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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCION DEL TÍTULO DE INGENIERO INDUSTRIAL
ÁREA
SISTEMAS PRODUCTIVOS
TEMA
“PROPUESTA PARA MEJORAR UNA LÍNEA DE
ENVASADORA DE GMS, AUTOMATIZANDOLA EN
UNA EMPRESA DEL SECTOR ALIMENTICIO”
AUTOR TELLO CASIERRA STALIN BLADIMIR
DIRECTOR DEL TRABAJO ING. IND. FREIRE PINARGOTE CESAR AUGUSTO MSC.
2018
GUAYAQUIL – ECUADOR
SEPTIEMBRE
ii
DECLARATORIA DE AUTORÍA
“La responsabilidad del contenido de este trabajo de titulación, me
corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual del mismo a la
Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad de Guayaquil”.
TELLO CASIERRA STALIN
C.C. 0923684716
iii
DEDICATORIA
Dedico todas estas horas de trabajo, esfuerzo y dedicación a mi madre
Glenda Casierra, pilar esencial en mi vida su amor incondicional supo
llevarme por la senda del respeto y con humildad ah tener consideración
así los demás.
iv
AGRADECIMIENTO
Después de todos estos años en la facultad lo primero que vine a mi
mente es dar las gracias a Dios ya que su benevolencia me da cada día la
oportunidad de seguir adelante gracias a mi Madre y a la Familia sin lugar
a duda eje fundamental en mi vida gracias a todos los docentes de mi
querida alma mater, intento cada día llevar acabo aquello que aprendí en
las aulas gracias a mis compañeros a todos tengan la plena seguridad de
que somos la punta de laza que va cambiar el concepto de la Industria en
nuestro País.
v
ÍNDICE GENERAL
N° Descripción Pág.
INTRODUCCIÓN 1
CAPÍTULO I
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
N° Descripción Pág.
1.1 Antecedentes 2
1.2 Justificación 3
1.3 Delimitación 4
1.4 Objetivo general 4
1.4.1 Objetivos Específicos 4
1.5 Marco Teórico 4
1.6 Metodología 18
1.6.1 Alcance de la investigación 18
1.6.2 Fuentes y técnicas para la recolección de información 18
1.6.3 Técnicas de investigación 19
1.7 Empresa objeto de investigación 19
1.7.1 Organización 19
1.7.2 Recursos productivos 20
1.7.3 Actividad Económica 21
1.7.4 Productos 22
1.7.5 Proceso de envasado 22
CAPÍTULO II
SITUACIÓN ACTUAL Y DIAGNÓSTICO
N° Descripción Pág.
2.1 Situación actual 27
2.1.1 Recorrido del material 27
2.1.2 Descripción de las Actividades del diagrama de recorrido. 30
vi
2.1.3 Análisis del proceso de envasado 30
2.1.4 Capacidad de producción 32
2.1.5 Registro de problemas 33
2.2 Análisis y diagnóstico 34
2.2.1 Análisis de datos e Identificación de problemas 34
2.2.2 Impacto económico de problema 35
2.2.3 Diagnóstico 36
CAPÍTULO II
PROPUESTA Y EVALUACIÓN ECONÓMICA
N° Descripción Pág.
3.1 Propuesta 37
3.1.1 Planteamiento de la solución al problema 37
3.1.2 Costos de la propuesta 40
3.2 Evaluación económica y financiera 41
3.2.1 Plan de inversión y financiamiento 41
3.2.2 Evaluación financiera (TIR, VAN, Periodo de recuperación del capital) 41
3.3 Programación para puesta en marcha 44
3.3.1 Planificación y Cronograma de implementación 44
3.4 Conclusiones 45
3.5 Recomendaciones 45
BIBLIOGRAFIA 48
vii
ÍNDICE DE TABLAS
N° Descripción Pág.
1 Simbología de diagrama de flujo 6
2 Ventajas y desventajas de la industria 4.0 17
3 Recursos utilizados en el proceso de envasado 21
4 Productos Elaborados 22
5 Capacidad de Producción 33
6 Impacto económico del problema 35
7 Costo total en equipos y dispositivos electrónicos 40
8 Costo total en mano de obra 41
9 Flujo Neto Efectivo proyectado 42
10 Valor Actual Neto 48
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
N° Descripción Pág.
1 Entradas de un proceso 5
2 Estructura Organizacional 20
3 Transporte de Materia Prima 22
4 Almacenamiento de Materia Prima 23
5 Area de envasado 24
6 Almacenamiento de producto terminado 25
7 Diagrama de flujo del proceso de envasado de GMS 26
8 Diagrama de recorrido actual planta alta 28
9 Diagrama de recorrido actual planta baja 29
10 Analisis del proceso de envasado de GMS 31
11 Analisis de Causa-Efecto del cuello de botella 34
12 Diagrama de recorrido propuesta planta baja 39
13 Tasa Interna de Retorno 43
14 Cronograma de implementación 44
ix
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ESCUELA/CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TEMA: PROPUESTA PARA MEJORAR UNA LÍNEA DE ENVASADORA DE
GMS, AUTOMATIZANDOLA EN UNA EMPRESA DEL SECTOR
ALIMENTICIO.
AUTOR: TELLO CASIERRA STALIN BLADIMIR
DIRECTOR: ING. IND. FREIRE PINARGOTE CESAR MSC.
RESUMEN
El objetivo del trabajo de investigación es proponer un sistema automatizado en la
línea envasadora de GMS en una empresa del sector alimenticio que permita
mejorar la productividad. Para analizar las causas de la improductividad se hiso
uso del Diagramas de Ishikawa y se determinó que los cuellos de botellas que se
generan en el transporte y llenado del producto afectan en la utilización de la línea
ya que en la actualidad está en un 69% asimismo la eficiencia 81%. Con la
propuesta se reduce los cuellos de botella, aumentando el nivel de la
productividad. El costo del proyecto asciende a $14.008, se proyectó el flujo
efectivo neto a 6 meses y con una tasa de interés del 10.21%, se determinó el
valor actual neto (VAN) $20.839,19 dólares y la tasa interna de retorno de la
inversión (TIR) 50.46% y los resultados consideran que el proyecto su es factible.
PALABRAS CLAVES: Automatización, Proceso, Productividad, Cuello de
Botella, Tiempos Improductivos, Eficiencia, Causa-
Efecto.
.
x
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ESCUELA/CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TOPIC: PROPOSAL TO IMPROVE A GMS PACKAGING LINE,
AUTOMATIZING IT IN A FOOD SECTOR COMPANY.
AUTHOR: TELLO CASIERRA STALIN BLADIMIR
DIRECTOR: IND. ENG. FREIRE PINARGOTE CESAR MSC.
ABSTRACT
The aim of the research work is to propose an automated system in the line of
GMS packaging machines in a company in the food sector that allows improving
productivity. To analyze the causes of unproductivity, the Ishikawa diagrams were
used, and it was determined that bottlenecks generated in the transportation and
filling of the product affect the use of the line since it is currently 69% efficiency
81%. With the proposal reduces the bottlenecks, increasing the level of
productivity. The cost of the project amounts to $ 14,008, the net cash flow to 6
months is projected and with an interest rate of 10.21%, the net present value
(VAN) of $ 20,839.19 and the internal rate of return of the investment (TIR)
50.46% and the results consider that the project is feasible.
KEY WORDS: Automation, Process, Productivity, Bottleneck, Unproductive
Times, Efficiency, Causes-Effect.
Introducción
La Investigación llevada a cabo se realizó con la finalidad de proponer una
mejora del sistema de trasporte y llenado del producto en el proceso de envasado
de GMS glutamato monosodico, utilizando sistema autómata (PLC), de esta
manera automatizamos la línea de producción, reduciendo tiempos improductivos.
El presente trabajo de titulación está estructurado por tres capítulos.
Capítulo I, se establecen los antecedentes de la automatización, la
justificación del proyecto propuesto, los objetivos general y específico, la
delimitación, también se establecen los conceptos claros de automatización, lo
fundamentos teórico, información referente a la automatización y sus
componentes y la metodología investigativa utilizada para la debida recopilación
de la información.
Capítulo II, se realiza el análisis de la situación inicial del proceso de envasado
de GMS, se calcula la capacidad de producción actual, mediante un análisis del
proceso actual empezando desde la entrada de la materia prima al proceso de
envasado hasta él envió del producto a la bodega de almacenamiento, se
determina un cuello de botella que se genera momento de transportar el tanque
móvil con los paquetes (fundas de 100 sobres) hasta el área de envasado final,
mediante un diagrama causa-efecto se determina las causas del problema, se
calcula el impacto económico y por último se realiza un diagnóstico de la
empresa.
Capítulo III, en este apartado se realiza la propuesta considerando la
automatización del transporte y llenado de producto, se determina el valor que
costara el proyecto propuesto, mediante una evaluación financiera se determina si
el trabajo propuesto es factible y por último se realiza el cronograma para la
puesta en marcha del trabajo.
Capítulo I
Diseño de la investigación
1.1 Antecedentes
Desde la aparicion del ser humano en la tierra ha investigado y desarrollados
herramientas y componentes que le han ayudado a realizar las tareas como por
ejemplo hacer fuego para calentarse, elaborar cuchillos a partir de las piedras.
La automatización empieza desde la primera guerra mundial que se produjo en
Ingleterra siendo el primer pais beneficiados y pionero. Cabe indicar que las
máquinas movidas a vapor iniciando con la combustión eran la principal energía
de esa época tomando en cuenta que esas máquinas eran las de hilar y el telar
siendo la técnologia avanzada de esa época.
La aparición de la automatización industrial datan de los años 1947 donde los
físicos John Bardeen, Walter Brattain y William Shokkley desarrollaron el primer
transistor en los laboratorios de Bell. Más tarde, en 1952, Heinrich Grünebaum
crearon el motor Alquist, convirtiéndose en el creador de los motores controlados
y revolucionando los procesos de rebobinado durante los años 60.
En Paris 1959 en la sexta edición de la feria EMO se presento la primera
máquina que era controlada por un ordenador. Fue denominada como el primer
controlador Simatic en un torno capstan ya que esta funcionaba por un sistema
de cableado.
El motor de corriente de jaula de ardilla de tres fase aparecios por primera vez
en 1967 y fue elaborado por AMK, este permitio la producción en el año 1975 la
misma empresa hiso posible que varios motores de tres fases fueran operados
con sincronismos angulares.
Los PLC (Controlador Lógico Programable) con el Control Industrial Modular
creado por Dick Morley aparecieron en el año 1968, asi se empezaban a dar los
primeros pasos a la automatización de procesos electromecánicos propios de las
líneas de montaje. En cuanto a las máquinas, en 1978 AMK inventó la
programación CNC (Control Numérico Computarizado) que permitiría su control
remoto. El avance paulatino de la automatización continua en 1997 cuando la
tecnología de la automatización crecía en un control cada vez más
Diseño de la Investigación 3
descentralizado e inteligente, con sistemas que se interrelacionaban y
comunicaban entre ellos con Ethernet industrial.
En esta epoca se empezo a fabricar virtualmente, se fabricaban productos
digitalmente que se agrupaban con la tecnología de la automatización. En el 2004
se dice que la total revolución se da con la llegada del microchip, cuando este se
implantó con la funcionalidad del PLC en esta estructura de pequeñas
dimensiones.
A medida que pasa en el tiempo se ha ido perfeccionando y desarrollando
nuevas tecnologías, muchas de ellas son aplicadas en parte a la Automatización
Industrial. Mecánica, Electricidad, Electrónica, Sistemas, Neumática, Hidráulica,
Instrumentación, estas han ayudado a mejorar la productividad y eficiencia de los
procesos.
Hoy en dia esta evolucionando la industria 4.0 o llamada tambien la cuarta
revolución que fue desarrollada en el 2010 por el gobierno de Alemania, esta
permite interconectar todos los procesos de fabricación de una empresa mediante
internet con el objetivo de que la produccion sea mas flexible, mayor calidad y
eficiencia, reducción de tiempo de inactividad, aumento de la producción. De esta
manera permite el aumento de la productividad y la competitividad.
Por otro lado los Servomotores, Cámaras de Visión Artificial, Robótica se
imponen cada vez más en el ámbito Industrial, el Ingenio Humano parece no
tener límites, cada día seguimos descubriendo y realizando nuevos inventos,
comprendiendo en gran parte los principios Físicos y Químicos de la Naturaleza,
y aplicándolos en nuestro beneficio.
1.2 Justificación
La implementación del uso de las TIC (tecnología de la información y
comunicación) en los sistemas productivos industriales cada vez son más
frecuentes en las industrias ya que son importante en el control productivo,
mejorando la calidad del producto y aumentando la productividad en las
organizaciones.
En la actualidad el proceso de transporte y acopio de glutamato de sodio
(GMS) se lleva a cabo de manera manual, debido a esto se propone automatizar
el proceso de envasado. Esto ayuda considerablemente a reducir los cuellos de
botellas, los tiempos improductivos, aumenta los niveles de producción, ofrecer un
Diseño de la Investigación 4
producto de calidad, entrega del producto a tiempo y permite aumentar la
productividad en la empresa asimismo ser competitiva en un mercado
globalizado.
1.3 Delimitación
La empresa objeto del estudio en la actualidad presentan deficiencia en sus
procesos, las misma que no pueden mejorar su competitividad, por los diferentes
problemas como lo son cuellos de botellas, los tiempos improductivos y por ende
los bajo niveles de producción, la investigación se limita a analizar el proceso de
envasado de glutamato de sodio (GMS) y los recursos utilizados.
1.4 Objetivo general
Proponer un sistema automatizado en la línea envasadora de GMS en una
empresa del sector alimenticio para mejorar la productividad.
1.4.1 Objetivos Específicos
Analizar el proceso de envasado de GMS actual en la empresa.
Identificar los requerimientos necesarios para el sistema automatizado
del proceso.
Proponer el sistema automatizado de envasado de GMS en la empresa.
1.5 Marco Teórico
Producción
Según (Salarzar López, 2018) indica que el:
El área productiva es el proceso que genera mayor valor
agregado en cualquier empresa, los sistemas han sido el eje de
los procesos de desarrollo de las empresas manufactureras e
industria alrededor de mundo. Hoy en día, suele subestimarse el
alcance de los sistemas productivos en el proceso de obtener una
ventaja competitiva, dado a que distintos factores y prácticas de
vanguardia como la innovación, la optimización de los flujos
logísticos y la implementación de nuevos sistemas de información
están dando resultados muy positivos. Además, el autor indica
que los sistemas de producción son susceptibles de ser
Diseño de la Investigación 5
optimizados en materia innovación, flexibilidad, calidad y costo,
además de ser integrados a funciones tan importantes como la
participación en el diseño y el mejoramiento continuo del
producto (Producción, 2018)
Proceso
“Un conjunto de actividades, acciones u operaciones que producen, a través
de la transformación de un recurso (input), una cantidad (producción) de
productos, bienes o servicios (output)” (Rodríguez Salaz, 2018). Es decir, un
conjunto de actividades entrelazadas con el fin de cumplir un objetivo
transformando unas entradas (materiales, mano de obra, energía, máquina,
capital, tiempo, etc.) en unas salidas (bienes y servicios).
Figura 1. Entradas del proceso, Información tomada de investigación propia. Elaborado por Stalin Tello.
Símbolos gráficos de un proceso
Para representar las diferentes actividades de un proceso según su función se
identifica con grafico tal como se detalla en la Tabla 1.
ENTRADAS
(mano de obra,
materiales, horas
máquinas, energia,
capital, etc.)
PROCESOS
SALIDAS
(bienes, servicios y
clientes satisfecho)
Diseño de la Investigación 6
Tabla 1. Simbología del diagrama de flujo
Actividad Símbolo Resultado
Operación
Cuando se produce algo.
Transporte Cuando se traslada algo de un
lugar a otro.
Inspección
Cuando se realiza una verificación de calidad o
cantidad.
Demora Cuando hay un retraso antes
del siguiente paso.
Almacenaje Cuando se almacena o se
protege.
Información tomada de investigación propia. Elaborado por StalinTello.
Productividad
Para (Heizer & Render, 2009) la productividad es la relación existente entre
las salidas (bienes y servicios) y una o más entradas (recursos), la manera de
mejorar la productividad primero es reducir las entradas mientras las salidas
permanecen constantes y segundo incremento en las salidas mientras las
entradas permanecerían constantes (pág. 14).
Así mismo (Humberto, 2010) dice que la productividad:
Tiene que ver con los resultados obtenidos de un proceso o
sistema, por lo que incrementar la productividad, es logras
mejores resultados considerando los recursos empleados para
generarlos, así mismo indica que los resultados pueden medirse
en unidades producidas, en piezas vendidas o en utilidades,
mientras que los recursos que se utilizan pueden cuantificarse por
números de trabajadores, tiempo total utilizados, horas máquinas,
etc. El mismo autor indica que la productividad se puede
incrementar mejorando la eficiencia y la eficacia (págs. 21-22).
Diseño de la Investigación 7
Ambos autores coinciden en que la productividad es una forma básica de medir
el desempeño de los procesos en las empresas ya sea esta de bienes o servicios,
es decir mide los resultados obtenidos de un proceso (bienes o servicios) versus
los recursos utilizados (materiales, mano de obra, maquinarías, etc.). La manera
de incrementar la productividad es aumentar las unidades reduciendo los tiempos
improductivos, falta de recursos, mantenimientos no programados y retrasos en
los suministros.
Capacidad de instalada
Según (Jara, 2015) indica que la capacidad instalada en la industria es:
El potencial o volumen máximo de producción que una
organización en particular, unidad, área o sección; puede lograr
durante un determinado periodo, teniendo en cuenta los recursos
disponibles, así mismo el autor indica que este concepto también
se utiliza con frecuencia en economía para describir todo un
sector o país entero. Cuando el volumen de la producción es
inferior a la capacidad instalada, se dice que existe un desempleo
de factores. A medida que el volumen de producción se acerca a
la capacidad instalada, se dice que hay pleno empleo. En
definitiva, basándonos en el principio de demanda efectiva,
podemos decir que las empresas producen de acuerdo con las
expectativas de sus ventas. Indudablemente, si éstas son mayores
a las esperadas, las empresas ajustarán su producción. Es decir,
las empresas se verán incentivadas en el aumento de su
producción dada su capacidad instalada, su tecnología y
probablemente incorporará el uso del recurso humano adicional,
que constituye un aumento del nivel de ocupación (Utilización de la
Capacidad Instalada en la Industria, 2015).
Estándares
Habla (Niebel & Freivalds, 2009) indica que:
Los estándares en ingeniería de métodos indica que son
resultados finales del estudio de tiempo o la medición del trabajo
y que esta técnica establece un estándar de tiempo permitido para
realizar una tarea dada, también indica que los estándares
Diseño de la Investigación 8
obtenidos se usan para implementar un esquema de salarios.
Además, indica las áreas que tienen relación con las funciones de
métodos y estándares son control de la producción, distribución
de planta, compras, contabilidad y control de costos, y diseño de
procesos y productos (pág. 7).
Diseño del trabajo
(Niebel & Freivalds, 2009) indican que:
Los diseños del trabajo deben utilizarse con el fin de adaptar la
tarea y la estación de trabajo ergonómicamente al operador
humano. Pero esta se olvida cuando se persigue un incremento de
la productividad. Con mucha frecuencia, la sobreposición de
procedimientos simplificados da como como resultado que los
operarios realicen tareas repetitivas tipo máquinas, la cual
provoca un mayor índice de lesiones relacionadas con el trabajo.
El mismo autor indica al aumentar la productividad y reducción de
costos se ven más que disminuidos ante los altos costos de la
compensación médica, siempre y cuando se considere la
tendencia en aumento en los costos del cuidado de la salud.
Además, sugiere que el ingeniero de método incorpore los
principios de diseño del trabajo en todo nuevo método, de tal
manera que no solo sea más productivos sino también más
seguro y libre de riesgos para el operador (pág. 6).
En resume, siempre que se modifique o se diseñe una nueva
estación de trabajo el ingeniero de métodos debe considerar una
estación segura sin que el operario sufra lesiones ya que mejor será la
productividad y los costos en compensación médica se reducirían.
Estudio del trabajo
(López Salazar, 2016) comenta que el estudio del trabajo empieza con una
evaluación sistemática de los métodos utilizados para la realización de
actividades, con el fin de optimizar la utilización eficaz de los recursos y de
establecer estándares de rendimiento respecto a las actividades que se realizan
(Estudio del Trabajo, 2016).
Según (Heizer & Render, 2009) indica que:
Diseño de la Investigación 9
El estudio de tiempo es originado por Frederick W. Taylor en 1981, el
cual implica medir el tiempo de una muestra del desempeño de un
trabajador y usarlo para establecer un estándar también indica que una
persona capacitada y experimentada puede establecer un estándar
siguiendo los pasos siguientes: Definir la tarea, dividir la tarea, decidir
cuantas veces se medirá la tarea, Medir el tiempo y registrar los
tiempos elementales y las calificaciones del desempeño, Calcular el
tiempo observado, Determinar la clasificación del desempeño, Sumar
los tiempos normales y Calcular el tiempo (pág. 414):
Herramientas de registro y análisis de procesos
Diagrama de flujo del proceso
El diagrama de flujo es importante porque nos permite identificar cuellos de
botellas, tiempos improductivos, etc. a continuación se describe los pensamientos
de algunos autores:
“El diagrama de flujo del proceso es particularmente útil para registrar los
costos ocultos no productivos como tales como: las distancia recorridas, los
retrasos y que los ingenieros de métodos pueden tomar medidas para
minimizarlos y, por ende, deducir sus costos” (Niebel & Freivalds, 2009, pág. 26).
“Los diagramas de flujo muestran la trayectoria que recorre cada parte, desde
la recepción, los almacenes, la fabricación de cada parte, el subensamble, el
ensamble final, el empaque, el almacenamiento y él envió de un bien o servicio”
(Fred & Mattew, 2006, pág. 152).
Diagrama de análisis del proceso
Un diagrama de análisis de proceso detallado ayuda de manera gráfica a
determinar los cuellos de botella o tiempos improductivos tal como lo describe
(Salazar Lopez , 2018) “es una representación gráfica del orden de todas las
actividades, transporte, inspecciones, demoras y almacenajes que tienen lugar
durante un proceso, y comprende la información considerada para el análisis que
son tiempo requerido y distancia recorrida” (Ténicas para registrar los hechos
(Información referente al Método), 2018) .
El diagrama de análisis de proceso se pueden presentar tres variantes, es
decir que el diagrama analítico describa el orden de los hechos sujetos a estudio
mediante el símbolo que sea enfocado a Operario/ Material/ Equipo. Ya que en la
Diseño de la Investigación 10
práctica no es costumbre abarcar un gran número de operaciones por hojas,
debido a que el fin es analizar profundamente la ejecución de las operaciones,
por ende, es recomendable realizar un diagrama analítico aparte para cada pieza
importante.
Diagrama de recorrido
El diagrama de recorrido va enlazado con el diagrama analítico ya que nos
permite de manera visual en avance o retroceso del producto en proceso con el
fin de proponer mejoras en el proceso así como lo afirma (Salazar Lopez , 2018)
“el diagrama de recorrido complementa la información consignada en el diagrama
analítico; este consiste en un plano (que puede ser o no a escala), de la planta o
sección donde se desarrolla el proceso objeto del estudio. En este diagrama se
registran todos los diferentes movimientos del material, indicando con su
respectivo símbolo y numeración cada una de las diferentes actividades, y el lugar
donde estas se ejecutan” (Ténicas para registrar los hechos (Información
referente al Método), 2018).
Técnicas para la solución de problemas
Diagrama de Pareto
“El diagrama de Pareto constituye un sencillo y grafico método de análisis que
permite discriminar entre las causas más importantes de un problema (los pocos
vitales), y las que son menos (los muchos y triviales)” (Consultores, 2018).
Diagrama causa efecto
(Niebel & Freivalds, 2009) indique que el diagrama causa-efecto:
Fue desarrollado por Ishikawa en los años 50 en un proyecto de
calidad para Kawasaki Steel Company. Este método nos ayuda a
determinar las posibles causas de un problema, mediante un
gráfico en forma de pescado en donde la cabeza va el problema y
en las espinas que se conectan a la columna principal se colocan
las causas principales. Así mismo, indica que las principales
causas están divididas 6 categorías principales denominadas las
seis M que son mano de obra, métodos, materiales, máquinas,
medio ambiente y medición y cada una de las cuales se subdivide
en subcausas (pág. 19).
El diagrama de causa-efecto (llamado también de espina de pescado debido a
su forma o de Ishikawa debido a su autor) es un método para crear y clasificar
Diseño de la Investigación 11
ideas o hipótesis sobre las causas de un problema de manera gráfica. Además,
organiza gran cantidad de datos mostrando los nexos existentes entre los hechos
y las posibles causas. Este método permite estimular las ideas, ampliar las
opiniones acerca de las causas probables o reales, facilitar un examen posterior
de los motivos individuales, etc.
El diagrama de causa-efecto presenta unas utilidades para determinar los
factores involucrados en un problema:
Ayuda a la objetividad, aunque no es un método cuantitativo.
Es aplicable a muchas y diversas áreas.
Se puede emplear para la búsqueda de una causa como de una solución.
Para crear un consenso sobre las causas.
Para concentrar la atención en el proceso donde produce el problema.
Para permitir el uso constructivo de la información.
Para expresar hipótesis sobre las causas del problema
Automatización
Es la relación de diferentes tecnologías para controlar y monitorear máquinas,
dispositivos, equipos que cumplen una función o realizan tareas predeterminadas,
haciendo que operen automática para minimizar la intervención humana en un
proceso.
(Bustos, 2018) indica que la automatización:
Es un sistema que se trasfieren tareas de producción,
realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto
de elementos tecnológicos. Y que existen dos partes principales
de la automatización la primera es la parte operativa que son los
elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la
operación deseada como por ejemplo los accionadores de las
máquinas como motores, cilindros etc. La segunda es la parte de
mando es un elemento autómata programable un sistema de
fabricación automatizado el autómata programable está en el
centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con
todos los constituyentes de sistema automatizado (Sistemas
Automatizados, 2018).
Diseño de la Investigación 12
Objetivos de la automatización
La automatización tiene los siguientes objetivos:
Aumentar la productividad siendo eficiente y efectivo.
Reducir los riesgos laborales mejorando las condiciones de trabajo.
Realizar operaciones imposibles de controlar manualmente.
Aumentar la producción.
Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera
grandes conocimientos para la manipulación.
Integrar la gestión y producción.
Ventajas y beneficios
Reduce los costos de producción. – la relación de varios procesos en la
industria con equipos o máquinas automatizadas reducen el tiempo de ciclo,
esfuerzo y la reducción del trabajo humano.
Mayor productividad. - la automatización mejoran los procesos, hacen que
estos sean más eficiente y eficaz que la calidad en los productos sea mucho
mejor.
Producto con alta Calidad. – la automatización reduce la participación del ser
humano y por ende los errores humanos.
Seguridad. – los robots industriales y dispositivos automáticos pueden realizar
tareas en condiciones peligrosas y ende ya no se expondría al humano en estos
trabajos con alto nivel de peligrosidad.
Precisión. – la información automática que se adquiere contribuye a la hora de
tomar decisiones ya sea esta para mejorar procesos.
Reduce los controles rutinarios. – la necesidad de comprobar manualmente los
parámetros de un proceso se disminuye ya que los procesos industriales ajustan
las variables de entrada de un proceso a los datos deseados empleando técnicas
de control en bucle cerrado.
Jerarquía de un sistema de automatización
Según el artículo publicado por (EXSOL, 2017) indica que el sistema de
automatización consta de los diferentes niveles.
Nivel campo. - incluye los dispositivos de campo como
sensores y actuadores. La principal tarea de estos dispositivos de
campo es transferir los datos de procesos y máquinas al siguiente
nivel superior para monitoreo y análisis. Y también incluye el
Diseño de la Investigación 13
control de parámetros de proceso a través de actuadores. Como
ejemplo, podríamos describir este nivel como los ojos y los
brazos de un proceso particular. Los sensores convierten los
parámetros de tiempo real (como temperatura, presión, caudal,
nivel, etc.) en señales eléctricas. Estos datos se transfieren luego
al controlador para monitorizar y analizar los parámetros de
tiempo real. Entre los sensores se incluyen termocuplas, sensores
de proximidad, RTDs, caudalímetros, etc.
Nivel control. - Este nivel se compone de varios dispositivos de
automatización como máquinas CNC, PLCs, etc., que adquieren
los parámetros de proceso de varios sensores. Los controladores
automáticos accionan los actuadores basándose en las señales
procesadas provenientes de los sensores y en la técnica de
programación o control. Los controladores lógicos programables
(PLC, Programmable Logic Controller) son los controladores
industriales más ampliamente utilizados que son capaces de
proporcionar funciones de control automático basadas en la
entrada de sensores. Constan de varios módulos como CPU,
entradas / salidas analógicas, entradas / salidas digitales y
módulos de comunicación. Permite al operador programar una
función o estrategia de control para realizar ciertas operaciones
automáticas durante el proceso.
Nivel de supervisión y control de producción. - En este nivel,
dispositivos automáticos y sistemas de monitoreo, tales como las
Interfases Hombre Máquina (HMI) proveen las funciones de
control e intervención. Entre estas funciones se incluyen la
supervisión de diversos parámetros, establecimiento de objetivos
de producción, archivado histórico, puesta en marcha y parada de
la máquina, etc. Por lo general, los dispositivos más utilizados en
este nivel son los Sistemas de Control de Distribución (DCS,
Distribution Control System) y HMIs de Control de Supervisión y
Adquisición de Datos (SCADA, Supervisory Control and Data
Acquisition).
Diseño de la Investigación 14
Nivel de información. - Este es el nivel superior de la
automación industrial que gestiona todo el sistema de
automatización. Las tareas de este nivel incluyen la planificación
de la producción, análisis de clientes y mercados, compras y
ventas, etc. Por lo tanto, se ocupa más de las actividades
comerciales y menos de los aspectos técnicos.
Redes de comunicación industrial. – transfieren la información
de un nivel al otro. Estas redes están presentes en todos los
niveles del sistema de automatización para proporcionar un flujo
continuo de información. No obstante, las redes de comunicación
pueden ser diferentes de un nivel a otro. Algunas de estas redes
incluyen RS485, CAN, DeviceNet, Foundation Field bus, Profibus,
etc. (Que es la Automatización Industrial?, 2017).
Tipos de sistema de automatización de procesos industriales
En el artículo publicado por (EXSOL, 2017) explica los tipos de sistema
automatizado de procesos industriales:
El primero es la automatización fija. - se emplea para realizar
operaciones fijas y repetitivas con el fin de alcanzar altas tasas de
producción. Utiliza equipos de propósito especial o dedicados
para automatizar las operaciones de ensamblaje o procesamiento
de secuencia fija. Una vez definido, es relativamente difícil
cambiar o variar el diseño del producto. Por lo tanto, es inflexible
en proporcionar variedad de productos, pero aumenta la eficiencia
con mayor tasa de producción y reduce el costo unitario, como
por ejemplo suelen utilizarse sistemas de automatización fija en
procesos de destilado, talleres de pintura, transportadores, etc.
Automatización programable. - Esta automatización es la más
adecuada para el proceso de producción por lotes, donde el
volumen del producto es medio a alto. Pero en esto, es difícil
cambiar y reconfigurar el sistema para un nuevo producto o
secuencia de operaciones. Por lo tanto, se requiere un tiempo de
configuración extenso para variar la secuencia de operaciones o
adoptar un nuevo producto. Como por ejemplo las máquinas y
Diseño de la Investigación 15
herramientas de control numérico, fábricas de papel, laminadores
de acero, robots industriales, etc.
Automatización flexible. - Este sistema de automatización
proporciona el equipo de control automático que ofrece una gran
flexibilidad para realizar cambios en el diseño del producto. Estos
cambios pueden realizarse rápidamente a través de los comandos
dados en forma de códigos por los operadores humanos. Algunos
de los ejemplos de este sistema de automatización son: vehículos
guiados automáticamente, automóviles, y máquinas CNC (Control
Numérico Computarizado) multifunción (Que es la Automatización
Industrial?, 2017).
Industria 4.0 o la cuarta revolución industrial
Es llamada también la cuarta revolución industrial que consiste en un conjunto
de tecnología que permite interconectar los procesos de fabricación de las
empresas mediante internet con el objetivo de que la producción sea más flexible,
mejora la calidad del producto, reducción de tiempo de inactividad, aumento el
nivel de la producción. De esta manera aumenta la productividad y la
competitividad en la organización posicionándolo en la era digital a través de sus
cuatros puntos básicos que lo caracterizan automatización de los sistemas, el
acceso digital al cliente, conectividad y la información digital.
Tecnologías claves de la industria 4.0
La industria 4.0 se basa en 6 tecnologías importantes para su desarrollo tales
como el internet, la robótica, la realidad virtual, el estudio del Big Data y Analytics,
la impresión en 3D y ciber-físicos.
(Carrera, 2018) explica cada una de la tecnología claves de la industria 4.0:
Internet of things (IoT). - es el mayor exponente y la idea principal en
base a la cual se desarrolla esta industria, esta conectividad
gestionada es usada en numerosos sectores: desde el ámbito de
Medicina y Salud, a través de sistemas que permiten el control remoto
de pacientes; pasado por el sector de la Moda, con zapatillas que
facilitan el número de kilómetros recorridos; o el bancario, con
aplicaciones que permiten el pago vía smartphone.
El desarrollo de la robótica colaborativa (Cobot). -Se trata del último
avance de la tecnología robótica y se encarga de crear robots
Diseño de la Investigación 16
especialmente diseñados para interactuar con los humanos. Su
reducido tamaño, su flexibilidad y su precio, menor que el de robots
tradicionales, los convierte en el perfecto compañero de trabajo. De
hecho, las empresas han visto su enorme potencial y no dudan en
utilizarlos para optimizar la productividad de los empleados
encargados de operaciones de montaje.
La realidad aumentada y la realidad virtual. - Esta tecnología permite
enriquecer la experiencia visual de las personas, al mismo tiempo que
mejora la calidad de la comunicación. Su gran ventaja reside en que
combina el mundo real con el virtual mediante un proceso informático.
El estudio del Big Data y Analytics. - Son las llamadas “soluciones
de inteligencia” que permiten la gestión e interpretación de datos
masivos con fines empresariales. Además de permitir la recolecta de
información, estudiar los hábitos de los consumidores y segmentar
según intereses, el desarrollo de esta tecnología tiene gran capacidad
de generación de empleo.
La impresión 3D. - Crear objetos tridimensionales es ahora posible
gracias a un grupo de tecnologías que permiten la fabricación por
adición, desarrollando prototipos de cualquier producto.
Los sistemas ciber-físicos (CPS). - los sistemas ciber-físicos
permiten que un objeto físico esté controlado por la tecnología. Con
ello, nos referimos al sistema de red eléctrica inteligente (REI), que
permite una mejor distribución de la electricidad, automóviles
autónomos, sistemas de monitoreo y pilotos automáticos
aeronáuticos. Los beneficios sociales son tales como la reducción de
la emisión de CO2 (Bienvenido a la Industria 4.0, la cuarta revolución
industria, 2018).
¿Qué tipo de empresas se benefician de la Industria 4.0?:
(Torres, 2017) indica y hace énfasis a la pregunta planteada:
Las empresas industriales como los fabricantes de automóviles y las
siderúrgicas ya pueden beneficiarse de la automatización industrial,
pero entendiendo lo que es la Industria 4.0 nos damos cuenta de que
va a cambiar significativamente el proceso de fabricación y la
Diseño de la Investigación 17
asignación de recursos de los fabricantes pequeños y medianos (Qué
es la Industria 4.0: transformación digital industrial, 2017).
Ventajas y desventajas de la industria 4.0.
Las numerosas ventajas que nos ofrece la cuarta revolución industrial es
la reducción de los tiempos improductivos, mayor productividad, mejora la
calidad de los productos tal como se explican en Tabla 2.
Tabla 2. ventajas y desventajas de la industria 4.0
Ventajas Desventajas
Mejora los niveles de Calidad
La tecnología avanza, y al igual que ella, las empresas deben hacerlo, sin embargo,
muchas de ellas no están preparadas para estos cambios y tienen el riesgo de quedarse
desactualizadas.
Mayor eficiencia y menos costos Requiere personal especializado
Reducción de tiempos
improductivos Costo de inversión alto
Mayor seguridad para los trabajadores
Si algunas empresas adaptan el concepto de industria 4.0 y otras no, se producirá una desventaja importante para las que no
adopten este concepto.
Aumento en gran medida su competitividad
Las soluciones a los problemas deben ser inmediatas para no perjudicar al proceso.
Cuidado del medio Ambiente Debe estar en constantes actualizaciones.
Información tomada de ISOTools. Elaborado por Stalin Tello.
¿cómo serán las plantas en el futuro con la Industria 4.0.?:
(Torres, 2017) explica que la idea sería que en el futuro habrá dos categorías:
Una categoría tradicional, con grandes plantas altamente
especializadas y optimizadas, con un control avanzado de
Diseño de la Investigación 18
procesos utilizando miles de sensores que proporcionarán datos
en línea procesados por herramientas altamente sofisticadas para
la toma de decisiones, ubicadas en grandes zonas industriales
fuera de las ciudades y fuertemente interconectadas con el
ecosistema industrial. Estos parques o áreas industriales
requerirán una gran infraestructura y una logística perfecta para
entregar los productos finales a lugares remotos. Y una nueva
categoría con mini / micro plantas autónomas integradas en plena
área urbana, flexibles y capaces de proporcionar productos para
los consumidores cercanos. Estas nuevas plantas urbanas serán
muy compactas, eficientes energéticamente, seguras, limpias,
estéticas e invisibles, con un mínimo impacto ambiental. Serán
fácilmente accesibles para los usuarios y también para las
personas que los sirven (Qué es la Industria 4.0: transformación
digital industrial, 2017).
1.6 Metodología
1.6.1 Alcance de la investigación
El alcance del trabajo de investigación es de tipo, descriptivo y explicativo. Se
considera descriptiva porque en la investigación se busca explicar la utilización de
los recursos en el proceso de envasado de GMS, y se considera un estudio
explicativo ya que a través de un análisis de la situación actual de la(s)
empresa(s) y busca la determinación de las causas que impiden que la
productividad aumente a su auge alto.
1.6.2 Fuentes y técnicas para la recolección de información
Fuente de información primaria. - La fuente de información primaria fueron la
obtención de información dentro de la(s) empresa(s) tales como: la información
del proceso de envasado, los problemas actuales que suscitan en la empresa, se
analiza la documentación que puede proporcionar la(s) empresa(s), también
puede ser a través de la observación y entrevista directa al personal que son
partes de la(s) empresa(s).
Diseño de la Investigación 19
Fuentes de información secundarias. – para proceder con la investigación se
hace una revisión de la literatura sobre el tema, para esto es necesario recurrir a
los libros relacionados con la gestión de la producción y la automatización de los
procesos industriales, páginas web, tesis relacionadas con el tema, blogs y
videos.
1.6.3 Técnicas de investigación
Las técnicas a utilizar son la observación y la entrevista:
Entrevista. – para la obtención de información del proceso se establecerá una
conversación al personal de la empresa incluyendo a los supervisores para saber
los problemas que se han suscitado o son más frecuentes en la empresa y las
acciones que se han implementado para contrarrestarlo.
Observación. - Se realiza visitas a la empresa para observar los procesos
productivos, determinar donde se generan los problemas, cuantos recursos
utilizan actualmente, además se toman fotos y grabaciones de videos.
1.7 Empresa objeto de investigación
Las empresas objeto de Investigación se dedican al envasado y
comercialización de GMS, cuya materia prima es Glutamato Monosódico (GMS),
por lo que sus plantas de envasado requieren de un área de recepción del
producto (glutamato Monosódico), un área de envasado, un área de
empaquetado y un área almacenado y entrega del producto terminado.
1.7.1 Organización
Con el fin de establecer un procedimiento organizado dentro de la estructura
administrativas y operacionales es la forma en la que en las empresas van a
gestionar, en el caso de la investigación se observa cómo están estructurado su
sistema organizacional tales como: los socios, comité administrativo, gerencia,
contador, administrador, jefe de ventas, el jefe de planta, los supervisores y
operadores es como están estructurados el sistema o algo similar.
Diseño de la Investigación 20
Figura 2. Estructura Organizacional, Información tomada de investigación propia. Elaborado por el autor.
1.7.2 Recursos productivos
Los recursos que se utilizan en el proceso de envasado de Glutamato
Monosódico (GMS) se detallan en el Tabla 3, a esto se suman el talento humano,
la materia prima (GMS), la energía utilizada en el proceso, etc.
SOCIOS
Contador
Asistente de contabilidad
Auxiliar de contabilidad
Administrador
Asistente Administrativ
o
Jefe de Ventas
Supervisor
Vendedores
Ayudante de ventas
Jefe de planta
envasadora
Operadores de máquina
Auxiliar de envasado
Comite de Administradores
Gerencia
Diseño de la Investigación 21
Tabla 3. Recursos utilizados en el proceso de envasado
ÁREA MÁQUINAS CANTIDAD
Envasado primario
Máquina envasadora de sobres de 1.8 gramos de 4 serie de color verde con canal de
recolección. 5
Envasado primario
Máquina envasadora selladora de 100 – 250 -500 gramos, color verde
1
Envasado primario
Máquina selladora de banda color verde 1
Envasado primario
Máquina selladora eléctrica de banda color verde 1
Área de paletizado
Máquina selladora de polietileno eléctrica de banda color verde
1
Envasado primario
Máquina selladora Imp. Shin Nippon color verde pedal
1
Envasado primario
Máquina selladora – codificadora esmaltada color beigs
3
Área de paletizado
Máquina cosedora de sacos 2
Bodega de Prod. Ter.
Máquina manual para colocar cinta engomada 1
Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
1.7.3 Actividad Económica
La actividad económica productiva a la que se dedica las empresas es el
acopio y envasado de GMS y según el CIIU (clasificación industrial internacional
uniforme de actividades económicas) la clasificación es 31219 (Industrias
Alimenticias no Clasificadas en otra Parte).
Diseño de la Investigación 22
1.7.4 Productos
Las empresas se dedican al almacenamiento, envasado y distribución de GMS
(Glutamato monosódico) en las diferentes presentaciones detalladas en el Tabla
4.
Tabla 4. Productos elaborados
N° Descripción
1 Sobres de 1.8 gramos
2 Sobre de 20 gramos
3 Sobre de 30 gramos
4 Sobre de 50 gramos
5 Sobre de 100 gramos esporádico
6 Bolsa de 250 gramos esporádico
7 Bolsa de 500 gramos bajo pedido
8 Bolsa de 1 kilogramo bajo pedido
Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
1.7.5 Proceso de envasado
Recepción
El producto se recibe en la planta en fundas plásticas de polietileno de baja
densidad protegida con sacos de polipropileno las misma que contienen 25
kilogramos. Antes de ingresar a la planta se revisa la documentación y se realiza
una inspección de calidad según los resultados se acepta o se rechaza.
Figura 3. Transporte de materia prima, Información tomada de investigación propia.
Elaborado por Stalin Tello.
Diseño de la Investigación 23
Almacenamiento
El producto es almacenado en un pallet, en el mismo que entra 40 sacos, luego
es trasladado a la bodega de materia prima, antes de enviarlo a producción estos
sacos pasan por un proceso de limpieza cumpliendo con las medidas de higiene.
Figura 4. Almacenamiento de materia prima, Información tomada de investigación propia. Elaborado por
Stalin Tello.
Almacenamiento y vaciado en las tolvas
La materia prima es transportada en un montacarga en pallet de 40 sacos
hasta la planta alta donde se sitúan las tolvas. Luego los costales son
descargados manualmente en las tolvas, la misma que está conectada a las
líneas envasadoras.
Envasado primario en sobres según sus requerimientos
En esta parte del proceso la materia prima que se deposita en la tolva y cae
por gravedad directamente a cada de los cuatros vasos dosificadores con la que
cuentan cada máquina, estos vasos giran a una velocidad regulada, en cada
Diseño de la Investigación 24
vuelta el producto es descargado en los sobres según sea la presentación o
tamaño, una vez llenado estos son sellados mediante un cierre térmico, luego los
sobres son cortados automático y caen directamente una funda con capacidad de
100 sobres luego es sellada herméticamente.
Figura 5. Área de envasado, Información tomada de investigación propia. Elaborado por Stalin Tello.
Envasado en fundas plásticas
Los sobres son depositados directamente en una funda plástica con capacidad
de 100 sobres, la misma que se cierra a través de un proceso termosellado, luego
son depositado en un tanque móvil con capacidad de 220 paquetes.
Transporte
Una vez llenado el tanque móvil de cada máquina una persona es la
encargada de transportarlo lo transporta y vaciarlo en una tina grande y fija para
luego ser llenado en saco de polipropileno.
Diseño de la Investigación 25
Embalaje
En esta área las fundas que esta almacenadas se extraen y se depositan en un
saco de polipropileno o en cajas según sea el requerimiento, todo estos se
realizan manualmente y este trabajo lo realizan dos operadores o también
dependiendo de la producción.
Paletizado
Una vez sellado el producto es paletizado y almacenado en pallet de forma
ordenada para luego ser distribuidos.
Figura 6. Area de almacenamiento de producto terminado, Información tomada de investigación propia.
Elaborado por el autor.
A continuación, en la figura 7 se detalla las actividades que se realiza durante
el proceso de envasado de glutamato de GMS empezando por la recepción de la
materia prima, se realiza una inspección de acuerdo a los resultados esta de
acepta o se rechaza luego se almacena después según el requerimiento de
producción estas pasan al proceso para ser llenada en sobres y fundas de
diferentes tamaños y presentaciones.
Diseño de la Investigación 26
Figura 7. Diagrama de flujo del proceso de envasado de GMS, Información tomada de investigación
propia. Elaborado por Stalin Tello.
INICIO
Recibir la MP
La MP
cumple con
los
requisitos de
Calidad?
Revisar la
documentación
Rechaza la MP
Almacenar la MP
Limpiar los costales
Transporta la MP a
producción
Vaciar la MP en las
tolvas
Llenado en sobres
Llenado en fundas
Transporte al
envasado final
Envasado final
Enviar PT a bodega
FIN
SI
NO
Capítulo II
Situacion actual y diagnostico
2.1 Situación actual
En este capítulo se analizaron las actividades del proceso de envasado de
GMS, se hizo uso de un diagrama de recorrido para realizar un análisis del
proceso actual empezando desde la entrada de la materia prima al proceso de
envasado hasta él envió del producto a la bodega de almacenamiento, mediante
un cursograma analítico del proceso de envasado se analizó el tiempo total y la
distancia recorrida hasta llegar a la bodega de producto terminado, con un
diagrama análisis de causa-efecto y se determinó el cuello de botella que se
forma al momento de transportar el tanque móvil con los paquetes (fundas de 100
sobres) hasta el área de envasado final.
La empresa se dedica al envasado, distribución y comercialización de
glutamato monosódico (GMS), la manera en que se realiza el proceso de
envasado hace que se demande más tiempo en terminar un lote de producción
debido a que el transporte se lo realiza manualmente y esto hace que no se
cumpla con el plan de producción establecido según el pronóstico de ventas.
2.1.1 Recorrido del material
A continuación, mediante un diagrama de recorrido se realizó un análisis del
proceso empezando desde la entrada de la materia prima al proceso hasta el
envío del producto terminado a la bodega de almacenamiento.
Situación actual y Diagnóstico 28
Arrib
a
TO
LV
A 5
TO
LV
A 4
TO
LV
A 5
TO
LV
A 2
TO
LV
A 1
1
3
33
3
3
AL
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CE
N
2
2
Áre
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de
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teri
a p
rim
a e
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as
tolv
as
Figura 8. Diagrama de recorrido actual planta alta, Información tomada de investigación propia.
Elaborado por Stalin Tello.
Situación actual y Diagnóstico 29
EN
VA
SA
DO
RA
5E
NV
AS
AD
OR
A 4
EN
VA
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DO
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3
EN
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EN
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1
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7
AR
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DE
EN
VA
SA
DO
8
8
88
89
10
11
9
Figura 9 Diagrama de recorrido actual planta baja, Información tomada de investigación propia.
Elaborado por Stalin Tello.
Situación actual y Diagnóstico 30
2.1.2 Descripción de las Actividades del diagrama de recorrido.
1.- La materia prima es transportada por montacargas en pallet con capacidad
de 40 sacos de 25 kg hasta la planta alta del área de las tolvas.
2.- Luego la materia prima es llevada a cada una de las tolvas de cada
máquina.
3.- Dos operadores son los encargados de vaciar los costales en los conos
repartidores (tolvas) sin descuidar que estos se queden vacíos.
4.- En las máquinas envasadoras antes de iniciar el proceso se colocan rollos
plásticos con la información requerida de acuerdo con la cantidad y la
presentación.
5.- Luego que la materia prima es vaciada y esta cae por gravedad
directamente a cada de los cuatros vasos con la que cuentan cada máquina,
estos vasos giran a una velocidad controlada y en cada vuelta el producto es
descargado en los sobres, una vez llenado estos son sellados mediante un cierre
térmico.
6.- Todos los sobres se envasan en una funda con capacidad de 100 sobres
cada funda.
7.- Luego los paquetes son vaciados en un tanque móvil con capacidad de 200
paquetes
8.- El operador tiene que esperar que se llene el tanque móvil para trasladarlo.
9.- Un operador traslada los tanques móviles de cada máquina hasta el área de
envasado final donde lo vacía en otro tanque de mayor capacidad.
10.- Dos operadores llenan los paquetes en costales y cartones según lo
requerido y luego los paletizan.
11.- Finalmente el producto es enviado a la bodega de producto terminado
para su previa distribución.
2.1.3 Análisis del proceso de envasado
En el siguiente diagrama se muestra el análisis del proceso actual:
Mediante el diagrama analítico se determinó los tiempos y la distancia recorrida
de la materia prima hasta llegar a la bodega de producto terminado. Para el
estudio se envasaron 125 kilogramos que fueron distribuidos en las 5 máquinas
envasadoras y envasado en sobres de 1,8 gramos.
Situación actual y Diagnóstico 31
N° Tiempo N° Tiempo
Operación 7
Transporte 4
Inspección
Espera 1
Almacenamiento 1
Actividad combinada
13
1 6 35
2 2 3
3 1
4 55
5 10
6 5
7 5
8 5 18
9 1
10 7
11 2
12 2 15
13
101 71 7 4 1 1
Llevar la materia prima hasta el area de vaciado
Llenar las fundas de 100 sobres en costales con
capcidad de 100 unidades (fundas), en total de las 5
maquinas fueron 695 fundas.
Llevar los costales hasta las tolvas
Vaciar los costales de 25 kg en cada tolva
Llenado y selledo automático de sobres de 1.8 gramos.
(100 sobres)
Llenado y sellado en fundas de 100 unidades
Vaciar en una tina las fundas. (139 fundas por maquina)
Colocar las fundas de 100 sobres en un tanque movil
con capacidad de 220 unidades.
jueves, 05 de julio de 2018Fecha:
Glutamato Monosodico
Elaborado Por:
TOTAL
Almacenar el producto terminada
Esperar a que se llene el tanque para que otro operario
lo trasnporte al area de envasado fina.
N°
Proceso: RESUMEN
ACTUAL
TOTAL
ACTIVIDAD
Tiem
po
en
min
uto
s
PROPUESTO
Aprobador Por:
Personas:
Material:
El diagrama empieza:
El diagrama termina:
SIMBOLOS
Es el tiempo que se necesito en colocar los 139 paquetes en estudio,
Transaporte de la Materia Prima desde la bodega de almacenamiento al proceso de
envasado
Envio del producto envasado hasta la bodega de almacenamiento.
Cada 100 sobres envasado y sellado la máquina realiza una pausa
para que estos se envasen en otra funda, para el estudio se envasaron
13889 sobres en cada máquina.
10 operarios
DIAGRAMA DE ANALISIS DEL PROCESO ACTUAL DE ENVASADO DE GSM
OBSERVACION
El tiempo que se tomo es el envasado de 695 fundas de 100 sobres.
Para el estudio solo se lleno hasta 139 unidades
El transporte lo realiza una sola persona, se tomo el tiempo de ida y
vuelta.
Enviar el producto terminado hasta la bodega
Cada se transporta 40 costales de 25kg.
1 costal para cada maquina
La capacidad de las tolvas son de 850kg Para el estudio se vacio 1
costal de 25 kg por cada tolva
Envasado de GSM
Dista
ncia
en
Metro
s
Transportar los tanques moviles hasta el area de
envasado final
Paletizar los costales
Figura 10. Análisis del proceso de envasado de GMS, Información tomada de Investigación Propia.
Elaborado por Stalin Tello.
GMS
Situación actual y Diagnóstico 32
Durante el recorrido del producto se observa que se realizan siete operaciones,
cuatros transporte, una demora y una actividad de almacenamiento. El tiempo
total que se tardan los cincos máquinas en envasar 125 kg en 69444 sobres de
1.8 gramos es de 101 minutos y la distancia que recorre hasta la bodega de
almacenamiento es de 71 metros lineales.
2.1.4 Capacidad de producción
Los cincos máquinas envasadoras tiene una capacidad de envasado teórica de
300 sobres de 1.80 gramos cada una por minutos según las especificaciones del
fabricante, las misma que en un turno de 8 horas estas están diseñadas para
envasar 1296 kilogramos por turno, estos solo incluyen las actividades de
envasado primario.
La capacidad teórica de la línea se determinó en base a las especificaciones
técnica de la misma, cuyas operaciones fueron diseñadas para envasar 200
sobres/minutos con las 5 máquinas en un turno de 8 horas, éstas envasarían 864
kilogramos. En la actualidad las máquinas y la línea trabaja con una eficiencia del
85%, esto se debe a las diferentes tareas manuales que se realiza al transportar
el producto durante el proceso.
La capacidad efectiva o producción razonable que puede alcanzar la línea es
de 734 kilogramos/turno según los métodos establecidos, la capacidad real se la
obtuvo mediante el cursograma analítico (ver figura 10), para esto se realizó el
estudio de envasado a 125 kilogramos (25 kg/máquina) la cual se tardó 101
minutos todo el proceso desde el transporte de la materia prima hasta él envió del
producto terminado a la bodega.
Con los datos dados anteriormente se procede a calcular, la utilización y la
eficiencia de la línea.
Situación actual y Diagnóstico 33
En el Tabla 5 se calcula la capacidad real dando un valor de 592 kilogramos en
un turno de 8 horas, seguido a esto se calcula la utilización de la planta dando un
valor del 69% y la eficiencia del 81%.
Tabla 5. Capacidad de producción
N°
de
Máq
uin
as
Estándar Producción de la
línea (unidades/minutos
) Kilo
gra
mo
s
en
vasad
os/h
ora
Ho
ras -
Día
s
Capacidad
Diseñada (kg
/turno) Efi
cie
ncia
Cap
acid
ad
Efe
cti
va
Capacidad real de la línea
kg/turno uti
lizació
n
Efi
cie
ncia
5 200 108 8 864 85%
734 592 69%
81%
Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
Mediante el diagrama de análisis del proceso se determinó el tiempo total de
envasado de la línea indicando que para envasar 125 kilogramos de GMS en
sobres de 1.8 gramos se tarda 101 minutos debido a las tareas manuales las
máquinas no alcanzan su máxima capacidad.
2.1.5 Registro de problemas
En el análisis del diagrama de recorrido se observa el problema más frecuente:
Situación actual y Diagnóstico 34
Cuello de botella. - este problema se da al momento de transportar el producto
envasado en paquetes (100 sobres) de las 5 máquinas hasta el área donde se
envasa final en costales o cartones.
2.2 Análisis y diagnóstico
A continuación, se determinó mediante un diagrama causa-efecto, las causas
que afectan a proceso de envasado.
2.2.1 Análisis de datos e Identificación de problemas
El problema registrado como es el cuello de botella que se genera en el
transporte de producto en proceso desde la máquina donde se colocan los
paquetes (100 sobres) para que estos sean llevados mediante un tanque móvil
hasta el envasado final, esto lo realiza una sola persona, pero hay veces donde el
operador no se alcanza en llevarlo hasta la otra área, esto hace que se paralice
las máquinas debido a que no tiene lugar donde colocar los paquetes. A
continuación, mediante un diagrama causa-efecto se analizaron las causas del
problema.
Figura 11. Diagrama Causa-Efecto del cuello de botella, Información tomada de investigación propia.
Elaborado por Stalin Tello.
Método Material
EntornoMáquinaHombre
Condiciones
de trabajo
Falta de
operador
Falta de
estándares
Acumulación de
materiales en
las maquinas
Tiempos
improductivos
Distancia
Largas
DIAGRAMA CAUSA-EFECTO / CUELLO DE BOTELLA AL TRANSPORTAR LOS PAQUETES DESDE LA MAQUINA ENVASADORA HASTA EL
ENVASADO FINAL
- Sector de Producción
CUELLO DE
BOTELLA AL
TRANSPORTAR
LOS PAQUETES
DESDE LA
MAQUINA
ENVASADORA
HASTA EL
ENVASADO
FINAL
Velocidad de
la máquina
Material pesado
Operador no
Capacitado
Cansancio del
operador
EQUIPO DE TRABAJO: TELLO CASIERRA STALIN
Situación actual y Diagnóstico 35
Mediante el diagrama causa-efecto se concluye lo siguientes:
Debido a las tareas repetitivas que realiza el operador se cansa, debido a esto
baja su ritmo de trabajo, otra causa es que el mismo no está capacitado para
realizar esta tarea hay veces que este no se alcanza y es ayudado por otro
operador para continuar con el flujo del producto en proceso, las distancias de
recorrido es otra de las causas normalmente el individuo recorre 18 metros
lineales en ida y vuelta.
Otras de las causas es que los operadores de las máquinas como ya están
experto en su área aumentan la velocidad de la máquina para terminar rápido o
cumplir con su producción diaria establecida a cada uno.
Los tiempos improductivos. – cuando se llena el tanque móvil, el operador de la
máquina envasadora tiene que parar o transportarlos hasta el área de envasado
final ayudándoles al operador que transporta los tanques móviles, este problema
también se repite en el área de envasado final cuando el producto no llega a
tiempo los operadores realizan otras actividades o viceversa cuando este se
acumula demasiado producto y no hay espacios.
2.2.2 Impacto económico de problema
El 19 % de ineficiencia de la línea de producción que genera el cuello de
botella al momento de transportar en un tanque móvil las fundas (100 sobres
cada una) hasta el envasado final, ocasiona el impacto económico porcentual se
indica Tabla 6.
Tabla 6. Impacto económico del problema
Problemas generados % de impacto
Paros en máquinas 50%
Tiempos improductivos en otras áreas 25%
Falta de capacitación 25%
Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
Situación actual y Diagnóstico 36
2.2.3 Diagnóstico
Sin lugar a duda al hacer el análisis exhaustivo del envasado hasta el
almacenamiento final, pasando por sus distintas operaciones se llega a la
conclusión que el proceso experimenta perdidas en el traslado manual del
producto, del envasado primario al secundario generando cuello de botella, se
evidencia que la línea de producción no se aprovecha debidamente su capacidad
debido a los errores de transportación, todas estas circunstancias no permiten a
la empresa ser competitiva y aumentar su participación en el mercado.
Capítulo III
Propuesta y evaluación económica
3.1 Propuesta
Con los resultados obtenidos en el capítulo II y el diagnóstico realizado se
identificó un cuello de botella que se genera al transportar los paquetes de 100
sobres en el tanque móvil hasta el envasado final, se propone reducir este
problema mediante un sistema de transporte y llenado final automático.
La propuesta consiste en transportar automáticamente los paquetes por una
cinta transportadora que es controlada por dispositivos contadores y sensores
electrónico y el llenado final se colocará una estructura tipo carrusel que permite
sujetar 4 sacos y que es impulsado por un motor de 4 HP girando en sentido de la
manecilla del reloj asimismo es controlado por un sensores eléctricos y
contadores.
3.1.1 Planteamiento de la solución al problema
La propuesta consiste básicamente en reemplazar las tareas de colocar los
paquetes en los tanques móviles y transportarlos manualmente hasta el área de
envasado final, en donde son vaciados en una tina metálica de grandes
dimensiones para proceder al llenado manual en costales y cartones por un
sistema de transporte y llenado final automatizado.
Al salir el producto del envasado primario, los sobres son llenados en fundas
con capacidad de 100 sobres que son efectuado por el operador de la máquina,
estos paquetes se envían por una pequeña rampa que conecta a la máquina con
la cinta transportadora controlada por sensores electrónicos, esto se repite en las
5 máquinas, de esta manera unificaríamos el sistema de transporte creando una
sola línea de producción, unificado mediante dispositivos contadores se asegura
un flujo constante del producto hasta el envasado final.
En cada máquina se colocará un dispositivo contador electrónico que permita
censar el paso de los paquetes para así garantizar un correcto envasado. Al final
de la cinta transportadora se colocará un sistema electromecánico tipo (carrusel)
que consiste en una base redonda divida en cuatro partes iguales y soldada una
pequeña estructura que me permita asegurar los sacos que se van a llenar.
Propuesta 38
Todo el sistema mencionado en el párrafo anterior debe de estar montado
sobre un eje rotatorio impulsado por un motor eléctrico en el sentido de las
manecillas del reloj la cual tiene una capacidad de llenar 4 sacos en un giro. Este
sistema está conectado a la cinta transportadora donde al final está colocado un
dispositivo contador que permite el correcto llenado de los paquetes a los
costales o cartones.
Todo el sistema automatizado del trasporte y envasado secundario está
controlado por un ordenador industrial (PLC).
En el diagrama se puede aprecia el nuevo diagrama de recorrido propuesto, en
donde los paquetes viajan de una manera sincronizada, a una distancia
establecida por los dispositivos electrónicos, también se puede aprecia que ya no
se utilizaría un operador para transportar los paquetes.
Propuesta 39
Arrib
a
Arriba Arriba
Arrib
aC
inta
tran
spo
rtad
ora
Cinta
Transportadora
Arrib
aAr
riba
Cin
ta
Tra
nsp
ort
ado
ra
Rampa
Rampa
Rampa
Ram
pa
Ram
pa
Figura 12. Diagrama de recorrido propuesta planta baja, Información tomada de investigación propia.
Elaborado por Stalin Tello.
Propuesta 40
3.1.2 Costos de la propuesta
El costo de la propuesta está dado por los diferentes equipos, dispositivos
electrónicos y la mano de obra a continuación en el Tabla 7 Y 8 se detallan los
equipos a utilizar.
Tabla 7. Costo total en equipos y dispositivos electrónicos
Equipos Descripción Costo
Motor eléctrico Trifásico 2hp 60hz $325,00
Plancha de 4mm inoxidable Inoxidable $280,00
Tubo redondo ¾ Inoxidable $195,00
Engranaje nailon 6PLA 40mm $175,00
Tramo de cita o banda transportadora
Con rodillos intercalados de acero inoxidable
$4.560,00
Motor eléctrico Trifásico de 1hp 60hz $215,00
Dispositivo electrónico Sensor contador $85,00
Tabla de maniobra Con plancha inoxidable de
2mm $130,00
PLC o autómata programable Logo 8 modelo con
pantalla $485,00
Contactores y rely Bobina de 120 v en alterna $320,00
Magneto térmico de protección general y guarda
motores
Curva de disparo en miliamperios
$560,00
Porta fusibles Tipo cilíndricos $90,00
Reguladores de velocidad De potenciómetro incluido $870,00
Bornero de conexión Ignifugo $45,00
Dispositivo electrónico de temperatura
Visualizador permanente $78,00
Pulsadores selectores pilotos Normados $295,00
Total $8.708,00
Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
Propuesta 41
El coso total en equipos y dispositivos electrónicos asciende hasta $8.708
dólares.
Tabla 8. Costo total en mano de obra
Mano de obra
Jefe de Proyecto $1.200,00
Mecánicos $2.500,00
Eléctricos $1.600,00
Total $5.300,00
Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
El costo de la mano de obra lo constituye el jefe quien liderará el proyecto, el
personal que estará a cargo de la parte mecánica y los eléctricos, en total el costo
asciende a $ 5.300 dólares. El costo total del proyecto asciende a $14.008
dólares.
3.2 Evaluación económica y financiera
La evaluación económica y financiera que se realizará en el presente proyecto
permitirá poder analizar y evaluar la viabilidad del proyecto, con el objetivo de
poder determinar el rendimiento de la inversión de esta manera optimizar los
recursos y así poder obtener beneficios para la empresa.
3.2.1 Plan de inversión y financiamiento
El financiamiento se lo realizará por medio de una entidad bancaria ya que en
la actualidad acceder a estos préstamos es más fácil y rápido.
3.2.2 Evaluación financiera (TIR, VAN, Periodo de recuperación del
capital)
Mediante esta evaluación se podrá determinar la capacidad financiera del
proyecto, la cual será medida mediante los siguientes indicadores:
VAN= Valor Actual Neto
TIR= Tasa Interna de Retorno
Propuesta 42
B/C= Relación beneficio costo y FNE= Flujo neto efectivo
El VAN nos permite conocer la medida de rentabilidad de un proyecto de
manera absoluta, trayendo al presente el valor de los flujos de caja futuros con
una tasa de interés fija y con la Tasa Interna de Retorno podemos conocer la
factibilidad de inversión en términos porcentuales, se define como la tasa de
descuento que iguala al VAN a 0.
Si TIR > 0 Tasa de descuento: El proyecto es viable
SI TIR = 0 Tasa de descuento: El proyecto es postergado
Si TIR < 0 Tasa de descuento: El proyecto no es viable
De acuerdo con el anexo # 1 la tasa activa efectiva máxima para el sector
productivo empresarial es de 10.21 según el Banco Central del Ecuador, el
número de periodos es de 6 meses, el flujo efectivo proyectado se establece en el
Tabla 9.
Tabla 9. Flujo neto efectivo proyectado
DATOS VALORES
Numero de periodos 6
Tipo de periodo Mensual
Tasa de descuento (i) 10,21%
DETALLE
PERIODOS MENSUALES
0 1 2 3 4 5 6
FLUJO NETO DE EFECTIVO
PROYECTADO
-$ 14.008,00
$ 7.200,00
$ 7.560,00
$ 7.938,00
$ 8.334,90
$ 8.751,65
$ 9.189,23
Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
Propuesta 43
El valor actual netos es de $20.839,19, al ser un valor positivo el proyecto es
viable, el valor se la calculó con la formulas del Excel avanzado la misma que
coincide con los datos calculados de manera manual y mensualmente detallado
en el Tabla 10.
Tabla 10. Valor Actual Neto
CALCULO DEL VALOR ACTUAL NETO (VAN)
PERIODO FNE (1+i)n FNE/(1+i)n
0 -$ 14.008,00 -$ 14.008,00
1 $ 7.200,00 1,1021 $ 6.532,98
2 $ 7.560,00 1,2146 $ 6.224,15
3 $ 7.938,00 1,3386 $ 5.929,91
4 $ 8.334,90 1,4753 $ 5.649,58
5 $ 8.751,65 1,6259 $ 5.382,51
6 9.189,23 1,7920 $ 5.128,06
Total $ 20.839,19 Información tomada de Investigación Propia. Elaborado por Stalin Tello.
De la misma manera que se procedió a calcular la tasa interna de retorno en
Excel la cual nos da un valor de 50.46% donde se puede indicar que el proyecto
si es factible ya que el valor es mayor que cero.
Figura 13. Tasa Interna de Retorno, Información tomada de investigación propia. Elaborado por Stalin
Tello.
-10 000.00
-5 000.00
0.00
5 000.00
10 000.00
15 000.00
20 000.00
25 000.00
30 000.00
35 000.00
0% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85%
VA
N
TASA DE DESCUENTO
Propuesta 44
En la figura 11 se observa las diferentes tasas de descuentos en donde se
puede aprecia que el valor mayor a cero es 50.46%.
3.3 Programación para puesta en marcha
La programación se lo realizo en base a la necesidad de implementar lo más
rápido posible el sistema para erradicar los problemas existentes en el proceso,
en donde se elaboró un cronograma la cual consta de tres fases:
3.3.1 Planificación y Cronograma de implementación
El cronograma de la implementación de la propuesta se lo realizará en tres
fases, la primera es la planificación, la segunda fase seria construcción y la
tercera la pruebas y correcciones del sistema.
Figura 14. Cronograma de implementación de la propuesta, Información tomada de investigación
propia. Elaborado por Stalin Tello.
Nombre d
e Activid
adDura
ción (Dia
s)12
3456
78910
111213
141516
171819
202122
232425
262728
293031
323334
353637
383940
414243
4445
Fase 1 Pl
anificació
n 12 d
ias
Levantar
información
2 día
s
Establece
r posibles
recorrido
s 3 día
s
Diseño y s
imulación
del sistem
a 7 día
s
Fase 2 Co
nstrucció
n 27 d
ías
Ensamble
y acople
mecánico
12 días
Soldar y r
emachar e
structura
5 días
Instalació
n eléctrica
y de disp
ositivos el
ectrónicos
6 día
s
Cuadro de
maniobra
s y progra
mación d
el (PLC)
4 días
Fase 3 Pr
uebas
6 días
Inspección
final
2 días
Probar el
sistema
4 días
Propuesta 45
La implementación del sistema automatizado propuesto tiene una duración de
45 días laborables.
3.4 Conclusiones
El cuello de botella generado por el sistema de transporte actual lleva a la
conclusión, que hace improductividad a la(s) empresa(s) por los constantes paros
de máquinas junto con los errores cometidos por los operadores ya que realizan
de forma manual el transporte del producto desde el envasado primario hasta el
final que de seguir dándose estas anomalías en el proceso la empresa no sería
competitiva ante un mercado globalizado.
3.5 Recomendaciones
Basado en las experiencias profesionales podemos recomendar para el sector
productivo la inmediata instalación de un sistema autómata (PLC) mediante un
sistema mecánico acoplado al proceso, garantizando un flujo constante del
producto, así eliminaríamos los procesos manuales, fatigas en los operadores,
prescindiendo de personal al automatizar el transporte del producto donde
personal sobrante se utilizaría para otras actividades y así de esta manera se
gene un ahorro para la empresa y a la vez aumentado su productividad
ANEXOS
Anexo 46
Anexo 1. Tasa de intereses según sectores
Información tomada del BANCO CENTRAL DEL ECUADOR
Bibliografía 52
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