E. Lugo Cornejo *
M.G. Guerrero Porras**
B.Ponce Medina***
B.R. Lugo Guerrero****
Instituto Tecnológico de Ciudad Valles, México
efrain.lugo@tecvalles.mxRESUMEN
La utilización de las técnicas de la ingeniería industrial juega un rol muy importante en el análisis de datos para apoyar la toma de decisiones, permite determinar el grado de aprovechamiento de los recursos de una empresa, convertir los datos en información que agregue valor a la organización. El propósito del proyecto fue demostrar la utilidad de una de las siete herramientas de la calidad y dar la oportunidad de mejora con la aplicación de las técnicas recomendadas por la Organización Internacional del Trabajo. Se aplicaron métodos y técnicas estadísticas que constituyen el medio efectivo para medir y evaluar imparcialmente la calidad en el proceso de producción mediante el levantamiento de datos muestrales y la aplicación del gráfico del control estadístico. Se detectó que en parte del proceso existen errores tales como falta de mantenimiento preventivo y correctivo, tiempos de espera, errores en la comunicación organizacional así como las oportunidades de mejora.
Se revelaron datos importantes del comportamiento del proceso, tales como diagnóstico general, cursogramas analíticos que muestran el desarrollo del proceso de las actividades mediante símbolos de operación, transporte, demora, inspección y almacenamiento, materia prima, materiales, mano de obra, maquinaria y medio ambiente, así como las posibles propuestas de mejora en cada uno de los puntos analizados.
Palabras clave: Estudio del trabajo, control estadístico. Histogramas de frecuencia
ABSTRACT
Using the techniques of industrial engineering plays an important role in data analysis to support decision-making, to determine the degree of utilization of company resources, turning data into information that adds value to the organization. The purpose of the project was to demonstrate the usefulness of one of the seven quality tools and provide the opportunity for improvement with the application of those recommended by the International Labour Organization techniques. Methods and statistical techniques are effective means of measuring and impartially evaluate the quality in the production process by lifting sample data and the application of statistical control chart were applied. It was found that there are errors such as lack of preventive and corrective maintenance, timeouts, errors in organizational communication and opportunities for improvement in the process. Important data of the process behaviour was revealed, such as general diagnostic, analytical cursogramas showing process development activities by operation symbols, transportation, delay, inspection and storage, raw materials, materials, labour, machinery and half revealed environment and possible proposals for improvement in each of the points discussed.
Keywords: Work-study, Statistical control, Frequency histogram
Para citar este artículo puede utilizar el siguiente formato:
Lugo Cornejo, E., Lugo Cornejo, M., Ponce Medina, B. & Lugo Guerrero, B. (mayo de 2017): “Técnicas de ingeniería industrial para el diagnóstico operativo de una empresa industrial”, Revista TECTZAPIC, Volumen 3, Nº 1. En línea:
http://www.eumed.net/rev/tectzapic/2017/01/empresa-industrial.html
http://hdl.handle.net/20.500.11763/tectzapic1701empresa-industrial
INTRODUCCIÓN
La aplicación de las técnicas de ingeniería industrial para medir la eficiencia en el proceso de una empresa embotelladora de agua purificada que cuenta con gran prestigio, pero que por múltiples razones no habían sido analizadas sus funciones cuantitativamente.
Se aplicó el gráfico de control estadístico en el área de llenado de botellas PET, en botellas de 0.5 litro por ser la de mayor demanda en el mercado.
Una de las técnicas empleadas fue el muestreo del trabajo, el cual se explica así “es una técnica que se basa en la recolección de datos. 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 y continuamente cada una de las máquinas de dicha zona y registrar el momento y la causa de cada interrupción”. (O.I.T. p. 144)
La necesidad de la dirección de la planta de conocer el estado real del proceso de llenado de las botellas de agua en sus diferentes presentaciones, es decir, un diagnóstico completo, dado que las condiciones con las cuales se trabaja no son las óptimas.
Y ver la oportunidad de mejora y aplicación de las técnicas de estudio del trabajo, recomendadas por la OIT (Organización Internacional del Trabajo) se revelan datos importantes del comportamiento del proceso que ayuda en la toma de decisiones.
En esta investigación analizó el proceso de llenado de botellas y mediante la observación y toma de muestras aleatorias se obtuvieron diagramas de estudio del trabajo, cursogramas analíticos, análisis de causa-efecto, mediciones en la eficiencia de la maquina llenadora, análisis en la demora de los procesos y desperdicio de la materia prima.
METODOLOGÍA
El cronometraje consiste en medir con un cronómetro el tiempo empleado por un operario para ejecutar una operación determinada.
El tiempo takt, es el tiempo en el que se debe obtener una unidad de producto. Es un término muy conocido en la manufactura el cual se utiliza para establecer el tiempo que se debe tardar en completar una unidad para cumplir con la demanda (Ortiz, 2006).
Para todas las etapas del estudio fue necesario aplicar el criterio de aleatoriedad en el muestreo para así normalizar los datos. Para obtener la muestra se utilizó la tabla de la norma mil-std-105E para muestras por atributos, por ser una producción intermitente, es decir, se produce de acuerdo a las necesidades del mercado y el stock en almacén de producto terminado se tomaron las 8 horas diarias como población para obtener la cantidad de horas de estudio. Para la etapa de aplicación se consideraron los 6 días laborables como población para conocer los días que se aplicarían en una jornada completa el gráfico de control y conocer el comportamiento real del contenido del producto en botellas de 0.5 litros. Se consultó la tabla de la norma mil-std-105E para atributos (Tabla 1), con un tamaño de lote de 8 horas diarias laborables; en el intervalo de 2 a 8 se encuentra el número de muestras y al desplazar en dirección horizontal desde el intervalo de tamaño de lote y debajo del nivel de inspección normal (II) se encuentra la letra A
En la tabla 2, muestreo único inspección normal de la norma mil-std-105E, se encuentra la letra A con un tamaño de muestra de 2 horas diarias.
Por tanto de una población (lote) de 8 horas laborables al día, se tomó una muestra de 2 horas diarias de estudio.
Para la puesta en marcha se consideró la jornada completa de trabajo durante los días laborables y para obtener la muestra de que día de la semana se hizo uso de la tabla de la norma mil-std-105E para muestras por atributos, considerando como población (lote) 6 días laborables.
Se consultó la tabla de la norma mil-std-105E para atributos (Tabla 1), con un tamaño de lote de 8 horas diarias laborables; en el intervalo de 2 a 8 se encuentra el número de muestras, al desplazar en dirección horizontal desde el intervalo de tamaño de lote y debajo del nivel de inspección normal (II) se encuentra la letra A. En la tabla 2, muestreo único inspección normal de la norma mil-std-105E, se encuentra la letra A con un tamaño de muestra de 2 días de la semana.
Por tanto de una población (lote) de 6 días laborables, se tomó una muestra de 2 días de estudio para la puesta en marcha. Se utilizó la técnica del interrogatorio recomendada por la OIT para efectuar un examen crítico de las actividades en las diferentes facetas de producción y poder visualizar algunas prácticas de producción que se realizan durante el proceso de llenado de botellas PET.
Se elaboró la distribución de planta del área de llenado en la empresa al igual que el diagrama de flujo del proceso de llenado, así como el estudio del trabajo, mediante el siguiente cursograma (fig. 1), que presenta un cuadro general de las operaciones e inspecciones que se realizan durante el proceso.
Para realizar el estudio del llenado de botellas PET de 0.5 litros a mayor detalle, se analizaron las actividades de operación por medio de cursogramas analíticos, en la siguiente tabla 3 se representan los tiempos totales promedios durante el lleno de botellas PET de 0.5 litros.
Durante la observación se analizaron los tiempos de espera por paros no programados, retrasos en inicio de producción al inicio de operaciones, después del receso para alimentos y por ajustes de maquinaria y equipo los cuales se reflejaron en la tabla no. 4
En la gráfica 1 se representa el comportamiento del llenado, el color azul representa la cantidad de veces que se utiliza el total de válvulas que se llaman para efectos del estudio eficiencia y el color rojo la cantidad de veces que no se utiliza el total de válvulas que se nombran como ineficiencia, también se ilustra el llenado en función al comportamiento respecto a la producción estimada representadas en la gráfica. Por tanto la eficiencia e ineficiencia de la envasadora en las diferentes tipos de botellas de estudio es de 84%, 80% y 76% respectivamente, mientras que la ineficiencia en estos productos se encuentra en un 16%, 20% y 24%
Se presenta un promedio aproximado en las observaciones realizadas en el derrame o desperdicio de producto (ver tabla 5), este se sucede en el momento de envasado de producto debido al desajuste de empaques en válvulas de llenado, para lo cual se diseñó un dispositivo que recolectó la mayor cantidad de líquido durante observación.
En la tabla 6 están los datos relacionados con la cantidad de botellas que se podrían producir con el desperdicio de agua derramada de botellas de estudio, las piezas por hora es producción esperada, es decir la cantidad de botella envasada si se utilizaran las 9 válvulas de llenado.
Control Estadístico del Proceso (CEP) del llenado de botellas PET
Al no existir una especificación determinada en donde se describa el contenido permitido y la tolerancia máxima y mínima, es la misma botella la que da el contenido del producto, y en base a la experiencia del personal se logró establecer que el contenido permitido es el siguiente en mililitros:
Es decir, el contenido se acepta si se encuentra con las cantidades siguientes 500, 495 y 490 ml, contenidos revisados de forma visual y empírica. Si el contenido se encuentra en 485 ml. la botella causa una inconformidad en su calidad.
La tabla 3 son los datos recabados en dos aplicaciones considerando subgrupos de cinco muestras cada hora, las mediciones del líquido se hicieron con vasos de precipitado graduados para laboratorio de 500 y 10 ml.
RESULTADOS
Los resultados relevantes en el llenado de botellas PET en la empresa fueron los siguientes:
Demora en el proceso
La tabla 7 representa el resultado que se observó en que las operaciones que agregan valor al producto solo representan en tiempo 4.11 minutos mientras que las demoras 16. 44 min. en promedio. Las actividades de transporte y almacenamiento no representan un tiempo estimado ya que, para el primero de ellos, las distancias no son considerables, sucesivamente el área donde se deposita la botella vacía es una “estación de materia prima” donde el tiempo de estancia de los paquetes es reducido y son las mismas que se van produciendo.
Aquí se observan dos datos relevantes. El primero de ellos es el tiempo promedio que se invierte en las operaciones que agregan valor durante la fabricación que es de 3.83 min. El siguiente de ellos representa la demora a lo largo del proceso que es de 16.44 minutos.
Por tanto, la gráfica 2 describe que las demoras representan un 75%, mientras que las operaciones forman parte de un 25% del proceso de fabricación.
Otro importante hallazgo es cuando se tiene la botella previamente etiquetada ya que dió como resultado un tiempo efectivo en las operaciones de 3.65 min. y aún más, resulta interesante saber que el tiempo de demora se reduce a 8.03 min.
La gráfica 3 muestra que haciendo un cambio en una las actividades se podrían reducir tiempos de demora hasta en un 49%, mientras una reducción en las operación de un 11%. Vale la pena comentar que para cualquier cambio es necesario un estudio técnico a profundidad para saber cualquier seria el costo-beneficio de la implementación.
La gráfica 4 representa la proyección que se dejan de producir por 16.44 minutos de demora en botellas de 0.5 litros, considerando un promedio estimado de 21 piezas por minuto (ver tabla 5) respecto a los 16.44 minutos de demora durante el proceso, así como el volumen de proyección por turno, semana y mes.
Resultado de las causas y efectos del llenado de botellas
Las diferentes causas que se reflejan en el diagrama de Pareto, se analizan en la tabla 8 donde se presentan las cinco áreas de estudio, las observaciones encontradas en cada una de ellas y la sugerencia de mejora para una mayor productividad y eficiencia en el proceso de llenado de botellitas PET.
Efecto y resultado de la eficiencia de llenadora
Del análisis del llenado de botellas, el resultado de la eficiencia considerando el uso de las nueve estaciones es de 80 %, mientras que representa un 20 % de la ineficiencia de la misma (ver gráfica 5).
Interpretación y resultado del CEP en el llenado de botellas
Para la gráfica 6 fue necesario agrupar dentro de un círculo algunos puntos, los primeros de ellos son las observaciones 1,2,3; los siguientes son aquellas observaciones 4,5,6,7 y por último del 8 al 14. Por el comportamiento de la distribución se conoce como patrón cíclico, ya que, se observan ciclos repetidos en la gráfica y puede ser motivados por las llamadas “causas especiales o causas asignables” es decir, cambios sistemáticos de temperatura o fatiga del operador o rotación de personal en diferentes estaciones de trabajo o fluctuaciones de presión en maquinaria.
Por lo anterior, el proceso de llenado de botellas PET se encuentra fuera de control y es confirmado por el “Índice de Capacidad del Proceso (Cpk)”, que proporciona información de la estabilidad o inestabilidad del mismo para producir un resultado dentro de límites de control predefinidos superior e inferior.
Por tanto, haciendo uso del índice recomendado de capacidad mínima de proceso para especificaciones con dos límites es igual a 1.33 (ver tabla 10).
CONCLUSIONES
La aplicación del Control Estadístico ha dado la oportunidad de hacer uso de la Ingeniería Industrial. La aplicación de técnicas del estudio del trabajo, control de calidad y la estadística permiten dar a conocer una “radiografía” del estado en que se encuentra el área de producción de la empresa. Por lo tanto se llega a las siguientes conclusiones:
1.- Reducción del tiempo de demoras durante el proceso y para aumentar la producción, mediante los estudios del trabajo recomendados.
2.- Reducción de tiempos de espera improductivos y así agregar valor productivo al proceso. Mediante las técnicas recomendadas por la OIT (Organización internacional del Trabajo).
3.- Eliminación de las causas que inciden de manera improductiva en las áreas de estudio en el llenado de botellas PET siguiendo las recomendaciones como oportunidad de mejora.
4.- Aumento en la eficiencia del equipo de llenado utilizando las nueve estaciones con las que cuenta esta manera aumentar la producción implementado un balanceo de la línea de producción.
5.- Disminución del desperdicio de producto tomando las medidas necesarias de mantenimiento.
6.- Reducción de la variabilidad en el contenido del producto estudiando a profundidad las causas especiales que lo motivan.
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** Docente del departamento de Ciencias Económico Administrativas. Instituto Tecnológico de Cd. Valles, guadalupe.guerrero@tecvalles.mx
*** Docente del departamento de Ingenierías Tecnológico de Ciudad Valles.baldomero.ponce@tecvalles.mx
**** Estudiante Ingeniería en Gestión Empresarial. Instituto Tecnológico de Ciudad Valles.14690049@tecvalles.mx
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