4 ventiladores) que permiten la refrigeración y el control de la temperatura de las zonas del barril, a medida que el tornillo gira; este sistema le proporciona un mejor acabado a la mezcla y
un mejor desempeño a la máquina, puesto que eliminan calor de la extrusora
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mediante el flujo de aire sobre la superficie requerida. Los ventiladores son accionados por controladores de temperatura que comandan la operación de las bandas eléctricas. Entran en operación cuando la temperatura de una zona supera el punto prefijado. Los ventiladores, están dispuestos para las zonas 3, 4 y 5.
Enfriamiento por aceite. El cilindro o barril en su interior posee una camisa, la cual incluye un conducto o tubo de bronce, por el cual circula el aceite a bajas temperaturas, con lo que se logra el enfriamiento en el barril, cuando este es necesario.
Así mismo, para llevar a cabo un constante funcionamiento y movimiento adecuado, la extrusora cuenta con un sistema de lubricación, encargado de enviar aceite a la caja reductora. El aceite que se utiliza en la lubricación, es un aceite espeso, llamado Omala 220, el cual es un lubricante antifricción de extrema presión, que asegura una lubricación exenta de problemas de rodamientos y engranajes; trabaja en condiciones severas de funcionamiento, tales como, variaciones de temperaturas extremadamente bajas o elevadas (reductores de velocidad). Todo el sistema de calentamiento es controlado desde un tablero (termocontrol), donde las temperaturas de proceso se establecen en función del tipo de material y de la referencia de tubería a producir, por lo general se utiliza para controlar zonas del extruder y el cabezal. Cuenta con unos variadores de velocidad, sistema electrónico con el cual se puede controlar las diferentes velocidades de los motores que componen la extrusora. Se debe tener en cuenta, la variación del
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amperaje, puesto que, si el amperaje del cabezal aumenta puede partir los tornillos del cabezal a causa de la presión que se ejerce.
Husillo de extrusión:
El corazón de un extrusor es un husillo o tornillo de 223 cm., que gira dentro de un barril o cilindro con una longitud de 192,5 cm., con dos perforaciones internas (que corresponden a los tornillos), a través del cual pasa el material de PVC. El husillo, tiene la capacidad de bombear (empujar) un material a una velocidad y temperaturas especificas, bajo ciertas condiciones de operación, que permitan la conformación de la tubería, de acuerdo al tipo de referencia. Por ejemplo: para la fabricación de tubería corrugada para ducto telefónico y eléctrico, se ha establecido una velocidad de 18.9 rpm y un amperaje de 55 Amp. El husillo desempeña múltiples funciones:
Recibir (cargar) el material
Transportar
Fundir
Homogeneizar
Producir la presión suficiente para que el material pueda vencer la fricción de la boquilla.
Además de estas funciones, los husillos también comprimen, gelifican y mezclan el material, proporcionando una masa caliente, moldeable y técnicamente
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homogénea. La presión de los husillos en su parte final o punta, producen el esfuerzo necesario para comprimir la masa al hacerla pasar por el compresor (cilindro de pequeño diámetro) montado entre el final de los husillos y el inicio del cabezal. Por ejemplo, cuando el material termoplástico se alimenta al extrusor, el husillo lo empuja hacia delante a lo largo del barril, donde se calienta y se transforma en fluido. Por ello es la pieza clave de la extrusora. El más difundido de los husillos, es el de tres zonas, puesto que éste permite transformar la mayoría de los termoplásticos de manera térmica y económicamente satisfactoria:
a. Zona de alimentación: encargada de colectar los gránulos de la tolva, y
transportarlos hacia delante en el canal del husillo; como el husillo tiene forma de hélice, esto hace que el material se mueva hacia el frente y pueda avanzar a las zonas siguientes. Al mismo tiempo, los gránulos o partículas se comprimen lo suficiente para forzar al aire atrapado a que salga por la tolva. Los trozos de aglomerados deben romperse de manera que la fusión sea efectiva. En teoría toda mezcla dispersiva debe llevarse a cabo en la zona de alimentación. En la zona de alimentación se tiene el mayor volumen de admisión del material, la
profundidad del filete es mayor.
b. Zona de compresión (transición) En esta zona decrece uniformemente la profundidad del filete, en otras palabras, el diámetro interior del husillo se incrementa, debido a esto el material se funde/plastifica y compacta, puesto que la fricción y la generación de calor son más intensos. Idealmente, el plástico que sale de esta zona debería estar completamente fundido, homogeneizado y a la temperatura requerida. Es importante el control del perfil de temperaturas.
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C. Zona de dosificación
En esta zona la profundidad del filete permanece constante, aquí se logra calentar de manera homogénea el material. Mediante la reducción de área se hace el efecto de una bomba, con lo que el material es obligado a salir de manera constante (velocidad y presión constante) y sin turbulencia, buscando realizar una buena mezcla del material. En esta zona se requiere de una presión relativamente alta para obtener un mejor mezclado del material y por ende, propiedades constantes en el producto.
La presión del fundido, generalmente, se incrementa en esta zona, por lo que se completa su homogeneización y se establece la presión y temperatura adecuadas. El incremento de presión se da al aumentar la viscosidad del plástico al disminuir la temperatura en este punto.
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Especificaciones de la máquina:
A continuación se describen las dimensiones fundamentales para un husillo; en los diferentes diseños, varían en función de las propiedades de flujo de polímero fundido que se espera de la extrusora. Todas las dimensiones que a continuación se detallarán son muy importantes de considerar cuando se analice la compra de un equipo nuevo:
a. Filetes
Los filetes, que recorren el husillo de un extremo al otro, son los verdaderos impulsores del material a través del extrusor. Las dimensiones y formas que éstos tengan, determinará el tipo de material que se pueda procesar y la calidad de mezclado de la masa al salir del equipo.
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b. Profundidad del Filete en la Zona de Alimentación
Es la distancia entre el extremo del filete y la parte central o raíz del husillo. En esta parte, los filetes son muy pronunciados con el objeto de transportar una gran cantidad de material al interior del extrusor, aceptado el material sin fundir y aire que está atrapado entre el material sólido.
c. Profundidad del Filete en la zona de Descarga o Dosificación
En la mayoría de los casos, es mucho menor a la profundidad de filete en la alimentación. Ellos tienen como consecuencia la reducción del volumen en que el material es transportado, ejerciendo una compresión sobre el material plástico. Esta compresión es útil para mejorar el mezclado del material y para la expulsión del aire que entra junto con la materia prima alimentada.
d. Relación de Compresión
Como las profundidades de los filetes no son constantes, las diferencias que diseñan de dan, dependiendo del tipo de material a procesar, ya que los plásticos tienen comportamientos distintos al fluir. La relación entre la profundidad del filete en la alimentación y la profundidad del filete en la descarga, se denomina relación de compresión.
e. Longitud
Influye en el desempeño productivo de la máquina, puesto que, al aumentar la longitud del husillo y consecuentemente la del extrusor, también aumenta la capacidad de plastificación y la productividad de la máquina. Un extrusor mayor fundirá el material antes de llegar al final y en el espacio sobrante seguirá mezclando hasta entregarlo homogéneo.
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F. Diámetro
Es la dimensión que influye directamente en la capacidad de producción de la máquina generalmente crece en proporción con la longitud del equipo. A diámetros mayores, la capacidad en Kg. /hr se hace superior. Al incrementar esta dimensión debe hacerlo también la longitud de husillo, ya que el aumento de la productividad debe ser apoyada por una mejor capacidad de plastificación.
Como consecuencia de la importancia que tienen la longitud y el diámetro del equipo, y con base en la estrecha relación que guardan entre sí, se acostumbre especificar las dimensiones principales del husillo como una relación longitud / diámetro (L/D). Se definirá la relación L/D, como aquella que determina la capacidad de plastificación del husillo. Cuanto más alto es el valor L/D, más largo será el recorrido de la masa fundida. La principal ventaja de un valor alto L/D es el aumento del tiempo de permanencia del plástico en la zona de compresión (de plastificación del material), del tornillo, lo que supone la posibilidad de trabajar con temperaturas más bajas y con un calentamiento más uniforme del material, obteniendo así, mayores rendimientos ya que el tornillo calienta el material por fuerzas de fricción. La principal desventaja de una relación L/D alta es que provoca una disminución de las características del material por degradación debido al mayor tiempo de permanencia en el mismo. Un valor bajo de L/D disminuye el tiempo de permanencia en la zona de compresión (de plastificación), es aconsejado en general en plásticos como el PVC. Tipos de extrusora: De acuerdo al tipo de cilindro y número de husillos y las extrusoras se dividen en: Extrusora monohusillo:
Convencional (la pared del cilindro es lisa en su interior).
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De alto rendimiento (la pared interna del cilindro en la zona de alimentación está dotada de una serie de ranuras longitudinales. Estas ranuras permiten un mejor transporte y compactación del material)
Extrusora de doble husillo:
Co-rotantes o de giro paralelo (se las emplea usualmente para la transformación de poliolefinas. El transporte se produce por la inducción del rozamiento entre el husillo y el cilindro).
Contra-rotantes o de giro contrario. Extrusora doble husillo contra-rotante
Es la manipulada en la planta de TUBOSA. Generalmente, se las utiliza para procesar materiales en polvo, en especial para PVC. La ventaja radica en que pueden añadirse aditivos al plástico sin que este sufra excesivamente desde el punto de vista térmico o mecánico.
Materiales usados en los tornillos: El desgaste mecánico y la corrosión, puede hacer variar las dimensiones del tornillo, es por esto, que los tornillos son en acero templado, rectificado, para soportar las altas temperaturas y resistencias. Características:
En los cilindros con forma de 8, los husillos están dispuestos de manera tal que los filetes dejan entre sí espacios muy estrechos donde el material es transportado a la fuerza. Solo al final del husillo, donde crece la presión, se forma una corriente de escape y el material se funde por efecto de la fricción.
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La ventaja con esta extrusora es que con ella pueden transformarse materiales sensibles a temperaturas elevadas y con tiempos de permanencia cortos sin llegar al límite de descomposición. Esta ventaja también viene dada por el rango L/D, que mencionamos anteriormente. En la extrusora para tubería corrugada, se da un L/D de 25; así mismo, una temperatura de plastificación de 160 a 190º C (para materiales como el PVC). El material fundido por las zonas del husillo, pasa a través de una moneda (que se encuentra dentro de un flanche o adaptación, mediante pernos desmontables, que permite que esta se una al cabezal), la cual varía en sus diámetros, de acuerdo, a la referencia que se va a fabricar, para pasar al cabezal que lo plastifica. Por ejemplo:
Medidas de las monedas para tubería de 4”, 6”, 8” y 10”
Diámetros de la moneda (salida flujo)
Tipo de Tubería
Referencia (pulgadas)
Diámetro (mm)
Profundidad (mm)
10 49,24
8 49,24
Ducto 6 60,00
Alcantarillado 6 59,62 106,52
4 60,00 106,52
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El Cabezal
En el extremo del extrusor, un cabezal conformará la mezcla en estado plástico a las dimensiones del tubo o perfil requeridos. Es decir, la masa altamente viscosa pasa por el cabezal que le proporciona su forma cilíndrica, tubular igualando al mismo tiempo la temperatura y presión de la misma con el fin de conseguir una velocidad de flujo constante al llegar al final de este.
El cabezal es la pieza que toma los materiales plastificados provenientes de la extrusora y les da la forma del producto en cuanto a dimensiones, espesores de paredes, etc. Habitualmente para cada medida de producto (por ejemplo diámetro del tubo o forma del perfil) habrá un cabezal para definir la forma y dimensiones del tubo terminado. Sin embargo, para asegurar la exactitud de dimensiones del producto, se hace necesaria la calibración, en el cual, el tubo o perfil adquirirá las
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dimensiones que aseguren los posteriores ensambles de las otras piezas que conforman el cabezal.
Dimensiones Cabezal
Tubería Corrugada Cabezal
Longitud (cm.)
Tornillo de centrado
(Referencia en pulgadas)
de Hembra(mm)
10 178 45
8 167 45
(ducto) 6 147 35,5
(Sanitario) 6 144
4 145 35,73
Partes del cabezal:
Cuando el material sale del husillo y pasa por la moneda (adaptador), este queda como una barra PVC, la cual al llegar a la punta del torpedo, se abre para pasar por la araña (la mezcla se abre, se corta y se homogeniza), que corta la mezcla, a partir del número de patas que conforman la conforman, (por ejemplo, para un cabezal de 4” le corresponde una araña de 6 patas y para un cabezal de 10”, una araña de 8 patas). Para cabezales de máquinas extrusoras corresponden 2 arañas.
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Se debe tener en cuenta que para ensamblar las arañas, las patas de la araña interna deben quedar cruzadas con las patas de la araña externa y no de manera paralela la una de la otra; cuando se presenta esta situación la mezcla se corta por el mismo punto, impidiendo que otros puntos de la manga del material pueda ser compresionados u homogenizados mejor.
La mezcla después de pasar por la araña, va deslizándose por canales cada vez más estrechos de las paredes del cabezal, permitiendo compresionar y homogenizar nuevamente el material para que dé conformado a las paredes del tubo de una manera más fina.
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Comúnmente, una de las patas de la araña tiene un agujero a través del cual se puede inyectar aire; esto permite inflar el tubo para obtener un mejor flujo por el cabezal, cuando el plástico esta todavía fundido.
Ubicación de las mangueras de aire interno y externo del cabezal
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Ensamble del cabezal
1. Punta de los tornillos en el barril o camisa.
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2. Flanche para adaptar la moneda al cabezal. El flanche debe quedar bien ensamblado a los tornillos de la extrusora; de lo contrario, el material que pase a la moneda, se va quedando estancado alrededor del tornillo y del flanche, ocasionando retención de material, desgaste de los tornillos, de la moneda, del torpedo, ya que se va quemando y a su vez deteriorando la máquina.
Vista frontal de flanche donde se adapta la moneda. Paso de material en forma de manga.
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3. Vista trasera de la pieza que se ensambla al flanche de la moneda.
4. Vista frontal de la anterior pieza; recibe el torpedo. El cabezal de extrusión suele presentar en el ducto de acople entre la extrusora y el cabezal, un elemento que contribuye con la función de modificar el patrón de flujo en espiral a uno longitudinal; por su geometría, este dispositivo se le suele denominar torpedo. La araña: El torpedo se mantiene
en posición por medio de un elemento conocido como araña. Las patas de la araña tienen por lo general una sección Transversal aerodinámica para facilitar el flujo de PVC. Comúnmente una de las patas de la araña tiene un agujero a través del cual se puede inyectar aire; esto permite inflar el tubo justo a la salida del dado, cuando el plástico esta todavía fundido.
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Existen dos arañas en el cabezal: la primera corresponde a la araña de la pared interna y la segunda a la araña de la pared externa. La araña de la pared interna es la ubicada al extremo del cabezal donde se adapta el flanche de la moneda al torpedo. En esta araña, la mezcla que provenía de la moneda, en forma de una manga compacta, se abre, por la forma cónica del torpedo y se corta, (a partir de las astas internas de la araña) se compresiona y se homogeniza a lo largo de las paredes del cabezal, que se hacen cada vez más estrechas. De igual forma, sucede con la araña de la pared externa del cabezal. Esta operación se da para obtener una mezcla homogénea en las paredes del tubo.
A su vez, a la araña de la pared interna, se le ensambla otra pieza del cabezal, denominada hembra (mandril o tapa) conformadora de pared interna; Su función es determinar el diámetro interno de la tubería; Esta se mantiene en posición fija al cabezal; para lograr que el mandril sea concéntricos, se cuenta con unos tornillos especiales para centrar su posición, y calibrar el espesor de pared y diámetro interno del tubo; mientras que el diámetro externo, es
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calibrado por otra hembra conformadora de la pared externa del tubo, la cual es adaptada a la hembra conformadora de la pared interna del tubo, a través de un cilindro, en cuyo extremo se adapta otra hembra conformadora del espesor de pared o GAP.
Vista de la tapa ensamblada en la araña conformadora de pared interna
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La hembra conformadora de la pared externa del tubo, es calibrada, a través de tornillos pequeños puestos en el cabezal de esta, que permiten subir o bajar el cabezal. De igual forma, la hembra conformadora del espesor de pared externa del tubo, o GAP, se calibra, si esta es girada en sentido de las manecillas del reloj aumentan el GAP, y en sentido contrario lo disminuyen; es decir, a menor distancia esta la hembra conformadora de la pared externa del tubo, a la hembra conformadora de la pared interna del tubo (se acopla a la hembra de pared externa, a través de un inserto), menor es el grosor de la pared externa del tubo, puesto que se tiende a templar las paredes del tubo, casi hasta romperlas.
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Cómo ensamblar el cabezal. Secuencia de partes.
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La hembra, está acoplada al sistema de refrigeración de la bomba o cilindro, (por una pinola cónica) encargados de la conformación del tubo de PVC, (en este punto la temperatura es de 220º, y se hace menor, a temperatura de 60º, debido al flujo de agua
que se aumenta para permitir darle rigidez al tubo. El cilindro tiene una forma cónica, que es de menor diámetro en el extremo con la hembra y de mayor diámetro en el extremo final del cilindro, lo que permite que el tubo salga con facilidad para ser moldeado.
Una vez logradas las dimensiones del producto, el cilindro de enfriamiento remueve el calor del tubo, mediante circulación de agua interna, el cual enfría el tubo (a medida que este se va deslizando al corrugador, para obtener la forma de tubo doble pared corrugado) evitando cualquier deformación posterior del producto. Antes del cilindro de enfriamiento, no es posible aplicar ningún esfuerzo o presión al producto sin correr el riesgo de provocarle una deformación permanente.
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Junto al cilindro de enfriamiento, un elemento de tiro (moldes) aplica una tensión o jalado constante al material para que esté siempre en movimiento.
Dimensiones Cilindro de enfriamiento
Tubería Corrugada Cabezal
Molde en mm
Longitud (cm.)
Diámetro interior (mm)
(Referencia en pulgadas)
10 250 80 230
8 200 79 183
(ducto) 6 168 60 54
(Sanitario) 6 160 60 148
(ducto) 4 109 59 100
(Sanitario) 4 110 59 100
Sistema de circulación de agua del cabezal El cabezal tiene un sistema de circulación de agua, con 2 válvulas:
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El sistema de circulación de agua proviene de un tanque de enfriamiento que suministra agua a todas las líneas.
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Sistemas de Calibración de Tubería (Cabezal)
Tienen la función de proporcionar al tubo el diámetro especificado y la forma circular que el producto requiere. Se puede distinguir un sistema de calibración, con base en la forma de la pared del tubo producido: Calibración para tubería de pared corrugada
A su vez, este sistema se clasifica en el siguiente principio de funcionamiento: Calibración interna utilizando presión. En este tipo de calibración, el aire
a presión penetra por conductos practicado en el cabezal y se inyectan en el tubo extruído aún caliente. La diferencia de presión provocada moldea la pared del plástico contra los formadores móviles, proporcionando al producto el corrugado requerido.
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Herramientas utilizadas para calibrar el cabezal
Para ajustar y bajar los tornillos de los cabezales se hace uso de una herramienta en forma de L, denominada Hallen. Las Hallen tienen unas clasificaciones, que determinan su uso. A continuación veremos las clases de herramienta Hallen y su funcionamiento o empleo.
Para ajustar los tornillos de la pared externa del cabezal, (solo cabezales de 6” y 4”) o para correr de derecha a izquierda la mesa de la corrugadora, se hace uso de la Hallen 19.
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Para ajustar el adaptador del cabezal o bajar algunos tornillos de los cabezales que se ajusten a esta herramienta, se hace uso de la Hallen 17.
Para bajar las tapas de ajuste de cabezal, es necesario emplear una llave Hallen 14.
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Para ajustar los tornillos que sujetan los moldes a las cuñas de la mesa corrugadora, se hace necesario utilizar una llave Hallen 12.
Se debe tener en cuenta que para montar los moldes de la corrugadora, los tornillos de acople o contrapresión de los moldes al soporte de la mesa giratoria del lado izquierdo de la máquina, se deben roscar de manera contraria, es decir, se roscan en sentido contrario a las manecillas del reloj, como si se estuviesen desmontando. Mientras que los tornillos de acople de los moldes al soporte de la mesa giratoria del lado derecho de la corrugadora, se roscan de manera normal.
La herramienta Bocafría 36, se emplea para ajustar los tornillos de la pared interna de los cabezales 4” y 6”.
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La Bocafria 42 se usa para ajustar tornillos de la pared externa de los cabezales 4” y 6”.
La Bocafria 30 se usa para ajustar los tornillos del cilindro al ajustarse al cabezal (a la pieza que da forma a la pared interna del tubo). Para cilindros de 4” se utiliza la bocafria 13.
Las llaves de ajuste se utilizan para calibrar las paredes externas e internas del cabezal, para adecuarlas a las medidas estructuradas para el GAP.
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Si se halan a la derecha se abre el GAP (Espesor de pared), y cuando el molde (o calibrador de espesor de pared) de la pared interna está más cerca al molde de la externa, la pared interna del tubo se hace más delgada y más fina, puesto que tiende a templarse; por el contrario si se hala a la izquierda, se cierra, y a mayor distancia del molde de pared interna a la externa más gruesa es la pared. Lo mismo sucede para calibrar el molde de pared externa.
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La Pistola Neumática o de Impacto, funciona con aire comprimido, y es utilizada para ajustar o desmontar los tornillos del cabezal. Esta herramienta reemplaza las llaves Hallen, puesto que con su juego de (10) copas, permite acoplarse a la medida que corresponde a cada llave, para determinado tornillo.
El calibrador permite verificar que el cilindro de enfriamiento este en posición recta al cabezal.
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CORRUGADORA
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La máquina corrugadora toma la manga plastificada que sale del sistema de extrusora/cabezal y la introduce en un canal de circulación. Dicho canal contiene 40 moldes corrugadores a cada lado, (con la forma final del producto) que circulan en dos grupos sincronizados, pasando estos bloques por el canal de circulación y haciendo presión sobre la manga en todo su largo. La corrugadora es una máquina compuesta por que permiten dar el conformado final del tubo. La medida de cada molde se da, a partir del tipo de referencia del tubo, sea de 10”, 8”, 6” y 4”, es decir, el radio de cada molde es proporcional al radio del tubo; los dientes de los moldes impiden que las paredes del tubo se peguen de manera lisa, por el contrario permiten conformar los valles del tubo, de tal forma que pegue el valle de la pared externa, con la pared interna lisa que se desplaza sobre el cilindro de enfriamiento.
La corrugadora tiene 2 cajas reductoras, un motor pequeño, un sistema de engranajes, de lubricación a los moldes, así como también, un sistema de enfriamiento por ventiladores, para que a medida que giran los moldes, y pasa el tubo se vaya estabilizando térmicamente, dando un mejor acabado y desempeño a la máquina.
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La corrugadora cuenta con un sistema de control de la mesa corrugadora, que determina o establecer la velocidad de esta, así como su funcionamiento y calibración de mesa. Además maneja una CPU que permite controla la máquina y almacena energía de 3 a 4 horas.
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Los moldes halan las paredes del tubo para dar su conformado. Salida del tubo conformado hacia la cortadora.
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Marcadora
A medida que el tubo se desplaza hacia la cortadora, una marcadora o impresora jet (conocida así comúnmente, por ser la unidad de impresión más avanzada controlada electrónicamente, diseñada exclusivamente para tubería) de alta precisión (marca Citronix, modelo Ci700, con impresor inject) va grabando en el tubo el nombre de la empresa, las normas que indican la certificación de calidad, el material PVC, la referencia de tubería en mm, nombre del tipo de tubería que se fabrico, así como el lote, fecha y hora de elaboración del tubo.
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Cortadora
La cortadora utilizada para tubería PVC rígida, cuya longitud es de 283 cm., funciona con dos motores de 15KW, 32A y 40V. Un primer motor que permite el funcionamiento de unidad de corte y un segundo motor ubicado internamente en la unidad de corte que permite el funcionamiento de la cierra planetaria.
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Esta máquina, se compone de un sistema de presión de aire, que permite abrir y cerrar las mordazas para retener el tubo mientras es cortado. Así mismo, tiene un sistema neumático que permite que la unidad de corte pueda moverse horizontalmente para cortar el tubo con precisión, mientras este es aprisionado por las mordazas.
Maneja una unidad de corte de tipo planetaria, ya que la sierra es quien se mueve para realizar el corte alrededor del tubo mientras este se va desplazando a razón de la unidad de corte, mientras es sujetado por las mordazas; una vez es terminado el corte, las mordazas liberan el tubo, y este es desplazado por otro tubo por la bandeja de la cortadora cuya longitud es de 2 metros
250
Las mordazas mencionadas anteriormente, representan aquellas piezas ubicadas arriba y abajo de la salida del tubo de la unidad de corte, para permitir que sujeten el tubo mientras es realizado el corte exacto de este dentro de la máquina.
La cortadora cuenta con un succionador de material sobrante, a través de una manguera localizada dentro de la unidad de corte. Asimismo tiene instalado un dispositivo de medición que permite registrar las pulsaciones o frecuencias emitidas por el sensor para determinar a que longitud se debe cortar el tubo. La cortadora puede ser programada manual o automáticamente. De manera manual se refiere a un corte programado, realizado generalmente para obtener partes de tubo que permitan ser utilizadas para efectuar los parámetros de medidas para el cumplimiento de las normas de calidad del tubo. Así pues, permite que la máquina después de sacar la muestra, inicie nuevamente el registro de frecuencias desde cero para cortar el tubo a la longitud estipulada de 6 metros, es decir, permitir que la máquina vuelva a funcionar de manera automática.
251
Acampanadora.
La acampanadora es controlada a través de un tablero de control con programación PLC y pantalla táctil, que permiten programar las tres estaciones que la constituyen: la primera recibe el tubo y lo traslada hacia la segunda estación que lo calienta y la tercera acampana el tubo.
La acampanadora tiene instalado sobre las bandejas que reciben el tubo, sensores dispuestos de tal manera que uno active las orugas para que arrastren el tubo proveniente de la cortadora, el segundo permite rotar o trasladar (a través de dos patines accionados por un motor reductor) el tubo al horno y un tercero permite activar las mordazas de la acampanadora para sujetar el tubo y traer el puntal para que realice la campana.
El sistema de calentamiento de un extremo del tubo, se realiza en un pequeño horno bajo temperaturas entre 238ºC y 278ºC aproximadamente, donde el tubo es rotado a medida que se calienta.
252
En la tercera estación, la acampanadora cuenta con un juego de 4 mordazas, determinadas para cada tipo de referencia de tubería, que funciona con un sistema de regulación de aire y un motor pequeño ubicado bajo la mesa de la máquina.
253
Además de un puntal o mandril que al recibir el tubo, se abre permitiendo realizar el acampanado a este. Mientras el tubo es acampanado, es enfriado con aire, mediante dos válvulas, que vuelven a dar la rigidez al extremo del tubo
.
254
Herramientas para pulir el tubo terminado
Cortadora Radial. Permite contar los extremos del tubo que presenten defectos
Pulidora. Utilizado para dar pulido al extremo acampanado del tubo.
Las cintas son utilizadas para fijar el empaque o unión que lleva el tubo en el extremo no acampanado.
255
Finalmente se pesa el tubo para verificar que cumple con los kg. De peso estipulados para cada referencia de tubería.
256
Anexo E. Cursograma analítico tipo hombre. Método actual del proceso de
arranque de extrusión de tubería corrugada.
CURSOGRAMA ANALÍTICO TIPO: OPERARIO X MATERIAL EQUIPO ___
OPERACIÓN: Arranque para tubería de alcantarillado doble pared corrugada 10 pulgadas
METODO: ACTUAL x MEJORADO ___ EMPIEZA: Alinea cabezal TERMINA: Mide un trozo de tubo para ver si cumple con lo reglamentado. FECHA: 24 de agosto de 2009 ELABORO: SHIRLEY MARTINEZ CANIZALES
DESCRIPCION
OP
ER
AC
ION
TR
AN
SP
OR
TE
INS
PE
CC
ION
DE
MO
RA
AL
MA
CE
NA
CA
NT
IDA
D
TIE
MP
O (
min
.)
EL
IMIN
AR
ME
JO
RA
R
SE
CU
EN
CIA
PE
RS
ON
AL
OBSERVACION
1. Alinea cabezal 14.27
2. Busca
herramientas
(llave para
ajustar cabezal)
1
1.1
X
Todas las herramientas
deben estar listas y a la
mano del operario de
manera ordenada
3. Ajusta mesa de
corrugadora de 6
metros
0.97
4. Coloca (4)
moldes faltantes
en que cada
extremo de la
corrugadora que
se había
retirado para
poder calibrar
sin
inconvenientes.
1.55
5. Busca
herramienta
para ajustar
0.37
257
tornillos de
moldes
6. Atornilla y
ajusta moldes
80 2.28 X Se debería tener un
auxiliar
7. Busca el aceite
en almacén
para lubricar los
moldes
0.87 Los moldes debiesen
ser lubricados en la
fase de alistamiento y
montaje
8. Lubrica cada
molde 5.87
9. Ajusta
corrugadora
para bajar
piñones y
ajustarlos a
cada molde
0.28
10.Busca linterna
para verificar si
se ajustaron
correctamente
los piñones
0:20:15
0.33min
11.Enciende
máquina para
inspeccionar si
quedaron
engranados los
piñones
0.5
12.Busca
resistencia de la
zona de pared
interna y externa
1
0.23 X Todas las
herramientas deben
ser alistadas durante
un pre alistamiento.
13.Coloca
resistencia para
calentar la zona
de pared interna
y externa de
cabezal
0:05:18
0.083
14. Busca al 0:08:45 X Previo a la conexión, el
auxiliar es quien debe
258
electricista para
que realice las
conexiones del
cilindro de
refrigeración y
empezar a
calentarlo.
0.13 buscar al eléctrico para
que realice su labor.
15.Calibra
paredes de
cabezal
0.53
16.Busca
empaque para
poner el cilindro
y poder colocar
tornillos
1
8:02:32
8.03
X Todas las herramientas
y reparos deben ser
alistadas durante un
pre alistamiento.
17.Coloca y ajusta
tornillos del
cilindro
2.38
18.Busca
herramientas
(llave) para
ajustar tornillos
de cabezal
0:04:11
0.066
X
19. Ajusta
(atornillar)
tornillos de
cabezal
0:08:56
0.13
20. Programa
panel de control
de extrusora,
con la velocidad
y temperatura
requerida en el
programa de
producción del
día.
0:04:25
0.066
21.Retira
resistencia de
paredes de
cabezal
0:02:15
0.033
259
22.Busca
herramienta
(llave) para
calibrar pared
interna y externa
del cabezal para
que no hagan
mucha fuerza
1:08:57
1.13
23.Alinea paredes
cabezal 0:20:00
0.33
24.Busca llave
para ajustar las
conexiones de la
manguera de
agua
2:25:44
2.42
25.Busca Lija 1:15:23
1,25
26.Lija los tornillos
de las
conexiones para
que ajusten al
cabezal
1:15:10
1.25
Todas las herramientas
y reparos deben ser
alistadas durante un
pre alistamiento.
27.Busca
herramienta
para calibrar
nuevamente
pared externa
del cabezal
0:03:07
0.05
28.Calibra pared
externa 0:04:02
0.06
29.Busca llave
para ajustar
tornillos del
cabezal
nuevamente
para graduar
las proporciones
de la alineación
1:06:22
1.1
260
del mismo
30.Gradúa
proporciones de
Cabezal con llave
0:58:01
0.97
31.Conecta el
sistema de
cableado de
calor a la
resistencia de
paredes y
vuelve a ponerla
0:39:05
0.65
32. Busca
conexiones de
las mangueras
de agua del
cabezal porque
se trajeron las
que no
correspondían al
cabezal, vuelve
y las deja a un
lado.
2
2:09:15
2.15
X
Todas las herramientas
y reparos deben ser
realizadas durante un
pre alistamiento.
El operario debe estar
seguro de lo que recibe
y trae; además debe
dejar las cosas
nuevamente en su sitio.
33. Conecta
resistencia del
entre dos al
panel de control
para ver la
fuerza que hace
la mezcla en ese
punto.
0:04:79
0.066
34.Retira
resistencia 0:01:09
0.016
35.Limpia
conexiones de
manguera de
agua del
cabezal
26:11:4
7
26.18
36.Busca lija 0:12:98
261
0.2
37.Lija los tornillos
de las
conexiones de
manguera para
ajustar al
cabezal
1:26:91
1.43
38.Coge cinta y
pone en las
puntas
0:24:37
0.4
39.Retira limpiador
con un cuchillo 15:01:6
5
15.016
40.Retira tula
donde cae el
limpiador
situada a bajo
del cabezal
0:11:50
0.18
41.Ajusta mesa de
corrugadora
nuevamente
3:00:00
40.Ajusta
(atornilla) tornillos
de cabezal
0:14:24
0.233
42.Retira limpiador 2:32:25
2.53
43.Busca
herramienta
(llaves) para
ajustar cilindro
0:04:19
0.066
44.Coloca cilindro
y pone tornillos 3:57:61
3.95
45.Ajusta la mesa
nuevamente
para verificar
0:25:69
262
proporciones de
pared
0.42
46.Ajusta tornillos
del cilindro
0:44:06
0.73
47.Programa la
temperatura del
cabezal
0:06:47
0.1
48.Coloca tula
nuevamente
debajo del
cabezal
0:09:64
0.15
49.Busca llaves
para ajustar
conexiones de
mangueras
1:28:70
1.47
50.Ajusta tornillos
de soporte de la
mesa del cabezal
2:12:20
2.2
51.Inspecciona el
motor de la
extrusora y el
control
1:30:93
1.5
52.Ayuda a
mecánico a
colocar motor de
la cortadora
3:03:02
3.05
53.Retira limpiador 0:41:05
0.68
54.Inspecciona
movimiento de
motor de
extrusora
nuevamente
2:33:46
2.55
55.Inspecciona
alimentador 1:06:45
263
1.1
56.Retira tula con
auxiliar 1:11:03
1.18
57.Retira limpiador 2:48:80
2.8
58.Ajusta mesa de
corrugadora al
cilindro
0:23:58
0.38
59.Inspecciona
válvulas de aire 0:07:65
0.12
60.Coge llaves y
ajusta tonillos de
cabezal
2:12:56
2.2
61. Inspecciona el
proceso 4:26:72
4.43
62.Coge cortadora
y corta tubo en
partes pequeñas
0:19:18
0.32
63. Coge metro y
mide el pedazo
de tubo para ver
si cumple con lo
reglamentado.
0:07:64
0.12
Total Tiempo Proceso de Arranque
133.085
2.218
horas
Total Tiempo Mejorado de Arranque
112.189
1.869 horas
264
ANEXO F. Formato guía de trabajo para control de cambio de referencia.
Fuente. El autor.
265
Anexo G. Carta de proceso del proceso de mezclado en turbos.
DESCRIPCION DEL PROCESO DE MEZCLADO EN LOS TURBOS
REFERENCIA: TDPA 250 mm x 6m (10’’). Corrugado alcantarillado MATERIALES PVC CaCO3 One Pack amarillo corrugado alcantarillado Estabilizante Para iniciar el proceso de mezclado en los turbos, el operario coordinador de mezclas (dosificador), recibe y verifica las cantidades de materia prima, a partir de la programación de producción, para clasificarlas, pesarlas (teniendo en cuenta la tabla de formulaciones) y colocarlas en las cantidades programadas semanalmente de acuerdo a esta. A este proceso se le denomina dosificación. Se coloca en primer lugar: a. Estearato de Calcio b. Cera parafínica c. Pigmento (Dióxido de Titanio) d. Cera Poli etilénica Las anteriores materias primas, representan un paquete de aditivos denominados One Pack, que le proporcionan a la mezcla la capacidad de ser manejables. Luego de tener los recipientes debidamente identificados con las dosificaciones, el operario de mezclas procede a llevarlas al turbo mezclador (en cada turbo se le ha entrego al operario de turno y de máquina, una programación de la producción, que indique la cantidad a producir en Kg. y tulas, los colores y los materiales a utilizar según el tipo de referencia a fabricar en este). Posterior a este procedimiento, el montacargas trasporta del almacén de materia prima a cada turbo, una tula de resina de PVC y otra de CaCO3 (Carbonato de Calcio), las cuales son depositadas en tolvas de 725 kg. Y 772 kg. Respectivamente. El PVC sube por un succionador o sistema blower y el CaCO3 por un spiroflux, hasta la tolva superior del turbo mezclador.
266
El sistema blower, está compuesto por un motor, que permite el funcionamiento del succionador; así como, de unos filtros dentro de la tolva superior, que impiden el paso de la resina hacia el motor, permitiendo solo filtrar aire de la succión y dejando que el material que pase a través de estos, pase por una salida o manga de descarga para que sea reutilizado en el proceso de succión. La tolva superior del turbo mezclador, se apoya sobre unas celdas de carga de flexión (sensor que se comporta como un tipo de resorte, el cual sufre un ángulo de inclinación leve, para indicar a través de señales electrónicas, al indicador, los parámetros del peso); el sistema succiona la resina, de acuerdo a los parámetros o formula introducida por el operario en el indicador. Una vez los componentes pesados automáticamente, están en la tolva superior del turbo mezclador, se dejan descargar a la olla o turbomezclador, el cual, debe estar encendido con anterioridad para que se logre el efecto de la descarga del PVC y del CaCO3. El turbomezclador, tiene una capacidad de 180 Kg., y está constituido en su interior por una doble pared que permite la circulación de agua para que el turbo no se recaliente por las elevadas temperaturas que se manejan al mezclar los compuestos. Además se compone, de unas hélices que mezclan a una alta velocidad, los componentes secos de materia prima, junto con la lika (la temperatura de la mezcla dentro del turbo no debe pasar de 220ºC), los cuales son agregados una vez el PVC y el CaCO3 fueron descargados al turbomezclador. Al transcurrir 2 minutos, el operario adiciona a la mezcla el One Pack en 11.1 Kg., y el estabilizante. Y deja transcurrir 4 minutos aproximadamente para obtener una mezcla homogénea (el mezclado no puede exceder los 6 minutos, puesto que el material PVC se puede quemar). El proceso de obtención de material PVC, se realiza en los turbomezcladores bajo dos formas: Automática y Manual. Proceso Automático:
El operario inicialmente introduce la fórmula, y/o las cantidades, así como la programación del número de baches o mezclas que el sistema blower y el spiroflux deben subir y descargar a la olla de manera automática. Así mismo, la mezcla seca es descargada al enfriador (automáticamente) a través de una compuerta que, se abre para dejar pasar todo el compuesto contenido en el turbo. Una vez se descarga todo, se cierra la compuerta y de nuevo se produce la
267
descarga del material a la olla. El operario solo está pendiente de encender el turbo, del tiempo que se deben dejar los materiales en la olla, y descargar el compuesto de PVC a la tula. Proceso Manual: El operario inicialmente introduce las cantidades, a subir de cada material para la primera mezcla, pero no programa baches o mezclas, debe estar pendiente para cada término de mezcla de programar lo que sube y lo que se debe descargar. Así mismo, es quien abre y cierra la compuerta cuando se han mezclado los componentes, para descargar el contenido de la olla al enfriador. Para este método, el operario auxiliar, debe estar pendiente de subir y descargar material para cada una de las 3 mezclas (a un Big-Bag, o tula, le contiene aproximadamente 3 mezclas) de una tula, así como también de, descargar el compuesto de PVC a la tula. Mientras que el operario de turbo se encarga de encender el turbo, monitorear el tiempo que se deben dejar los materiales en la olla y descargar al enfriador. Para ambos procesos, en el enfriador (se maneja una capacidad de 360 kg. Al igual que el turbo, este tiene una hélice que permite mezclar el compuesto a medida que lo va enfriando, por efectos de su doble pared, que permite la circulación de agua), las tres mezclas se dejan por espacio de 5 minutos, para ser descargadas en Big – Bags (tulas) de 1000 Kg. antes de transportarla al centro de almacenamiento.
Fuente. El autor.
268
Anexo H. Plan de acción previo a la implementación de las 5’s.
269
Anexo H. (Continuación)
Fuente. ROMERO, Hermán. Plan de acción departamento de calidad. Santiago de Cali: TUBOS DE OCCIDENTE, 2009. Disponible en la base de datos departamento de calidad TUBOSA.
270