Diseño de Sistemas de Produccion USMP

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Curso "Diseño de Sistemas de Produccion" de la USMP - 2014

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DISEÑO DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN:

DISEÑO DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Docente: Ing. Rafael Figueroa Lezama

NATURALEZA DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCION:

NATURALEZA DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCION

SISTEMAS: CONCEPTO, CARACTERÍSTICAS, CLASIFICACIÓN:

SISTEMAS: CONCEPTO, CARACTERÍSTICAS, CLASIFICACIÓN

Sistemas:

CONCEPTO En el sentido más amplio, un sistema es un conjunto de componentes que interactúan entre si para lograr un objetivo común . Un sistema es un conjunto de objetos y/o seres vivientes relacionados de antemano, para procesar algo que denominaremos insumo, y convertirlo en producto definido por el objetivo del sistema y que puede o no tener un dispositivo de control que permita mantener su funcionamiento dentro de los límites preestablecidos. Sistemas

Sistema Insumo Producto:

Diagrama: Insumo-producto Sistema Insumo Producto CONTROL CONTROL CONCURRENTE Acción correctiva PROCESO Insumo Control Preventivo PRODUCTO Retroalimentación (información) Control Correctivo

Sistema Insumo Producto:

La finalidad de un sistema es la razón de su existencia . Así tenemos por ejemplo: U n sistema legislativo para estudiar los problemas que enfrentan los ciudadanos y aprobar la legislación que los resuelva. El sistema de encendido de un automóvil tiene el claro propósito de quemar el combustible para crear la energía que emplean los demás sistemas del automóvil . Sistema Insumo Producto

CARACTERISTICAS:

Estabilidad Es la propiedad del sistema para resistir perturbaciones, evitando que deje de cumplir su objetivo. Pronóstico Son acciones tendientes a lograr el propósito previsto. Realimentación Es la función que consiste en tomar informes de lo que se está produciendo y compararla con un criterio preestablecido para tomar inmediatamente una acción correctiva, según el resultado de esta comparación. CARACTERISTICAS

Clasificación de los sistemas :

Los abiertos y los cerrados Los abiertos interactúan con su medio ambiente (reciben entradas y producen salidas). los cerrados son aquellos que no interactúan con su medio ambiente . Los físicos y los abstractos . Los físicos son aquellos que existen físicamente. Los abstractos son aquellos que solo existen en forma conceptual, en la mente de alguien. Los naturales y los elaborados . Los naturales son aquellos creados por la naturaleza. Los elaborados son aquellos creados por el hombre. Clasificación de los sistemas

Clasificación de los sistemas :

Los sistemas de hombres y máquinas Son aquellos integrados por hombres y máquinas cuya combinación tiene por objeto transformar algo, producir algún producto o servicio. Sistemas y subsistemas . El sistema total. Los subsistemas son sistemas que integran al sistema principal. Sistemas de producción De procesos. Por medio de un proceso común se elaboran todos los productos En órdenes. Cada lote de productos diferentes sigue un proceso especial. Clasificación de los sistemas

LA PRODUCCIÓN : Tecnológicamente:

Representación esquemática LA PRODUCCIÓN : Tecnológicamente Materia Prima Desechos y desperdicios Material Procesado Maquinaria Herramientas Trabajo manual Energía Proceso de Producción

LA PRODUCCIÓN : Económicamente:

LA PRODUCCIÓN : Económicamente Representación esquemática PROCESO DE PRODUCCIÓN Valor agregado MATERIAL INICIAL MATERIAL EN PROCESO MATERIAL PROCESADO

Capacidad de producción:

Capacidad de producción Una empresa dedicada a la producción no lo puede hacer todo; sin embargo tiene que realizar sólo ciertas cosas y debe hacerlas bien. La eficiencia de la producción de debe a las limitaciones físicas y técnicas de la empresa de producción y de cada una de sus plantas. Podemos identificar varias dimensiones de esta capacidad y aptitud:

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Capacidad tecnológica de proceso Es el conjunto de procesos de producción del cual dispone una empresa. Está relacionada estrechamente con el tipo de material. Incluye la pericia que tiene el personal de planta en dichas tecnologías de proceso . Limitaciones físicas del producto . La limitación sobre el tamaño y peso de los productos se extiende también a: La capacidad física de los equipos de producción. El conjunto de equipos de producción. Manejo de materiales. Capacidad de almacenamiento. El tamaño de planta tenga que planearse para productos que están dentro de un cierto rango de tamaño y peso. Capacidad de producción

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Capacidad de producción Llamada comúnmente capacidad de planta o capacidad de producción Es la máxima capacidad de producción que una planta puede lograr bajo condiciones dadas de operación : Número de turnos de trabajo por semana, Horas por turno, Niveles de mano de obra directa en la planta, etc. La capacidad de la planta se mide: Unidades producidas (productos homogéneos) Horas hombre de capacidad disponible en un taller mecánico que produce una variedad de partes por ejemplo (productos variados) Capacidad de producción

Procesos de producción :

Procesos de producción Pueden dividirse en dos tipos básicos: O peraciones de proceso Transforman un material de trabajo de una etapa a otra más avanzada, que lo sitúa cerca del estado final deseado para el producto. O peraciones de ensamble Une dos o más componentes para crear una nueva entidad llamada ensamble, sub ensamble o cualquier otra manera que se refiera al proceso de unir.

SISTEMAS DE PRODUCCION:

SISTEMAS DE PRODUCCION Concepto Es el proceso de diseño mediante el cual los elementos son transformados en productos útiles permitiendo que la empresa opere en forma efectiva. Consisten en mano de obra, equipos y procedimientos diseñados para combinar los materiales y procesos que constituyen sus operaciones de producción.

Categorías de Sistemas de producción:

Categorías de Sistemas de producción Instalaciones Sistemas de apoyo a la producción

Categorías de Sistemas de producción:

Categorías de Sistemas de producción Instalaciones Comprenden la planta, el equipo de producción , el equipo de manejo de materiales y su disposición en la planta . Existen diferentes tipos de Instalaciones en función a cada tipo de producción : Producción en baja cantidad Taller de trabajo, es de propósito general donde mano de obra es altamente calificada. Disposición de proceso , puede acomodar una gran variedad de secuencias distintas de operación para las diferentes configuraciones de las partes del producto . Producción en mediana cantidad Disposición de proceso, para producción en lotes y una variedad fuerte de productos. Disposición celular, se configura el equipo para que los grupos de productos similares pueda procesarse en el mismo equipo si la variedad de productos es suave. Producción en altas cantidades Línea de producción de un solo modelo, para productos estandarizados Línea de producción de modelos mixtos, cuando existe una variedad suave en los productos manufacturados en la línea .

Categorías de Sistemas de producción:

Categorías de Sistemas de producción Sistemas de apoyo a la producción Son procedimientos utilizados para administrar la producción y resolver los problemas técnicos y logísticos que surgen del ordenamiento de los materiales en la planta y la seguridad para que los productos cumplan con las normas de calidad: Investigación y desarrollo , participa en el proceso de desarrollo de nuevos productos y procesos . Ingeniería de manufactura , planea los procesos de producción, diseña y ordena las maquinas y herramientas. Planeación y control de la producción , es responsable de resolver los problemas logísticos en la manufactura. Control de calidad , es responsable en gran medida de que los productos sean de la más alta calidad.

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción SISTEMAS MODELO Sistema de producción continua Las instalaciones se adaptan a ciertos itinerarios y flujos de operación, que siguen una escala no afectada por interrupciones.

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción Sistema de producción en masa Se caracteriza por la producción de grandes volúmenes de productos estandarizados para mercados masivos. Sistema de producción batch / lote Se caracteriza por el sistema productivo de “lotes” de fabricación de varias operaciones a la vez y con mínimos inventarios. Sistema de producción por proyecto Para producir productos únicos elaborados uno por uno, o a partir de una idea concebida acerca o alrededor del potencial de un producto o mercado. No existe un flujo de producto; pero si una secuencia de operaciones.

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Volumen Bajo Bajo Alto Alto Proyecto Batch Masa Continua Estandarización

Tipos de Sistemas de Producción:

PROYECTO LOTE / BATCH MASA CONTINUO Producto Único Por orden (OT) Para stock Consumibles Cliente Individual Pocos Mercado masivo Mercado masivo Demanda No frecuente Fluctuante Estable Muy estable Volumen Mínimo Bajo a medio Alto Muy alto Variedad Infinita Alta Baja Muy baja Sistema De largo plazo Intermitente Líneas   Equipamiento Variado Poli funcional Especializado Altamenta automatizado Tipo de Trabajo Contrato Fabricación Ensamble Mixto, tratamientos, refinación Habilidades Expertos, maestros Amplio campo Limitado campo Supervisan los equipos (máquinas) Ventajas Calidad de trabajo a la medida Flexibilidad, rapidez, bajo costo Eficiencia, alta capacidad Alta eficiencia Desventajas No repetición Lento, costoso Inversiones, capital Dificultad para cambiar Ejemplos Constructora Imprenta, panandería Autos, TV´s, PC´s Pinturas, lubricantes Tipos de Sistemas de Producción

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción SISTEMAS PRIMARIOS DE PRODUCCION Sistema agrícola Permite desarrollar diferentes tipos de cultivos. Para desarrollar un producto agrícola se necesita una temperatura y precipitación pluvial adecuadas, una cierta cantidad de tierra cultivable, semillas, fertilizantes, insecticidas, los servicios de equipo agrícola en forma de arados y tractores y el trabajo humano el trabajo, entre los factores más importantes.

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción Sistema agrícola

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción Relación entre la economía agrícola y la administración agrícola . La economía agrícola “es la parte de la economía general que estudia los problemas económicos de la agricultura y actividades afines La administración agrícola toma como campo de estudio la empresa agrícola, y se propone, como finalidad última, elevar al máximo el ingreso neto del agricultor o empresario, partiendo de la cantidad limitada de recursos existentes en la empresa o unidad agrícola Existe un esfuerzo realizado sobre terrenos complejos, esfuerzo que, evidentemente, exige en la actualidad nuevos y sistemáticos medios de productividad que permita una efectiva interacción con los recursos humanos, lo que vendría a ser de cardinal importancia en el desarrollo del país .

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción SISTEMAS PRIMARIOS DE PRODUCCION Sistema de extracción Referidos entre otros a la explotación de minerales sistemas que pueden operar como sistemas continuos o sistemas intermitentes , dependiendo de la demanda en el mercado.

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción SISTEMAS SECUNDARIOS DE PRODUCCION Sistema de transformación Transforman las materias primas y materiales en productos terminados, haciendo uso de tecnología maquinaria y equipo industrial. La industria del vidrio, del acero, metal mecánica , papelera, de alimentos, de plásticos, de jabones, cervecera, petroquímica, textil y muchas otras, son típicos sistemas industriales de transformación .

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción Sistema de artesanías La artesanía comprende, básicamente, las obras y trabajos realizados manualmente y con poca intervención de maquinaria, habitualmente objetos decorativos o de uso común. Tipos: Alfarería, cestería, cristalería, ebanistería, marquetería, orfebrería, etc. Los productos artesanales más representativos son: - Cerámicos de Chulucanas - Tapices de San Pedro de Cajas - Retablos ayacuchanos - Chompas de alpaca - Joyería de plata - Arpilleras - Tallados de piedra - Bordados en bayeta

Tipos de Sistemas de Producción:

Tipos de Sistemas de Producción SISTEMAS TERCIARIOS DE PRODUCCION Están referidas a la producción de servicios Entre las principales actividades clasificadas en este rubro según la Internacional Standard Industrial Clasification , se tienen: Banca Comunicaciones Educación Entrenamiento Servicios financieros Salud y servicios médicos Hotelería Restaurantes Reparación y mantenimiento Turismo Transporte , etc.

MODELOS DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN:

MODELOS DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Un modelo es una réplica o generalización de las características esenciales de un proceso. Muestra las relaciones entre causa y efecto, y entre objetivos y restricciones. Los problemas que desafían las soluciones directas debido a su magnitud, complejidad o estructura, pueden ser evaluados con frecuencia mediante simulaciones con modelos. La naturaleza del problema indica cuál de los tipos siguientes de modelos es el más adecuado .

TIPOS DE MODELOS:

TIPOS DE MODELOS Modelo Físico Los modelos parecidos derivan su utilidad de un cambio de escala. Los patrones microscópicos se pueden ampliar para investigarlos y las grandes estructuras se pueden reducir a un tamaño manejable. Los problemas de flujo en una planta modelo se estudian fácilmente cambiando de lugar estructuras y máquinas a escala reducida, lo cual no se puede hacer con los objetos reales debido al costo, confusión o incomodidad. En los modelos, casi siempre, se pierden algunos detalles. En una réplica física, es el punto que interesa; pero puede hacer que un estudio resulte inútil si la influencia predominante se pierde en la construcción del modelo.

TIPOS DE MODELOS:

TIPOS DE MODELOS Modelo Esquemático Son modelos de dos dimensiones representan al mundo real en un formato resumido y en forma de diagrama : Las gráficas de fluctuaciones de precios Los cuadros simbólicos de actividades Los mapas de rutas Las redes de actos programados Las gráficas de flujo de procesos Las gráficas de barras Los símbolos que aparecen en esas gráficas se pueden reacomodar para estudiar el efecto de la reorganización. Una experimentación similar en el lugar de trabajo real sería paralizante . Los aspectos pictóricos son útiles para fines de demostración .

TIPOS DE MODELOS:

TIPOS DE MODELOS Modelo Matemático Las expresiones cuantitativas, los modelos más abstractos, son por lo general los más útiles. Las fórmulas y ecuaciones han sido desde hace mucho tiempo los servidores de las ciencias físicas. En años recientes, han sido aceptadas igualmente por las ciencias de la administración. Cuando se puede construir un modelo matemático para representar con exactitud una situación problemática, constituye un utilísimo instrumento de estudio. Es fácil de manipular, muestra en forma clara el efecto de las variables interactuantes y es exacto. Cualquier defecto que surja del empleo de modelos matemáticos, se puede localizar por lo general en los supuestos y premisas en el cual está basado. Con los otros tipos de modelos, en cambio, es más difícil decidir qué elementos se deben usar y la manera de usarlos.

DISEÑO DE INGENIERIA:

DISEÑO DE INGENIERIA El Diseño de Ingeniería a igual que el Método Científico son conceptos que se utilizan en el proceso de investigación . Son de gran utilidad porque se basan en la exploración perceptual del medio. El Diseño de Ingeniería, busca respuestas prácticas dentro de varias alternativas de solución diseñadas , acomodando criterios múltiples, por lo general sin valores de Intercambio satisfactorios .

DISEÑO DE INGENIERIA:

DISEÑO DE INGENIERIA PASOS DEL DISEÑO DE INGENIERIA D efinir el problema con amplitud A nalizar detalladamente M editar las soluciones E valuar las alternativas S eñalar la solución

DISEÑO DE INGENIERIA:

DISEÑO DE INGENIERIA Ejemplo del diseño de ingeniería paso comentario ejemplo Definir el problema con amplitud Hacer un planteamiento general sin detalles Diseñar en el término de 5 días, una estación de trabajo para el montaje de 10,000 unidades de producto Y, con calidad razonable y costo de fabricación bajo

DISEÑO DE INGENIERIA:

DISEÑO DE INGENIERIA paso comentarios ejemplo Analizar detalladamente Indicar los criterios, el número de replicas, el programa. Identificar los límites (imposiciones, restricciones) Incluir la variabilidad de los componentes y los usuarios Hacer que la máquina se adapte al hombre, no lo contrario . Obtener especificaciones de los componentes y del montaje. Conseguir personal disponible y calificado Conocer las restricciones de la fabricación y las técnicas y secuencias del montaje Obtener más detalles sobre contabilidad de costos, programación y criterios de trueque.

DISEÑO DE INGENIERIA:

DISEÑO DE INGENIERIA Paso Comentarios Ejemplo Meditar las posibilidades de solución No sentirse limitado por restricciones puramente imaginarias Tratar de encontrar la solución optima, cualquiera que sea factible Tener más de una solución Buscar variedad en la secuencia del montaje, esquemas, dispositivos, unidades por hora, herramientas manuales, etc

DISEÑO DE INGENIERIA:

DISEÑO DE INGENIERIA Paso Evaluar las alternativas Comentarios Múltiples criterios de trueque Calcular beneficios y costos Ejemplo Alternativa A : Costo instalado: $ 1,000 Costo por unidad: $ 1.10 Alternativa B : Costo instalado: $ 1,2000 Costo por unidad: $ 1.03:

DISEÑO DE INGENIERIA:

DISEÑO DE INGENIERIA Paso Comentarios Ejemplo Señalar la solución Especificar detalladamente la solución Recomendar la alternativa B Adoptar la alternativa B1, una modificación de la B, sugerida por el supervisor.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION El proceso del Diseño de Ingeniería, prevé una solución a un problema planteado . Es la investigación la que busca esta solución. Son técnicas de investigación: La investigación no estructurada. La investigación estructurada.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: La I nspiración Cuando se trata de resolver un problema a menudo nuestra mente rechaza posibles soluciones debido a suposiciones que, si se consideran cuidadosamente, resultan no ser limitativas . Conviene tener muchas soluciones posibles , para ser evaluadas y señalar la solución.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: La I nspiración Las técnicas de creatividad colectivas e individuales se complementan mutuamente y ambas se acrecientan mediante rutinas sistemáticas de investigación.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: Técnicas de Grupo La más usual es la " lluvia de ideas " requerida para generar ideas originales en un ambiente relajado. Genera más y mejores ideas que las que se podrían producir trabajando en forma independiente .

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: Técnicas de Grupo Se utiliza cuando existe la necesidad de : Liberar la creatividad de los equipos Generar un número extenso de ideas Involucrar a todos en el proceso Identificar oportunidades para mejorar

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: Técnicas de Grupo Proceso: La persona que dirige la sesión pide al grupo que presente sugerencias. La primera regla es no criticar Las ideas son presentadas en una pantalla o pizarra Parafrasear la idea para aclarar el significado No asociar a persona alguna con la idea . Impedir que pocas personas dominen la sesión Hay evidencia de que la participación en grupo inhibe el pensamiento creador. Es mejor reunir los esfuerzos individuales de las personas manteniéndolas físicamente separadas De estas ideas se seleccionarán para una evaluación 20 minutos puede ser un tiempo suficiente para una sesión

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: Técnicas Individuales Se piensa que la creatividad es una cualidad adquirida, no innata . Se proponen maneras para incrementar el talento basadas en una actividad positiva y en la persistencia

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: Técnicas Individuales Palabras inductivas : Son cadenas de palabras o frases relacionadas que se usan para estimular la imaginación. Ej. Tamaño de un artículo: más grande - más pequeño - más liviano - más pesado - más alto - más bajo - dividido - conectado, etc.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: Técnicas Individuales Listas: Planteadas de antemano, con preguntas que tienen el mismo propósito que las palabras inductivas que permiten recordar experiencias un poco olvidadas : ¿ adaptar?, ¿modificar?, ¿aumentar?, ¿sustituir ?, ¿ reacomodar?, ¿invertir?, ¿combinar?

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN NO ESTRUCTURADA: Técnicas Individuales Expresar con palabras: Es la discusión obligada de posibles soluciones. Es más fácil hablar de hacer algo que hacerlo. El interlocutor se puede sustituir por una grabadora que servirá para provocar comentarios adicionales . La expresión con palabras con frecuencia produce un cortocircuito en los dogmas personales.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN ESTRUCTURADA: Se basa en un enfoque sistemático y esperar simplemente a que alguien tenga una inspiración. Se plantean generalmente como listas o cuadros debidamente estructurados y utilizados según la naturalezas del problema a analizar.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN ESTRUCTURADA: Listas de verificación En disposición horizontal se plantean preguntas sugerentes acerca del propósito, lugar, secuencia, persona y medios . En formas de columnas : Describe la situación actual Trata de señalar la desventaja del método actual Señala las ventajas de las alternativas Pone una decisión sobre una parte del problema . Se basa en un enfoque sistemático y esperar simplemente a que alguien tenga una inspiración. Se plantean generalmente como listas o cuadros debidamente estructurados y utilizados según la naturalezas del problema a analizar.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN ESTRUCTURADA: Lista ergonométrica Usualmente utilizada para analizar una estación de trabajo . Se plantean preguntas relacionadas con: dimensiones, fuerzas, ruido, alumbrado, clima, información, objetos visuales, controles, tableros y trabajo regulado.

LA INVESTIGACION:

LA INVESTIGACION LA INVESTIGACIÓN ESTRUCTURADA: Lista ergonométrica Ejemplo: Identificar las Causas Potenciales para el problema de Retrasos en las entregas de paquetes de una Empresa de Mensajería. Instrucciones: Revisar las instrucciones para como crear un Diagrama Causa Efecto. Crear un Diagrama Causa y Efecto comenzando con tormenta de ideas para al menos 10-15 Ideas. Determinar entre 2-3 Causas Raíz Potencial, Preguntado los “Cinco Por Qué ”. Discutir cómo el equipo deberá probar las suposiciones y verificar la Causa Raíz Potencial. Tiempo : 25 Minutos  

RENDIMIENTO DE LA INVERSIÓN:

RENDIMIENTO DE LA INVERSIÓN Los beneficios que se obtienen de un diseño, ¿superan a sus costos ? Para esta comparación se tienen que seguir tres pasos : Determinar que ha variado en virtud del diseño. Expresar los cambios en unidades monetarias. Calcular los beneficios totales comparados con los costos.

Proyecto: desarmador Uso en el departamento de: Afinación Volumen: 800 Vida de aplicación : 5 años Fecha : 10 de abril del 2013 Ingeniero : Vences A. Costo anual de la operación de control Método actual Método proyectado Mano de obra directa 0.044 0.033 . Materiales indirectos 0.007 0.009 . Calidad del producto Referencia -0.010 . Corrección y desperdicio 0.002 0.001 . Otros (dolor y sufrimiento) Referencia -0.010 . Total ($/unidad) 0.053 0.023 . Ahorro/1 año $24.00 (0.03 x 800) B. Costo de inversión Equipos Referencia 3.00 . Recapacitación del operario Referencia 0.67 . Ingeniería Referencia 48.00 . Sub total Referencia 51.67 . C. Cálculos de Beneficio/Costo Ahorro total en tiempo de aplicación (5 años) 120.00 ( 24 x 5 ) Costo de Inversión 51.67 Ahorro neto 68.33 Rendimiento de la inversión 26 % (68 x 100) (51.67x5):

Proyecto: desarmador Uso en el departamento de: Afinación Volumen: 800 Vida de aplicación : 5 años Fecha : 10 de abril del 2013 Ingeniero : Vences A. Costo anual de la operación de control Método actual Método proyectado Mano de obra directa 0.044 0.033 . Materiales indirectos 0.007 0.009 . Calidad del producto Referencia -0.010 . Corrección y desperdicio 0.002 0.001 . Otros ( dolor y sufrimiento) Referencia -0.010 . T otal ($/unidad) 0.053 0.023 . Ahorro/1 año $24.00 (0.03 x 800) B. Costo de inversión Equipos Referencia 3.00 . Recapacitación del operario Referencia 0.67 . Ingeniería Referencia 48.00 . Sub total Referencia 51.67 . C. Cálculos de Beneficio/Costo Ahorro total en tiempo de aplicación (5 años) 120.00 ( 24 x 5 ) Costo de Inversión 51.67 Ahorro neto 68.33 Rendimiento de la inversión 26 % ( 68 x 100) ( 51.67x5)

EL PRODUCTO:

EL PRODUCTO En una forma muy concreta definimos a un producto como un grupo de atributos tangibles que se reúnen en una forma identificable , sin embargo este concepto tiene una mayor amplitud si consideramos el hecho de que lo que se espera de estos es buscar soluciones a problemas.

EL PRODUCTO:

EL PRODUCTO Una definición más amplia es la siguiente : Un producto es un grupo de atributos tangibles e intangibles, que incluyen: E l envase E l color La calidad La marca Los servicios La reputación del fabricante La reputación del vendedor, etc. Puede ser un bien tangible, un servicio, un lugar , una persona o una idea .

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS Atendiendo a su destino se clasifican en : Productos de consumo. Creados con la intención de que los usen los consumidores de los hogares para fines no relacionados con negocios . Productos de negocios. Diseñados como instrumentos para producir otros productos o para proporcionar servicios.

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE CONSUMO Bienes de conveniencia. Se tiene el conocimiento del producto ante se comprarlo. Se adquiere con un mínimo de esfuerzo. Se acepta cualquiera de varias marcas adquiriendo el más accesible . Ejemplos: Productos de ferretería, abarrotes, productos farmacéuticos , etc .

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE CONSUMO Bienes de selección Se desea comprar calidad precio y estilo Se piensa en que el beneficio de adquirir el producto, compensa el tiempo y esfuerzo en su búsqueda Ejemplos: Mobiliario , electrodomésticos, automóviles.

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE CONSUMO Bienes de especialidad Se tiene una fuerte preferencia de marca Se esta dispuesto a dedicar tiempo y esfuerzos especiales para adquirirlos Se esta dispuesto a renunciar a sustitutos más accesibles para obtener la marca deseada Ejemplos: Alimentos naturistas, equipo fotográfico, ciertos automóviles, equipos de computo, equipo de sonido, etc .

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE CONSUMO Bienes no buscados Productos nuevos de los que aún no se está consciente Productos que no se quiere por el momento Ejemplos: Teléfonos celulares que traducen a otro idioma lo que se habla, computadoras que hablan , seguros pagados por adelantado para funerales o para lápidas.

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE NEGOCIO Materiales y piezas en fabricación Se convierten en parte real del producto Ya han recibido cierto procesamiento Los materiales en fabricación recibirán un procesamiento adicional . Ejemplo: Lingotes de hierro para acero , hilo para tela, harina para pan. Las piezas en fabricación se montarán sin cambio alguno. Ejemplo: Pernos par ensambles, cremalleras para ropa, chips para computadoras.

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE NEGOCIO Instalaciones Son productos manufacturados Afectan directamente la escala de operaciones de una empresa Es un equipo de larga vida, caro e importante Ejemplos: Un torno en un centro de maquinado , una aeronave en una compañía aérea , una central térmica en una compañía de servicios eléctricos.

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE NEGOCIO Equipo accesorio No tiene influencia importante sobre la escala de operaciones No se convierte en parte del producto terminado Su vida es más corta que de las instalaciones ,pero más larga que la de los suministros Ejemplos: Montacargas , computadoras, herramientas eléctricas, etc.

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS:

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS PRODUCTOS DE NEGOCIO Suministros de operación Son de corta vida y bajo precio Ayudan en las operaciones de una empresa, pero no se convierten en parte del producto terminado Se adquieren con un mínimo de esfuerzo. Ejemplos: Aceites lubricantes, combustibles para calefacción, suministros para servicios sanitarios.

DISEÑO DEL PRODUCTO:

DISEÑO DEL PRODUCTO El diseño de nuevos productos es crucial para la supervivencia de la mayoría de las empresa. La mayoría de las compañías deben revisarlas en forma constante. En las industrias que cambian con rapidez, la introducción de nuevos productos es una forma de vida y se han desarrollado enfoques muy sofisticados para presentar nuevos productos. La función de operaciones es el "receptor" de la introducción de nuevos productos. Estos nuevos productos se ven limitados por las operaciones existentes y la tecnología. Resulta extremadamente importante comprender el proceso de diseño de nuevos productos así como su interacción con las operaciones.

DISEÑO DEL PRODUCTO:

DISEÑO DEL PRODUCTO A través de una cooperación íntima entre operaciones y mercadotecnia, la estrategia del mercado y la estrategia del producto se pueden integrar con las decisiones que se relacionan con el proceso, la capacidad, inventarios, fuerza de trabajo y calidad. El diseño del producto es un pre requisito para la producción al igual que el pronóstico de volumen. El resultado de la decisión del diseño del producto se transmite a operaciones en forma de especificaciones del producto. En estas especificaciones se indican las caracterizas que se desea tenga el producto y así se permite que se proceda con la producción.

FACTORES DE ÉXITO Y DE FRACASO DE UN PRODUCTO:

FACTORES DE ÉXITO Y DE FRACASO DE UN PRODUCTO Costo de Producción mas bajo, nos induce a tener un mejor precio en el mercado Se constata la originalidad del producto, que sea algo nuevo y no una imitación La complejidad de hacer el producto La flexibilidad del proceso de producción de tal forma que debemos hacer un surtido de productos

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS :

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS Existen tres maneras fundamentales de enfocar el proceso de introducción de nuevos productos: Impulso del mercado Impulso de la tecnología Interfuncional

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS :

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS IMPULSO DEL MERCADO "se debe fabricar lo que se puede vender". Los nuevos productos quedan determinados por el mercado dando muy poca consideración a la tecnología existente y a los procesos de operaciones. Las necesidades del cliente son la base primordial (o única) para la introducción de nuevos productos. Se puede determinar el tipo de nuevos productos que se necesitan a través de la investigación de mercados o la retroalimentación de los consumidores.

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS :

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS IMPULSO DE LA TECNOLOGIA "Se debe vender lo que se puede hacer “. Los nuevos productos deben derivarse de la tecnología de producción, con poca consideración al mercado. La tarea de mercadotecnia es la de crear un mercado y "vender" los productos que se fabrican. A través de un enfoque agresivo en investigación y desarrollo y en operaciones, se crean productos de tipo superior que tienen una ventaja "natural" en el mercado.

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS :

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS INTERFUNCIONAL La introducción de nuevos productos tiene una naturaleza interfuncional y requiere de la cooperación entre mercadotecnia, operaciones, ingeniería y otras funciones . El proceso de desarrollo de nuevos productos no recibe ni el impulso del mercado ni el de la tecnología, sino que queda determinado por un esfuerzo coordinado entre funciones. El resultado debe ser los productos que satisfacen las necesidades del consumidor mientras que se utilizan las mayores ventajas posibles en la tecnología.

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS :

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS INTERFUNCIONAL El enfoque interfuncional casi siempre produce los mejores resultados. El enfoque también resulta más difícil de implementar debido a las rivalidades y fricciones interfuncionales . En muchos casos se utilizan mecanismos organizacionales especiales como diseños de matriz o fuerza de apoyo, con el objeto de integrar distintos elementos de la organización .

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS :

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS INTERFUNCIONAL La ingeniería concurrente es un enfoque que postula que todos los actores que intervienen en el proyecto de un producto (desde la idea hasta el desarrollo final) y en el resto de fases de su ciclo de vida, colaboren y realicen su trabajo simultáneamente. De este modo se consigue disminuir el tiempo de salida al mercado y un mayor control de los recursos y costos durante las diferentes etapas de desarrollo

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS :

ESTRATEGIAS PARA LA INTRODUCCION DE NUEVOS PRODUCTOS INTERFUNCIONAL La ingeniería concurrente tiene como objetivo aumentar la competitividad , mediante el aumento de calidad y la reducción de costos y tiempo. La mejora de la calidad se basa en integrar el diseño del producto con el diseño del proceso de fabricación. Implica la integración entre las diferentes actividades del proceso, obligando a crear equipos de trabajo multidisciplinarios formados por profesionales relacionados con el diseño del producto, el proceso productivo, marketing, etc. Implica utilizar técnicas y sistemas basados en computador, como un mecanismo para facilitar el desarrollo, cooperación e integración de las diferentes actividades.

PROCESO DE DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS:

PROCESO DE DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS Consumidores Generación de la idea Selección del Producto Diseño Preliminar del producto Construcción del Prototipo Pruebas Diseño Definitivo del Producto Diseño preliminar del proceso Tecnología de investigación y desarrollo Producción del nuevo producto Diseño definitivo del proceso

GENERACION DE LA IDEA :

GENERACION DE LA IDEA Las ideas del mercado se derivan de las necesidades del consumidor. La identificación de las necesidades del mercado puede llevar entonces al desarrollo de nuevas tecnologías y productos para satisfacer estas necesidades . La explotación de la tecnología es una fuente muy rica de ideas para nuevos productos.

GENERACION DE LA IDEA :

GENERACION DE LA IDEA Técnica para la generación de la Idea Relación de atributos : Enumerar los principales atributos de un producto existente y después de modificar cada uno de ellos en la búsqueda de un producto mejorado . Relaciones forzadas: Varios objetos se consideran en relación con el resto . Análisis morfológico: Este método busca identificar las dimensiones estructurales de un problema y el examen de las relaciones entre ellos, la esperanza radica en encontrar alguna combinación novedosa . Identificación de necesidades y problemas: Las anteriores técnicas creativas no requieren del consumidor para generar ideas. Los consumidores reciben una lista de problemas y dicen cuales de ellos acuden a su mente cuando se mencionan dichos problemas . Tormenta de ideas: El problema de be ser específico, el grupo común para esta técnica, consiste de seis a diez personas estimulando la creatividad .

SELECCIÓN DEL PRODUCTO:

SELECCIÓN DEL PRODUCTO El propósito del análisis de selección de productos es identificar cuales son las mejores ideas y no el de llegar a una decisión definitiva de comercialización y producción de un producto Las ideas para nuevos productos deben pasar por lo menos tres pruebas: La factibilidad financiera El potencial del mercado La compatibilidad con operaciones

SELECCIÓN DE PRODUCTOS MEDIANTE UNA LISTA:

SELECCIÓN DE PRODUCTOS MEDIANTE UNA LISTA Características del producto Malo Regular Bueno Muy bueno Excelente Peso específico Precio de venta x 15% Calidad del producto x 10% Volumen de ventas x 20% Operaciones compatibles x 10% Ventaja sobre la competencia x 10% Riesgo técnico x 15% Concordancia con estrategia corporativa x 20% 100% Evaluación Malo=1 Regular=2 Bueno=3 Muy bueno=4 Excelente=5 2.9

SELECCIÓN DEL PRODUCTO:

SELECCIÓN DEL PRODUCTO La selección del proceso es una decisión de naturaleza estratégica . Es un requisito inalienable tomar decisiones adecuadas en relación con las bases del diseño de los procesos, la planificación de éstos, y la elección de las alternativas tecnológicas correctas; si se quiere lograr el objetivo de optimizar la calidad de los productos que elabora la empresa . Los elementos resultantes de la actividad de diseño del sistema productivo deberán de ser organizados especialmente de la forma más idónea, es decir una adecuada Distribución de Planta . Antes de tomar una decisión sobre la selección del proceso debe conocerse el volumen de producción que se planea .

SELECCIÓN DEL PROCESO:

SELECCIÓN DEL PROCESO La selección del proceso es una decisión de naturaleza estratégica. Es un requisito inalienable tomar decisiones adecuadas en relación con las bases del diseño de los procesos, la planificación de éstos, y la elección de las alternativas tecnológicas correctas; si se quiere lograr el objetivo de optimizar la calidad de los productos que elabora la empresa. Los elementos resultantes de la actividad de diseño del sistema productivo deberán de ser organizados especialmente de la forma más idónea, es decir una adecuada Distribución de Planta. Antes de tomar una decisión sobre la selección del proceso debe conocerse el volumen de producción que se planea.

LA PLANIFICACIÓN DE LOS PROCESOS :

LA PLANIFICACIÓN DE LOS PROCESOS Determina cómo se ha de producir un producto . Convierte los diseños en instrucciones realizables desde la perspectiva de la manufactura . Decide que componentes se elaborarán en la empresa y cuáles serán comprados a proveedores externos . Selecciona los procesos y los equipos específicos, y desarrolla y documenta las especificaciones para fabricación. Facilita las decisiones en cuanto a la selección de la tecnología.

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS:

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS Las dimensiones de la clasificación de los procesos afectan mucho los costos, los volúmenes, la flexibilidad y virtualmente todos los aspectos de las operaciones. Los procesos se clasifican por: Tipo de flujo del proceso. Tipo de pedido del cliente.

CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO DEL PROCESO:

CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO DEL PROCESO Con relación a la secuencia del proceso productivo, tradicionalmente los procesos se han dividido en cuatro categorías: Los Proyectos . La producción Intermitente. La producción Masiva. La producción Continua.

LOS PROYECTOS:

LOS PROYECTOS Características : Necesitan períodos de tiempo largos para completarse. Implican grandes inversiones de fondos y recursos. Producen un solo objeto cada vez por encargo del cliente. Implican el uso de tecnología de punta, la participación de equipos y un estrecho contacto con el cliente. Ejemplos : La construcción de edificios, el desarrollo de nuevos productos, la fabricación de barcos o aviones, la fabricación de grandes recipientes.

LOS PROYECTOS:

LOS PROYECTOS Desventajas: Extensa duración de los procesos, durante la cual pueden cambiar las preferencias de los clientes. La tecnología y los costos. Las grandes inversiones. Los bruscos cambios en requerimientos de recursos a medida que comienzan los nuevos proyectos o se concluyen los antiguos. La lentitud en la acumulación de experiencia, como consecuencia de la naturaleza no repetitiva del trabajo. La dependencia de la industria de una base de clientes muy reducida.

LA PRODUCCIÓN INTERMITENTE:

LA PRODUCCIÓN INTERMITENTE Características: El volumen de operación (en términos de tamaño de los pedidos de los clientes) es reducido . La demanda fluctúa fuertemente. Los productos se elaboran por encargo del cliente . Para permitir una gama amplia de productos, la maquinaria que se utiliza tiende a ser de uso general y los trabajadores altamente calificados . La mayoría de las operaciones relacionadas con la producción por lotes implican fabricación más que ensamblado .

LA PRODUCCIÓN INTERMITENTE:

LA PRODUCCIÓN INTERMITENTE Características : Los lotes se envían a través del sistema productivo sobre la base de sus requerimientos de procesamiento, un lote puede atravesar muchos talleres antes de ser completado . Si se trazara el flujo de pedido de un cliente particular a través del sistema se observarían multitud de detenciones e inicios, a medida que los lotes hacen cola ante distintos talleres, esperando a ser procesados. Así, el trabajo sobre un producto particular no es continuo, sino intermitente. Ejemplos: La fabricación de maquinaria, la panadería, la educación o la producción de muebles .

LA PRODUCCIÓN INTERMITENTE:

LA PRODUCCIÓN INTERMITENTE Ventajas: Su flexibilidad. La especialidad del producto. La reputación de la calidad que se desprende de esta especialidad. Desventajas: El elevado nivel de los costes unitarios de producción. Los cambios frecuentes en la cartera de productos. La complejidad de los problemas de programación de la producción. Las fuertes variaciones en los requerimientos de capacidad. El ritmo lento de fabricación .

LA PRODUCCIÓN MASIVA:

LA PRODUCCIÓN MASIVA Características : Se producen grandes cantidades de un producto estándar , dirigido a un mercado de masas. Se asocia normalmente con las líneas de flujo o cadenas de montaje. Un producto se mueve a través del sistema productivo desde una estación de trabajo a la siguiente en el orden de los requerimientos específicos de procesamiento para cada producto particular. La mayoría de las operaciones que requieren ensamblaje se organizan en forma lineal. La demanda del producto es estable, y el volumen de producción es elevado .

LA PRODUCCIÓN MASIVA:

LA PRODUCCIÓN MASIVA Características: Debido a la estabilidad y magnitud de la demanda, el sistema productivo puede permitirse dedicar equipos concretos a la elaboración de un producto particular . Este tipo de sistemas tienden a ser intensivos en capital, con maquinaria muy especializada y operarios poco calificados . Ejemplos : Los automóviles, la comida rápida, los ordenadores personales, los televisores y la mayoría de los bienes de consumo.

LA PRODUCCIÓN MASIVA:

LA PRODUCCIÓN MASIVA Ventajas : Su eficiencia. El bajo coste unitario de producción. La facilidad para la fabricación y su control. La velocidad de producción. Desventajas: El elevado costo de los equipos. La infrautilización de los recursos humanos. La dificultad para adaptarse a los cambios en la demanda. Tecnología o diseño de los productos. Falta de capacidad de respuesta ante las necesidades de los clientes individuales .

LOS PROCESOS CONTINUOS:

LOS PROCESOS CONTINUOS Los Procesos Continuos se usan para la fabricación de volúmenes muy elevados de productos extremadamente estandarizados. Características: El sistema está muy automatizado (el papel de los operarios se limita a supervisar el trabajo de las máquinas), y normalmente opera de forma permanente o continua 24 horas al día . El resultado del proceso productivo también es de naturaleza continua, no discreta, lo que significa que las unidades de producto, mas que ser contadas, se miden. Ejemplos: El refinamiento de aceite, el tratamiento de aguas, los productos químicos, la pintura o los alimentos. Las empresas que operan de este modo son llamadas a menudo industrias de procesamiento .

LOS PROCESOS CONTINUOS:

LOS PROCESOS CONTINUOS Ventajas: Su eficiencia. La simplicidad del control. Su enorme capacidad. Desventajas: La enorme inversión necesaria en plantas y equipos. La limitada variedad de los objetos que pueden ser sometidos a procesamiento. La incapacidad para adaptarse a los cambios en el volumen de las operaciones. El coste de corregir los errores en la producción. Las dificultades para mantener el ritmo de los avances tecnológicos . Ventajas: Su eficiencia. La simplicidad del control. Su enorme capacidad. Desventajas: La enorme inversión necesaria en plantas y equipos. La limitada variedad de los objetos que pueden ser sometidos a procesamiento. La incapacidad para adaptarse a los cambios en el volumen de las operaciones. El coste de corregir los errores en la producción. Las dificultades para mantener el ritmo de los avances tecnológicos.

CARACTERÍSTICAS DEL TIPO DE PEDIDO DEL CLIENTE:

CARACTERÍSTICAS DEL TIPO DE PEDIDO DEL CLIENTE Se tiene en cuenta si el producto se fabrica para ser almacenado en inventario o para surtir un pedido específico del cliente, según lo cual se clasifican en: Fabricación para inventario Fabricación para surtir pedidos

FABRICACIÓN PARA INVENTARIO:

FABRICACIÓN PARA INVENTARIO Proporciona un servicio rápido con costos bajos y menor flexibilidad en la elección de productos. No se asignan pedidos individuales a los clientes durante la producción. La línea de producción debe ser estandarizada. Para satisfacer el nivel de servicio la empresa acumula un inventario anticipándose a la demanda. El ciclo comienza con el productor más que con el cliente que especifica el producto .

FABRICACIÓN PARA INVENTARIO:

FABRICACIÓN PARA INVENTARIO El cliente se lleva el producto del inventario si el precio es aceptable y el producto está disponible. Independientemente del flujo verdadero de los pedidos, el proceso de producción busca mantener un inventario . La medida clave de eficiencia son la utilización de los activos de producción ( inventarios y capacidad) y el servicio a los clientes .

FABRICACIÓN PARA SURTIR PEDIDOS:

FABRICACIÓN PARA SURTIR PEDIDOS Responde especialmente a los requerimientos específicos del cliente. El pedido particular de un cliente, se identifica en algún punto del proceso productivos . En algunos casos la producción no se ejecuta hasta que se reciben las especificaciones , después se diseña el producto y se fabrica con total conformidad . En otros casos se fabrican los componentes por anticipado y el producto se conforma para ajustarse a los requerimientos del cliente.

FABRICACIÓN PARA SURTIR PEDIDOS:

FABRICACIÓN PARA SURTIR PEDIDOS El ciclo de los pedidos comienza cuando el cliente especifica el producto que desea, luego el productor cotiza un precio y un tiempo de entrega . Cuando llegan los materiales se someten al proceso de fabricación y ensamble para posteriormente entregar al cliente . La medida clave de la eficiencia de las operaciones es el tiempo de entrega . La medida clave de la eficiencia de las operaciones es el tiempo de entrega .

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL PROCESO:

Las condiciones del mercado Las necesidades de capital La mano de obra Las habilidades gerenciales La materia prima La tecnología FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL PROCESO

CURVAS DE COSTO PARA LAS OPCIONES DE PROCESOS:

CURVAS DE COSTO PARA LAS OPCIONES DE PROCESOS Preferencia por proyectos Preferencia por proceso intermitente Preferencia por proceso en línea Costo V o l u m e n Proyecto Intermitente En línea

EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE PRODUCCIÓN:

Ninguno de los tipos de procesos que hemos examinado es inherentemente mejor que los otros. Sin embargo, es clave que la selección del proceso sea consecuente con determinadas características del producto: el grado de estandarización y el nivel de demanda . Los productos poco estandarizados requieren procesos flexibles, mientras que los productos más estandarizados pueden beneficiarse de la eficiencia de los procesos más específicos. La producción en pequeña escala es, generalmente, intensiva en mano de obra, y la de gran escala puede proporcionar el capital necesario para adquirir equipo más automatizado. La empresa debe plantearse el grado de automatización que desea implantar en su proceso productivo. La evolución de la tecnología de fabricación se ha realizado en cuatro etapas. Producción artesana. Mecanización. Automatización. Integración. EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE PRODUCCIÓN

EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE PRODUCCIÓN:

Producción Artesana La fabricación corre a cargo de individuos con herramientas simples. El diseño, fabricación y distribución del producto es responsabilidad de una sola persona. No hay problemas de comunicación porque un solo individuo es responsable de todo el proceso de fabricación. Mecanización: Implica la introducción de máquinas a gran escala y la división del trabajo en tareas elementales a la búsqueda de las ventajas de la especialización. La comunicación entre los especialistas se complica. Se introducen mecanismos de control de calidad para asegurar la coincidencia entre el producto diseñado y el que se elabora. Automatización: Persigue mejorar aisladamente el rendimiento tanto de las personas como de las máquinas. Se emplea el diseño asistido por ordenador y las máquinas de control numérico. La falta de integración entre unos elementos y otros hace que, con frecuencia, surjan problemas de diversa índole. Integración Se trata de un concepto introducido en los años 70, que hace referencia a la necesidad de desarrollar vínculos entre las personas, las máquinas y las bases de datos. EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE PRODUCCIÓN

SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA:

La tecnología es la integración de los procesos, herramientas y equipos, métodos y procedimientos que se utilizan para producir bienes y servicios. El determinismo tecnológico esta asociado con el avance de la tecnología que determina el curso de la sociedad. Es conveniente administrar las tecnologías apropiadas y no sólo ser usuarios de éstas. Se requieren seleccionar ciertas tecnologías inteligentes y no adoptar cualquier avance tecnológico, independiente de sus efectos laterales negativos sobre los humanos y medio ambiente La selección de los procesos es un sentido más amplio de la selección de tecnología y dentro de un proceso en un sentido más limitado de muchas selecciones de tecnología. En la práctica las decisiones de selección de tecnología y de procesos se toman en conjunto. La selección de la tecnología afecta a los puestos de trabajo y a todos los aspectos de las operaciones, incluyendo la productividad y la calidad del producto. Parámetros para la escogencia de la Tecnología: Tecnología en función del producto que desee elaborar. Tecnología en función de la dinámica de la competencia en el ámbito de actividad en que se encuadre. Tecnología según sus disponibilidades de capital . SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA

LA TECNOLOGÍA Y EL ADMINISTRADOR:

El administrador de tecnología debe basarse sobre todo en las características de rendimiento de una tecnología y no solo en sus detalles técnicos. Las decisiones de selección de tecnología so de extrema importancia y requieren de atención gerencial. La tecnología es sólo la componente de una decisión que involucra temas económicos, de estrategia, de productos y todos los aspectos de la responsabilidad gerencial. Los administradores deben estar dispuestos a comprender lo suficiente de la tecnología como para poder integrar sus conocimientos técnicos con los factores administrativos involucrados . LA TECNOLOGÍA Y EL ADMINISTRADOR

LA TECNOLOGÍA Y LA SOCIEDAD:

La selección de la tecnología nunca es neutral en relación con la sociedad y la fuerza de trabajo. La tecnología hace suposiciones implícitas sobre los valores humanos de los productos materiales, sobre la calidad de la vida de trabajo. En la actualidad, conforme la gente se preocupa cada vez más por el efecto de la tecnología sobre la sociedad, se han cuestionado algunos de estos valores. Teniendo en consideración la tecnología apropiada, la tecnología moderna a avanzado demasiado en términos de eficiencia y mecanización, hasta un punto en donde los valores humanos y ambientales se han visto sacrificados. La manera de resolver estos problemas es seleccionar una tecnología más apropiada o sea una forma más baja de tecnología con menos efectos sociales y ambientales. LA TECNOLOGÍA Y LA SOCIEDAD

CIM: NUEVO PARADIGMA DE EMPRESA INDUSTRIAL:

CIM ( Computer Integrated Manufacturing ) es un enfoque de la fabricación que emplea la tecnología informática para mejorar el rendimiento del sistema productivo a través del procesado y verificación de la información en todas las fases de la fabricación. Incluye además de las funciones de ingeniería las funciones administrativas y comerciales de la empresa. Es aplicable a todas las funciones operacionales y de procesos de información de la fábrica, desde la recepción de pedidos, el diseño, la producción y expedición de productos. La flexibilidad se consigue mediante el acoplamiento y sincronización del flujo de datos e información con los medios automatizados de fabricación, transporte y almacenamiento, mediante redes locales LAM que permiten realizar la conexión entre los computadores de los diversos subsistemas. Los objetivos a alcanzar son: El establecimiento de una red de información que abarque la totalidad de la planta de producción. El establecimiento de una arquitectura global de flujo de información y adquisición de datos. La simplificación de la función de producción. CIM: NUEVO PARADIGMA DE EMPRESA INDUSTRIAL

MODELO DEL SISTEMA CIM:

MODELO DEL SISTEMA CIM SISTEMA DE EMPRESA PRODUCCION CAE CAD CIM MRP PROPUESTAS CAPACIDAD COSTOS TIEMPO CNTROL DE CALIDAD COMPRAS LISTA DE MATERIALES ESTADO SECUENCIACION ANALISIS ¿QUE? ¿CUANDO? ¿COMO?

ALTERNATIVAS PARA DISTRIBUCIÓN DE MAQUINAS:

El tipo de distribución elegida vendrá determinado por: La elección del proceso. La cantidad y variedad de bienes o servicios a elaborar. El grado de interacción con el consumidor. La cantidad y tipo de maquinaria. El nivel de automatización. El papel de los trabajadores. La disponibilidad de espacio. La estabilidad del sistema y los objetivos que éste persigue. Las decisiones de distribución en planta pueden afectar significativamente la: Eficiencia con que los operarios desempeñan sus tareas. La velocidad a la que se pueden elaborar los productos. La dificultad de automatizar el sistema. La capacidad de respuesta del sistema productivo ante los cambios en el diseño de los productos, en la gama de productos elaborada o en el volumen de la demanda. ALTERNATIVAS PARA DISTRIBUCIÓN DE MAQUINAS

ALTERNATIVAS PARA DISTRIBUCIÓN DE MAQUINAS:

Tipos Básicos de Distribución en Planta: Distribución por procesos. Distribución por producto. Distribución de posición fija. Distribuciones hibridas. Distribución celular. Sistemas flexibles de manufactura. Cadenas de montaje de varios modelos ALTERNATIVAS PARA DISTRIBUCIÓN DE MAQUINAS

TECNOLOGÍA DE GRUPOS:

Es un enfoque para manufactura en la cual se identifican y agrupan partes similares para aprovechar sus similitudes en el diseño y la producción . En cada familia de partes, los pasos de procesamiento son similares. Cuando estas similitudes se aprovechan en la producción, mejora la eficiencia operativa. En general el mejoramiento se obtiene organizando las instalaciones de producción en las celdas de manufactura. Cada celda se diseña para producir una familia de partes (o una cantidad limitada de familias de partes), con lo que sigue el principio de la especialización de las operaciones. La celda incluye equipo especial de producción y herramientas y soportes personalizados para optimizar la producción de las familias de partes. Cada celda se convierte en una fábrica dentro de la fábrica . Las similitudes entre las partes permiten clasificarlas en familias . TECNOLOGÍA DE GRUPOS

CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES:

La familia de partes es una característica central de la tecnología de grupos. de partes . Una familia de partes es un grupo de partes que poseen similitudes en la forma geométrica y el tamaño, o en los pasos procesamiento que se usan en su manufactura. Siempre hay diferencias entre las partes en una familia, pero las similitudes son lo bastante cercanas para poder agrupar las partes en la misma familia. Hay varias formas para identificar familias de partes en la industria. Un método involucra la inspección visual de todas las partes hechas en la fábrica (o fotografías de las partes) y el uso del mejor juicio para agruparlas en familias. El método que probablemente se use más, y también sea el más costoso, es la clasificación y codificación de partes. La clasificación y codificación de partes implica la identificación de similitudes y diferencias entre las partes para relacionarlas mediante un esquema de codificación común. La mayoría de los sistemas de clasificación y codificación están entre los siguientes: Sistemas basados en atributos del diseño de partes. Sistemas basados en atributos de la manufactura de partes. Sistemas basados tanto en atributos de diseño como de manufactura. CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES

CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES:

Piezas con forma y tamaño Idénticas pero manufactura diferente: a) De acero y chapa de níquel b) De acero inoxidable. Partes diferentes en tamaño y forma pero similares en manufactura. Todas son torneadas a partir de barras cilíndricas, algunas Requieren taladrado y/o fresado. CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES

CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES:

Atributos de diseño y manufactura que se incluyen comúnmente en un sistema de clasificación y codificación Atributos de diseño de partes Dimensiones principales Tipo de material Forma básica externa Función de la parte Forma básica interna Tolerancias Relación longitud/diámetro Acabado superficial Atributos de manufactura de partes Proceso principal Dimensiones principales Secuencia de operación Forma básica externa Tamaño del lote Relación longitud/diámetro Producción anual Tipo de material Máquinas herramienta Tolerancia Herramientas de corte Acabado superficial CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES

SISTEMA DE OPTIMIZACION:

Dígito Descripción Clase de forma de una parte: rotacional contra no rotatoria. Las partes rotacionales se clasifican mediante la relación longitud a diámetro. Las partes no rotacionales por longitud, ancho y espesor. Características de forma externa; se distinguen diversos tipos Maquinado rotatorio. Este dígito se aplica a características de forma interna (por ejemplo, orificios y roscas) en partes rotatorias y características generales de forma rotacional para partes no rotacionales. Superficies maquinadas en plano (por ejemplo, planos y ranuras). Orificios auxiliares, dientes de engranes y otras características. Dimensiones; tamaño general. Material de trabajo (por ejemplo, acero, hierro fundido o aluminio). Forma original de la materia prima. Requerimiento de exactitud. SISTEMA DE OPTIMIZACION

CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES:

Beneficios : Facilita la formación de familias de partes. Permite una recuperación rápida de los dibujos del diseño de una parte. Reduce la duplicación del diseño debido a que se recuperan diseños de partes similares o idénticos y se reutilizan en lugar de diseñarlos desde el principio. Promueve la estandarización del diseño. Mejora la estimación y la cuantificación de costos. Facilita la programación de partes con control numérico, permitiendo que las partes nuevas usen el mismo programa de las partes ya existentes en la misma familia. Permite la racionalización y mejoramiento en el diseño de herramientas y soportes. Hace posible la planeación de procesos asistidos por computadora Los planes de procesos estándar se correlacionan con números de códigos de Familias de partes, para que se reutilicen o editen los planes de procesos de partes nuevas de la misma familia. CLASIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DE PARTES

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Características: Es una agrupación de máquinas y trabajadores que elaboran una sucesión de operaciones sobre múltiples unidades de un ítem o familia de ítems . Busca poder beneficiarse simultáneamente de las ventajas derivadas de las distribuciones por producto y de la distribuciones por proceso, particularmente de la eficiencia de las primeras y de la flexibilidad de las segundas. Esta consiste en la aplicación de los principios de la tecnología de grupos a la producción, agrupando outputs con las mismas características en familias y asignando grupos de máquinas y trabajadores para la producción de cada familia. Estos outputs en ocasiones serán: Productos o servicios finales. Componentes que habrán de integrarse a un producto final, en cuyo caso, las células que los fabrican deberán estar situadas junto a la línea principal de ensamble (para facilitar la inmediata incorporación del componente en el momento y lugar en que se necesita). DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Características: Lo normal es que se formen células reales en las que la agrupación física de máquinas y trabajadores sea un hecho en base a: La necesaria identificación de las familias de productos y agrupación de equipos. La distribución interna de las células. En ocasiones, se crean las denominadas células nominales o virtuales, identificando y dedicando ciertos equipos a la producción de determinadas familias de outputs, pero sin llevar a cabo la agrupación física de aquellos dentro de una célula. En este caso no se requiere el análisis de la distribución, la organización mantiene simplemente la distribución que tenía, limitándose el problema a la identificación de familias y equipos. Junto a los conceptos anteriores está el de las células residuales a las que hay que recurrir cuando: Exista algún ítem que no puede ser asociado a ninguna familia. Alguna maquinaria especializada no puede incluirse en ninguna célula debido a su uso general . DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Ventajas Disminución del material en proceso (una misma célula engloba varias etapas del proceso de producción, por lo que el traslado y manejo de materiales a través de la planta se ve reducido). Disminución de los tiempos de preparación (hay que hacer menos cambios de herramientas puesto que el tipo de ítems a los que se dedican los equipos está ahora limitado). Disminución de los tiempos de fabricación. Simplificación de la planificación. Se facilita la supervisión y el control visual. Menor costo de producción y en una mejora en los tiempos y en una mejora en los tiempos de suministro y en el servicio al cliente, incluso, podrían conseguirse mejoras en la calidad, aunque ello necesitará de otras actuaciones aparte del cambio en la distribución. Desventajas Incremento en el costo y desorganización por el cambio de una distribución por proceso a una distribución celular. Normalmente, reducción de la flexibilidad del proceso. Potencial incremento de los tiempos inactivos de las máquinas (éstas se encuentran ahora dedicadas a la célula y difícilmente podrán ser utilizadas todo el tiempo). Riesgo de que las células queden obsoletas a medida que cambian los productos y/o procesos . DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Células piloto Se da cuando hay alguna familia de ítems que se produce completamente en una célula, pero la mayoría se procesa de la forma habitual en el resto de la planta , dicha situación puede tener un triple origen : Realización de una prueba piloto para evaluar los beneficios de la producción celular. Una célula automatizada (o incluso manual) que produce una familia de ítems con alguna característica especial (por ejemplo; elevado volumen de producción, nivel de calidad determinado, proceso de producción específico, etc.). Una "mini-instalación", es decir, una parte de las instalaciones normalmente automatizada y completamente dedicada al diseño, producción y venta de una familia de ítems. Al englobar aspectos de ingeniería, marketing, contabilidad y otros servicios de apoyo asociados a la fabricación y venta de producción, el concepto de mini- instalación es más amplio que el de célula productiva. DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Nivel de implantación autónomo Representa la situación más pura (a la que normalmente se hace referencia cuando se habla de una distribución celular). Casi la totalidad de las instalaciones están dedicadas a la producción celular y las familias de ítems necesitan sólo su célula dedicada para ser fabricados completamente. DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Formación de células Es un aspecto fundamental la aplicación de los principios de la tecnología de grupos a la formación de las familias de ítems y células asociadas a las mismas. Los pasos básicos: Seleccionar las familias de productos. Determinar las células. Detallar la ordenación de las células. Una vez determinadas las familias de productos, la formación de una célula para cada familia puede ser la mejor solución, aunque ello no sea siempre cierto ( a veces es incluso una solución imposible). Son muchas las ocasiones en las que es difícil definir las células sobre la base de idénticos requerimientos en el proceso de producción de las familias de ítems . DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Formación de células Las cuatro aproximaciones utilizadas generalmente para identificar familias y células son las siguientes: Clasificación y codificación de todos los ítems y comparación de los mismos entre sí para determinar las familias, posteriormente, habrá que identificar las células y equipos que han de producirlas. Formación de células por agrupación de máquinas, utilizando el análisis clúster o la teoría de grafos. En este caso, aún habrá que solucionar la formación de las familias. Formación de familias por similitud de rutas de fabricación. De nuevo, queda pendiente la identificación de las células. Identificación simultánea de familias y células fundamentada en la similitud entre productos en función de sus necesidades de equipos / máquinas (o viceversa). DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Formación de células Una vez determinadas las células y las familias de productos que en ellas se elaborarán, hay que detallar la distribución interna de las mismas. Dicha distribución será, por lo general, muy similar a la de una típica distribución por producto. El número de máquinas y el cuello de botella determinarán la capacidad de la célula. El manejo de materiales debe minimizarse y se equilibrará la carga de trabajo tanto como sea posible . DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Aplicación : Determinación de familias y células mediante el análisis del flujo de producción . Un proceso productivo elabora quince componentes los cuales requieren para su fabricación otras tantas máquinas diferentes. Las necesidades de maquinaria por componentes son las que aparecen en la tabla 1 DISTRIBUCIÓN CELULAR Comp. C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 Máq . M3 M2 M13 M5 M2 M3 M4 M1 M4 M3 M1 M1 M9 M4 M7   M5 M7 M15 M6 M11 M5 M9 M13 M10 M5 M15 M13 M10 M10 M11   M6 M11   M8 M12 M14 M11 M15   M6   M15     M12   M8 M12   M13 M13   M13     M8                   M14           M14          

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Aplicación El objetivo será reordenar filas y columnas, esto es máquinas y componentes de forma que lleguen a identificarse "bloques" de unos situados a lo largo de la diagonal, los cuales se corresponderán con las células formadas . Una forma de intentar reordenar la matriz es mover las filas con unos a la izquierda hacia la parte superior y las columnas con unos arriba hacia la parte izquierda . Repitiendo este proceso iterativamente, los bloques de unos tienden a situarse en la diagonal de la matriz, formando las agrupaciones de familias por células . DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Aplicación Pueden darse distintas soluciones, que habrán de estudiarse en función de su costo y factibilidad: Duplicar la máquina e incorporarla a más de una célula. Situarla sola en una célula residual por la que pasen todos los componentes que lo requieran. Situarla en una de las células formadas (en este caso parece que la más indicada es la III) y que los ítems de las otras células pasen por esta. Algo similar ocurre con el componente C7, que necesitan que las máquinas M11 y M13, las cuales quedan fuera de su célula. Una solución podría hacerlo pasar también por las células M11 o M13 o ambas a la vez, por lo que una posible solución sería duplicar M11 en la célula IV y crear una célula residual con M13. Puede aceptarse que un componente no utilice todas las máquinas del bloque en el que ha quedado englobado, así como que una máquina no procese todos los componentes de su grupo. Sin embargo, hay que evitar en la medida de lo posible que algún componente o máquina interactúe, respectivamente, con una máquina o componente fuera de la célula correspondiente (ello implicaría que en la matriz, una vez reordenada, quedase alguno fuera de algún bloque). DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Aplicación Cuando no es posible evitar tal situación habrá que recurrir, bien a la duplicación del equipo (si ello es factible), bien a la necesidad de tener que procesar el componente en cuestión en más de una célula para su acabado. En ocasiones extremas, será necesaria la instalación de alguna célula residual que fabrique algún componente imposible de encajar en la distribución resultante o que recoja algún equipo de uso general pero que no puede ser duplicado. En general, las líneas a seguir para reordenar la matriz son las siguientes: Las máquinas incompatibles deberían quedar en células separadas. Cada componente debería ser producido en una célula. Cada tipo de máquina debería estar situada en una sola célula. Las inversiones por duplicación de maquinaria deberían ser minimizadas. Las células deberían limitarse a un tamaño razonable. DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Diseño de una célula en U El tipo de producción tendrá las siguientes características: Procesos productivos de ensamblaje (manual o semiautomático). Líneas de ensamblaje (generalmente células en U ) multiproducto , compactas y muy flexibles, capaces de producir pequeños lotes de varios productos diferentes. Los productos con procesos compatibles (equivalentes) pueden ser ensamblados en una única célula de producción. Productos con una demanda elevada y continua en el tiempo, pero no lo suficiente elevada como para tener una línea exclusiva o con gran capacidad. La configuración física de la célula en U no es un fin en sí mismo, sino el medio para conseguir una forma determinada de producir. Es esa forma de producir basada en: La eliminación sistemática del no-valor añadido. La flexibilidad. La mejora continua lo que crea las características sin las cuales no podemos decir que tenemos una auténtica célula en U . DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Diseño de una célula en U Las características se listan a continuación: En lo que refiere al Layout : El interior de la “U” debe estar totalmente libre de cualquier obstáculo: material, cajas, mesas, stock… El interior de la “U” es un espacio solo para personas. Todos los puestos de trabajo deben estar orientados hacia el interior de la “U” de forma que ninguno quede aislado de los demás. Las distancias entre puestos de trabajo deben ser reducidas (entre 80 y 100cm) así como la anchura de la “U” entre 110 y 150cm). De este modo se permite el desplazamiento de los operarios entre puestos. En lo que refiere al proceso: El proceso de ensamblaje debe ser unidad por unidad, de manera que entre dos puestos consecutivos haya como máximo una unidad en proceso. Los stocks intermedios están prohibidos. En referencia al aprovisionamiento: Debe ser posible aprovisionar material a cada puesto de trabajo y evacuar el producto acabado sin entrar en el interior de la “U”. Los puestos de trabajo deben tener una disposición del material de forma que el final de un contenedor no implique el paro del puesto. Para ello un dispositivo muy útil es lo que se conoce como carril dinámico. DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Célula U y flujo de aprovisionamiento DISTRIBUCIÓN CELULAR

DISTRIBUCIÓN CELULAR:

Componentes de la célula DISTRIBUCIÓN CELULAR

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Un sistema flexible de manufactura (en inglés flexible manufacturing system , FMS), es una celda de maquinado con TG altamente automatizada que consiste en un grupo de estaciones de procesamiento (generalmente máquinas herramienta CNC, por control numérico computarizado) Ínter-conectadas mediante un sistema automatizado de manejo y almacenamiento de material, y controladas por medio de un sistema integrado de computadoras. Un FMS es capaz de procesar una amplia variedad de estilos de partes simultáneamente bajo un programa de control numérico en diferentes estaciones de trabajo. El FMS se basa en los principios de la tecnología de grupos. Ningún sistema de manufactura puede ser completamente flexible. No es posible producir un rango infinito de productos. Un FMS se diseña para producir partes (o productos) dentro de un rango de estilos, tamaños y procesos. Un FMS es capaz de producir una familia de partes única o un rango limitado de familias de partes . SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Flexibilidad y sistemas automatizados de manufactura Los sistema flexibles de manufactura varían en términos de la cantidad de máquinas herramienta y el nivel de flexibilidad. Cuando el sistema sólo tiene algunas máquinas, se usa el término celda flexible de manufactura (en inglés flexible manufacturing cell , FMC). Tanto las celdas como los sistemas están muy automatizados y se controlan por computadora. Las diferencias entre un FMS y un FMC no es siempre clara, pero en ocasiones se basa en la cantidad de máquinas (estaciones de trabajo) que incluye. FMS consta de 4 máquinas o más. en tanto que una FMC consta de 3 máquinas o menos. Esta distinción no está universalmente aceptada y la terminología que se aplica a esta tecnología todavía no se ha desarrollado por completo. Algunos sistemas y celdas altamente automatizados no son flexibles y esto produce confusión en la terminología. SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Flexibilidad y sistemas automatizados de manufactura Para calificar a un sistema de manufactura como flexible debe cumplir varios criterios. Las pruebas de flexibilidad en un sistema de producción automatizada son la capacidad de: Procesar diferentes estilos de partes, pero no por el modelo de lotes. Aceptar cambios en e! programa de producción. Responder en forma inmediata cuando se presenten averías y errores del equipo en el sistema. Aceptar la introducción de nuevos diseños de partes. Estas capacidades hacen posible el uso de una computadora central que controla y coordina los componentes del sistema. SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Integración de los componentes de un sistema flexible de manufactura Un FMS está formado por un hardware, un software que debe integrarse en una unidad eficiente y confiable, y el personal humano. Componentes del hardware . Un FMS incluye: Estaciones de trabajo: Máquinas CNC en un sistema de tipo maquinado. Estaciones de inspección. Estaciones de limpieza de partes y otras, según sean necesarias. Por lo general se incluye un sistema transportador automatizado bajo piso. Sistema de manejo de materiales: Transportadores de rodillos. Carros enganchadores en el piso. Vehículos controlados en forma automática. Robots industriales. Computadora de control central: Computadora central. Máquinas individuales. Microcomputadoras como unidad de control individual. SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Integración de los componentes de un sistema flexible de manufactura Componente de software y funciones de control . Consiste en módulos asociados con las diversas funciones que ejecuta el FMS: Programación de partes por NC. Control de producción. Copias de programas por NC. Control de maquinado. Control de partes de trabajo. Administración de herramientas. Control de transporte. Administración del sistema. SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Integración de los componentes de un sistema flexible de manufactura Mano de obra humana. Entre las actividades que realizan los trabajadores están: Cargar y descargar partes del sistema. Cambiar y preparar las herramientas de corte. Dar mantenimiento y reparar el equipo. La programación de partes con control numérico. La programación y operación del sistema de computadoras. La administración general del sistema. SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Distribución en línea AUT: Estación automatizada SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Distribución en escalera Aut : Estación automatizada L/UL: Estación de carga/descarga SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA:

Distribución a campo abierto Aut .: Estación automatizada L/UL: Estación de carga/descarga Ins .: Estación de inspección ACV: Vehículo conducido automáticamente AGVS: Sistema vehicular guiado automáticamente SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS:

Son un intento de superar las limitaciones de las cadenas de montaje clásicas, que se centraban en la elaboración de un único tipo de producto. Tradicionalmente, este objetivo se lograba elaborando enormes lotes de un tipo de producto, deteniendo la actividad de la cadena, y reconfigurando sus elementos para adaptarlos a la elaboración del nuevo producto. Esto ocasionaba grandes problemas como consecuencia de los desajustes entre producción y demanda. Para resolver esta dificultad, las empresas occidentales se centraron en la mejora de las técnicas de previsión de la demanda, mientras que las japonesas lo hicieron en la mejora de la organización y operatividad de las cadenas. Comenzaron reduciendo el tiempo necesario para adaptar la cadena para elaborar distintos tipos de productos. CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS

CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS:

A continuación, prepararon a los operarios para realizar una variedad mayor de tareas, con el fin de permitirles funcionar en distintas estaciones de trabajo si fuera preciso. Finalmente, modificaron el modo en que estaba organizada y programada la cadena. Las características de las cadenas de montaje de varios modelos son cuatro: Mano de Obra Flexible. Equilibrado de la Línea. Cadena en forma de U. Secuencia de Modelos . CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS

CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS:

Equilibrado de la Cadena : Los elementos de trabajo varían de un producto a otro. Al equilibrar la cadena debe tenerse en cuenta esta circunstancia. Se deben diseñar las estaciones de trabajo teniendo en cuenta los elementos de los distintos productos. CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS

CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS:

Mano de Obra Flexible : Los empleados desempeñan tareas distintas en la elaboración de diversos productos. Sus trabajos son bastante flexibles como para que se puedan permitir servir de apoyo a sus compañeros en caso de necesidad. CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS

CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS:

Cadena en Forma de “U ” Para compensar los requerimientos de trabajo de los distintos productos es necesario disponer de mano de obra flexible . Organizar la cadena de modo que los operarios puedan ayudarse unos a otros . Esta meta la facilita la forma de “U”. CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS

CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS:

Secuencia de Modelos Al elaborarse distintos tipos de productos, surge un problema adicional, que es decidir la secuencia en la que recorrerán la cadena . La lógica lleva a pensar que deben alternarse distintos tipos de modelos, para asegurar la fluidez de los productos a lo largo de la cadena. CADENAS DE MONTAJE DE VARIOS PRODUCTOS

EQUIPAMIENTO DE PLANTA:

Consideraciones La compra de cualquier pieza maquinaria o equipo debe justificarse sobre bases económicas. El costo debe recuperarse en el precio de venta de las mercancías o servicios ofrecidos. Estudios del equipo Cuando se decide considerar la compra o fabricación de una pieza o equipo, se deberá realizar el estudio del caso. Etapas • Examen técnico o de utilización.- Reducirá la variedad de equipos elegibles a proporciones manejables. Análisis económico o de costos.- Determina cual de las alternativas técnicas es la mas económica. Pronóstico de uso Potencial Sólido.- Tiene probabilidades de cumplirse, es decir, tiene predisposición a la compra. Débil.- Tiene pocas probabilidades de cumplirse, una decisión más prudente es subcontratar el trabajo. EQUIPAMIENTO DE PLANTA

EQUIPAMIENTO DE PLANTA:

Especificaciones técnicas Capacidad Debe ser suficiente para el depósito contemplado durante el futuro previsible. Se deberá consultar el pronóstico a largo plazo cuando el costo es alto. Confiabilidad La paralización de la planta puede ser costosa y además alterará las fechas de entrega, por lo cual es muy importante la confiabilidad del equipo. Servicio de posventa Debe comprobarse la disponibilidad de un buen servicio posventa. Facilidad de mantenimiento Los costos de mantenimiento deben ser tan bajos como sea posible, y una máquina difícil de repara no sólo tendrá un alto costo de mantenimiento, sino también inducirá a realizar el mantenimiento en forma inapropiada. EQUIPAMIENTO DE PLANTA

EQUIPAMIENTO DE PLANTA:

Especificaciones técnicas Preparación El tiempo complementario (preparación, desmontaje, limpieza) es costoso y reduce el tiempo de operación de la planta, de manera que debe considerarse la facilidad con que se prepara el equipo. Compatibilidad Siempre que sea posible, un nuevo equipo debe ser de un tipo similar o idéntico al ya existente. La simplificación resultante en aprovisionamiento de refacciones, mantenimiento, capacitación de operarios, ajuste, preparación y carga de la maquina es enorme. Seguridad El equipo necesita ser seguro, y aunque ahora es muy raro encontrar equipos inseguros en el mercado, el estudio de este aspecto vale la pena. Los accidentes son costosos porque hacen bajar la producción, deterioran la moral y provocan malas relaciones laborales. EQUIPAMIENTO DE PLANTA

EQUIPAMIENTO DE PLANTA:

Especificaciones técnicas Facilidad de instalación Este punto se pasa por alto fácilmente, para después descubrir que las puertas de acceso son demasiado bajas, o que la máquina nueva excede la carga permisible sobre el piso durante la instalación. Entrega La situación de la entrega necesita ser analizada para comprobar que las fechas prometidas de entrega coincidan con las necesidades de la organización. Vale la pena hacer una investigación acerca de la confiabilidad del proveedor a este respecto. Estado de desarrollo El equipo de diseño resiente a veces se comercializa antes de finalizar o estabilizar completamente el diseño. Las garantías de cumplimiento son sumamente convenientes, aunque debe reconocerse que ninguna garantía compensa la perdida de prestigio que trae consigo faltar a las promesas de entrega. EQUIPAMIENTO DE PLANTA

EQUIPAMIENTO DE PLANTA:

Análisis de costos Debe aplicarse conscientemente a todo el equipo; Un análisis es más útil al diferenciar entre los diferentes equipos de la planta que al determinar una cifra exacta para el costo absoluto de la planta. Se debe tomar en cuenta el costo de producir con un equipo dado y no solo el costo del equipo. Costo fijo Compra inmediata Compra a plazos Periodos hasta 10 años Arrendamiento Uso del equipo es más importante que el equipo mismo. Contratación.- Igual que arrendamiento pero se incluirá un contrato Costo de operación Mantener existencias Igual al pronóstico de ventas Realizar trabajos especiales No se puede pronosticar minuciosamente EQUIPAMIENTO DE PLANTA

EQUIPAMIENTO DE PLANTA:

Evaluación Económica de la planta Para un proyecto existen varios equipos igualmente aceptables. La selección de cada equipo se obtiene en base a los costos. Métodos : Utilidad. Diferencia entre el ingreso y los desembolsos necesarios. Periodo de recuperación. Se calcula el tiempo que toma recuperar la inversión inicial con la utilidad Rentabilidad. Se considera como una ganancia sobre inversión. EQUIPAMIENTO DE PLANTA

Ejemplo El proyecto X comprenderá la fabricación y venta de 100 000 unidades anuales a un precio unitario de venta de $5. Hay dos equipos a elegir, A y B, con las siguientes características: A B Precio de equipo instalado 6000 8000 Cto unitario de mano de obra directa 0.833 0.625 Cto unitario de material directo 2.5 2.605 Mano de obra indirecta/ año 400 330 Cargos anuales por servicios 180 150 Cargos anuales por mantenimiento 80 150 Vida económica 7 años 10 años Método de la Utilidad A B Cto anual de mano de obra directa 833 625 Cto anual de material directo 2 500 2 605 Mano de obra indirecta/ año 400 330 Cargos anuales por servicios 180 150 Cargos anuales por mantenimiento 80 150 Desembolso total: 3993 3860 Ingreso Anual 5000 5000 Utilidad Anual 1007 1140 Método del periodo de recuperación A B Precio del equipo instalado 6000 8000 Utilidad anual 1007 1140 Periodo de recuperación (años) 6 años 7 años (precio del equipo instalado/Ut. anual) Método de la rentabilidad A B Cargo anual x depreciación 6000 8000 (depreciación a cero al término de la vida económica) /7 /10 857 800 Utilidad 1007 1140 Ganancias 150 340 Rentabilidad 150/3000*100 340/4000*100 5 % 8.5 %:

Ejemplo El proyecto X comprenderá la fabricación y venta de 100 000 unidades anuales a un precio unitario de venta de $5. Hay dos equipos a elegir, A y B, con las siguientes características: A B Precio de equipo instalado 6000 8000 Cto unitario de mano de obra directa 0.833 0.625 Cto unitario de material directo 2.5 2.605 Mano de obra indirecta/ año 400 330 Cargos anuales por servicios 180 150 Cargos anuales por mantenimiento 80 150 Vida económica 7 años 10 años Método de la Utilidad A B Cto anual de mano de obra directa 833 625 Cto anual de material directo 2 500 2 605 Mano de obra indirecta/ año 400 330 Cargos anuales por servicios 180 150 Cargos anuales por mantenimiento 80 150 Desembolso total: 3993 3860 Ingreso Anual 5000 5000 Utilidad Anual 1007 1140 Método del periodo de recuperación A B Precio del equipo instalado 6000 8000 Utilidad anual 1007 1140 Periodo de recuperación (años) 6 años 7 años (precio del equipo instalado/Ut. anual) Método de la rentabilidad A B Cargo anual x depreciación 6000 8000 (depreciación a cero al término de la vida económica) /7 /10 857 800 Utilidad 1007 1140 Ganancias 150 340 Rentabilidad 150/3000*100 340/4000*100 5 % 8.5 %

SELECCIÓN, DISEÑO Y FABRICACION DE EQUIPOS:

El diseño y fabricación de equipos es una labor complicada que requiere de la participación de especialistas de diversas disciplinas que incluyen a los ingenieros de proceso y proyecto y del fabricante . Los ingenieros deben familiarizarse con el diseño básico y con los procesos de fabricación . Se deben conocer los deferentes códigos y propiedades de los materiales que intervienen en la fabricación . Se requiere dedicación completa para solucionar problemas que se presenten durante el proceso de diseño y fabricación. SELECCIÓN, DISEÑO Y FABRICACION DE EQUIPOS

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes La mayor cantidad de recipientes utilizados en las plantas de procesos lo constituyen los recipientes de pared delgada . Las reglas para el diseño y fabricación de recipientes a presión han sido especificados por códigos de la ASME (American Society of Mechanical Engineers ), entre otras . El código de la ASME define al recipiente de pared delgada como: “Si la relación del radio medio del recipiente a su espesor de pared es de 10 o mayor, el esfuerzo es casi uniforme y se puede suponer que todo el material de la pared resiste por igual las fuerzas aplicadas. Los recipientes a presión como esos se laman recipientes de pared delgada”. RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes En el siguiente diagrama: Re = Radio exterior Ri = Radio interior Rm = Radio interior t = Espesor de la plancha Entonces el recipiente es de pared delgada RECIPIENTES Re Rm Ri t

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes esféricos de pared delgada Por la simétrica que presenta, la esfera es el recipiente mas estable y resistente. La presión interna del líquido o gas contenido en la esfera actúa perpendicular a las paredes, uniformemente sobre toda la superficie interior, como se observa en el siguiente diagrama: Donde: F = Fuerza en la pared interna A = Área de la sección P = Presión RECIPIENTES p F F F= pA

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes esféricos de pared delgada La fuerza en la dirección horizontal que actúa en el área proyectada será: FR = p.Ap Donde: F R = Fuerza en la dirección horizontal p = Presión Ap = Área proyectada Donde: Dm = Diámetro medio RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes esféricos de pared delgada La tensión en el área transversal es: Donde: T = Tensión Aw = Área del anillo El área del anillo será: RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes esféricos de pared delgada Como: Expresando Ap y Aw en función Dm se tiene: RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes esféricos de pared delgada Ejm .: Calcule el esfuerzo en la pared de una esfera de 300 mm de diámetro y 1.50 mm de espesor de pared, cuando contiene gas nitrógeno a 3500 kpa de presión interna . P = 3500 kpa Di = 300 mm t = 1.50 mm Dm = Di + t Dm = 300 mm + 1.50 mm Dm = 301.5 mm Determinamos si el recipiente es de pared delgada mediante la relación siguiente : Como 201 es mayor que 20, entonces la esfera es de pared delgada RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes esféricos de pared delgada Ejemplo El Esfuerzo en la pared del recipiente está dado por: RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes cilíndricos de pared delgada Si bien lo más indicado son los recipientes esféricos en especial para contener fluidos a presión, es frecuente también el uso de recipientes cilíndricos, por ejemplo, como tanques de almacenamiento, dispositivos de accionamiento hidráulico y neumático y tuberías para conducir fluidos a presión . Al analizar los esfuerzo se presentan dos condiciones . Primero la tendencia de la presión interna del cilindro a tirar en una dirección paralela a su eje a la que se llama “esfuerzo longitudinal” segundo la tendencia en el anillo alrededor del cilindro a tirar de el al que se le llama “esfuerzo anular o tangencial”. RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes cilíndricos de pared delgada Esfuerzo longitudinal RECIPIENTES F F p t Dm

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes cilíndricos de pared delgada Esfuerzo longitudinal En el diagrama de cuerpo libre cortando en forma perpendicular al eje se observa que la fuerza actúa en el área circular del extremo produciendo una fuerza resultante de: Esta fuerza será resistida por la pared del cilindro cuando un esfuerzo de tensión RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes cilíndricos de pared delgada Esfuerzo anular Se visualiza en el diagrama de cuerpo libre cortando en forma paralela al eje: RECIPIENTES p F F L Dm

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes cilíndricos de pared delgada Esfuerzo anular La fuerza resultante creada por la presión interna es el producto de la presión y el área proyectada del cilindro sobre un plano diametral. F R = p A p como A p = D m x L F R = p x D m x L A w = 2t x L RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes cilíndricos de pared delgada Ejemplo: Un tanque cilíndrico que contiene oxigeno a 2000 kpa de presión tiene un diámetro externo de 450mm y un espesor de pared de 10 mm. Calcule el esfuerzo anular y el esfuerzo longitudinal en la pared del cilindro. P = 2000 kpa De = 450 mm Dm = De-t t = 10 mm Dm = 450 mm – 10 mm Dm = 440 mm Recipiente de pared delgada RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Diseño de recipientes cilíndricos de pared delgada Ejemplo: Esfuerzo anular El esfuerzo longitudinal RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Fabricación de recipientes La cubierta . Los recipientes por lo general son de forma cilíndrica y para darles esa forma se utilizan equipos conformados por rodillos roladores para flexionar la plancha. Las fuerzas para flexionar la pancha se aplican a través del rodillo superior y el diámetro de la cubierta se controla de acuerdo a las distancias que se tenga entre los rodillos inferiores y el superior. Soldadura . La soldadura es el método más comúnmente usado para la unión de metales. En las pruebas de estallido se ha demostrado que la soldadura es la más resistente que la placa misma de la cubierta. Sin embargo la soldadura deberá efectuarse con soldadores competentes. La soldadura de arco es la más utilizada. El arco si produce entre el electrodo metálico y el metal de la base que está próximo al arco. Las varillas de soldadura (electrodo) son cubiertas con un fundente que cuando calienta, produce un gas inerte alrededor del arco y deposita una cubierta protectora sobre el cordón de soldadura, protegiéndolo contra la corrosión. En la soldadura de recipientes, generalmente se requiere de la aplicación de varios cordones superpuestos de soldadura. Esto debe hacerse con mucho cuidado. Después de haber aplicado el primer cordón de soldadura, la superficie de esta deberá limpiarse y examinarse cuidadosamente antes de proceder a la aplicación del próximo cordón. Hay que evitar grietas e inclusión de escorias que puedan debilitar la unión. Placas de la cubierta Se prefiere placas de tamaño grande para posteriormente cortarlas. Las longitudes comerciales son de 4” x 8” y de 5” x 10” de espesor que van variando con incrementos de 1/64” hasta 3/16; y con incrementos de 1/16 hasta 1”. De 1” a 1 ½” se incrementan en 1/8” de 1 ½” a 4” en incrementos de ¼”. La tendencia actual es que las medidas sean milimétricas. RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Fabricación de recipientes Cabezales Idealmente el recipiente esférico es el más adecuado para resistir presiones altas. Los recipientes esféricas si usan para almacenar líquidos y gases volátiles. Pero su uso no resulta muy apropiado para procesos comunes. El recipiente cilíndrico le sigue en cuanto al mejor diseño; siendo este el más extensamente usado. Los cabezales de estos cilindros pueden ser: planos, elipsoidales, cóncavo semiesférico o cónico entre otros. El cabezal plano es muy económico y se emplea generalmente para recipientes pequeños. Los cabezales no planos puede fabricarse troquelados, repujados, bombeados o embutidos. Toberas Todos los recipientes de un proceso utilizan, coplas o niples para la entrada de los fluidos y desagües o descarga del recipiente. Para la inspección y limpieza se utilizan agujeros nombre y registros de mano. La cubierta del recipiente se debilita al taladrarse los agujeros para la instalación de los acoples, por lo tanto la tobera deberá reformarse al igual que el recipiente en los vecindades de la tobera. No es recomendable utilizar niples en lugar de coplas ya que durante la instalación las roscas están constantemente expuestos y fácilmente podrán dañarse. RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Fabricación de recipientes RECIPIENTES

RECIPIENTES:

RECIPIENTES

RECIPIENTES:

Fabricación de recipientes Accesorios externos Se consideran ángulos para soportar el aislamiento, orejas bases, mensulas para soportar plataformas y escaleras que deben ir fijas al recipiente. Relevación de esfuerzos Se producen esfuerzos residuales alrededor de los cordones de soldadura que se aplican en los recipientes. Estos esfuerzos debilitan al recipiente en dichos puntos. Es recomendable relevar los esfuerzos mediante un proceso de recosido o tratamiento térmico. Radiografías Para máxima seguridad se deben usar radiografías sobre las soldaduras a fin de detectar errores especialmente en los cordones de soldadura longitudinal y circunferencial de las juntas. RECIPIENTES

CAMBIADORES DE CALOR:

Consideraciones Los procesos industriales, en especial los procesos químicos requieren de la adición o eliminación de calor. Por consiguiente, el diseño y aplicación cuidadosos de los cambiadores de calor han sido objeto de una consideración importante en el diseño de plantas. El diseño completo de los cambiadores de calor rara vez constituye una tarea del ingeniero de procesos o del ingeniero de proyecto. Por lo general dicho equipo se compra al fabricante de cambiadores de calor, quien lo diseña y lo garantiza. No obstante, el ingeniero de proyecto debe entender los métodos de diseño y fabricación de cambiadores de calor. El conocimiento de estas técnicas permite una estrecha cooperación entre el ingeniero de proyecto y los representantes del fabricante, cooperación que puede ahorrar tiempo y dinero. CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Tipos de cambiadores de calor Se fabrican tipos muy diversos de cambiadores de calor. Más adelante se discutirán algunas de las variedades más extensamente usadas . Siempre pueden proyectarse diseños especiales, los cuales pueden ser ventajosos para una aplicación en particular. Sin embargo, siempre que se pueda es preferible utilizar los diseños estándares o equipos “de línea”. Los fabricantes de cambiadores están capacitados para producir, sobre la base de producción en serie, ciertos tipos y tamaños de cambiadores de calor. Cualquier desviación y, por lo tanto, aumento de costo . CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiador de calor de doble tubo Como su nombre lo dice, el cambiador de calor de doble tubo consiste de dos tubos concéntricos. Un fluido circula en el tubo interior y otro en la sección anular delimitada entre los tubos interior y exterior. Estos cambiadores se disponen más convenientemente en forma de horquilla, similar al cambiador de superficie aumentada. La longitud práctica habitual de estas horquillas es de veinte pies (7.10 m). dichos cambiadores se construyen de manera muy fácil en prácticamente cualquier taller y continúan resultando de suma utilidad en donde existen requerimientos muy pequeños de superficies (aproximadamente 10 m 2 ). CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiador de calor de doble tubo CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiadores de calor de doble tubo, de superficie aumentada Una de las ventajas del cambiador de doble tubo es su bajo costo. Cuenta con una amplia superficie de intercambio. En el diseño de cambiador de doble tubo se usa con mayor frecuencia la aleta longitudinal. Las aletas transversales se emplean principalmente para arreglos de flujo transversal, o bien en los cambiadores enfriados por aire en especial en lugares en donde la escasez de agua es un problema. El uso de tubos de aleta es particularmente deseable para gases, líquidos viscoso, o corrientes de pequeño flujo. Estos fluidos producen altas resistencias al flujo de calor, las cuales son parcialmente vencidas por la mayor área efectiva introducida por las aletas. Las secciones de doble tubo pueden estar dispuestas en hileras y conectadas en serie. CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiadores de calor de doble tubo, de superficie aumentada CAMBIADORES DE CALOR Aletas longitudinales Aletas transversales

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiadores de calor de carcasa y tubos El tipo más ampliamente usado de cambiador de calor es el de carcasa y tubos. Conforme los requerimientos de superficie de intercambio de calor se vuelven grandes, los diseños de cambiadores de doble tubo demandan excesivo espacio. El diseño de carcasa y tubos, no obstante, proporciona una gran área superficial por volumen unitario de espacio ocupado. Aproximadamente el noventa por ciento de todos los trabajos de intercambio de calor pueden ser efectuados mediante uno u otro de los diseños básicos. CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiador 1-1 a contracorriente El intercambio más eficiente de calor puede ser logrado por medio de un arreglo a contracorriente en el cual uno de los fluidos circula en dirección opuesta del otro. En equipos de carcasa y tubos, esto se lleva a cabo, de manera bastante aproximada, en el llamado “cambiador 1-1”, el cual consiste en un paso de carcasa y un paso de tubos. Si un cambiador 1-1 se suministra con un cabezal flotante en el haz de tubos , el orificio de salida en el lado del cabezal flotante debe pasar a través de un prensaestopas, ya que debe tener libertad para moverse con el cabezal flotante. El cambiador 1-1 se emplea cuando las pérdidas por fricción en el lado de los tubos deben ser mantenidos al mínimo y cuando los requerimientos de temperatura son tales que se debe usar un verdadero flujo a contracorriente. CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiadores 1-2 y 2-4 El cambiador 1-2, consiste en un paso de carcasa y dos o más pasos de tubos (número par de pasos de tubos). El diseño es quizá el más común de todos los cambiadores de carcasa y tubos y es el más simple de mantener. En el cambiador 2-4, por medio de la instalación de un deflector longitudinal se logran dos pasos de carcasa en una carcasa sencilla, este cambiador puede tener dos o más pasos de tubos, siempre en número par. Las carcasas con más de dos pasos son imprácticas, pero conectando cambiadores en serie pueden obtenerse las ventajas de pasos adicionales de carcasas. De esta manera, dos cambiadores 1-2 conectaos en serie serían equivalentes a un cambiador 2-4. El cambiador de dos pasos de carcasa es más difícil de mantener, puesto que el deflector longitudinal requiere un diseño más complejo. La carcasa de dos pasos de usa con más propiedad para fluidos limpios. CAMBIADORES DE CALOR

CAMBIADORES DE CALOR:

Cambiadores 1-2 y 2-4 CAMBIADORES DE CALOR

DISEÑO DE SOLDADURA:

Consideraciones de diseño Los ensayos han demostrado que una soldadura a tope, de penetración completa, colocada adecuadamente, es tan resistente o más resistente que el metal de las piezas a soldar. La resistencia de una conexión soldada a tope se determina usando la fórmula: F = TA Donde: F = Resistencia T = Esfuerzo permisible A = Área de la sección transversal. Las soldaduras filete están sometidas a esfuerzos cortantes y deben diseñarse adecuadamente. La resistencia de una soldadura de filete se determina mediante: Donde T = Esfuerzo cortante admisible A = Área sometida a fuerza cortante DISEÑO DE SOLDADURA

DISEÑO DE SOLDADURA:

DISEÑO DE SOLDADURA a a t L

DISEÑO DE SOLDADURA:

Se llama “tamaño de una soldadura de filete” al tamaño del cateto. La corona de la soldadura debería ser ligeramente convexa, sin embargo en la práctica se la considera recta. Una soldadura de filete se supone que falla a lo largo de su menor dimensión llamada “garganta” de la soldadura. El Área que queda sujeta a cortante es el área sombreada que se calcula como: A = t L = a sen 45° L = 0.707 a L Donde L es la “longitud del cordón de soldadura” El esfuerzo cortante admisible para soldadura de filete es de 0.3 veces el esfuerzo último de tensión del electrodo. Los electrodos se clasifican como E60, E70, E80, etc. El valor numérico es la “resistencia última a la tensión” del metal de soldadura. Los electrodos E70 son los que se usan más comúnmente en trabajo estructural. DISEÑO DE SOLDADURA

DISEÑO DE SOLDADURA:

El esfuerzo cortante admisible para un electrodo E70 será: T = (.30) (70) klg / plg2 = 21 klb /plg2 La resistencia de una soldadura de filete para electrodo E70 será. F = TA F = (21000)(0.707) a L F = 14850 a L Donde: F = Fuerza cortante admisible en lb. a = Tamaño de la soldadura en pl. L = Longitud del cordón de soldadura en pl. Igualmente despejado L se tiene: L = F / 14850 a DISEÑO DE SOLDADURA

DISEÑO DE SOLDADURA:

Ejemplo: Calcular el tamaño de cordón de soldadura necesario para unir el cabezal de un recipiente de 4 pies de diámetro, diseñado para contener un gas a una presión interna de 365 lb./pulg2 si se utiliza electrodo eléctrico E70. Dm = 4´= 48” p = 365 lbs /pulg2 L = 3.1416 x 48 pulg = 150.8 pl F = p x Ap F = 365 lbs /pulsg2 x 1809.5 pulg2 F = 660.49 lbs pl DISEÑO DE SOLDADURA

DISEÑO DE SOLDADURA:

Consideraciones de diseño en la soldadura Diseño para la soldadura La recomendación básica es que el producto debe diseñarse desde el inicio como un ensamble soldado y no como una fundición, forja u otra parte formada. Partes mínimas Los ensambles soldados deben consistir en la menor cantidad de partes posibles, debido a que es más conveniente por ejemplo realizar simples operaciones de doblado sobre una parte, que soldar un ensamble a partir de placas y chapas planas. Es importante que las partes que se van a soldar (arco eléctrico) se ajusten bien para mantener el control de las dimensiones y reducir la distorsión. En ocasiones se requería aplicar un maquinado para obtener un ajuste satisfactorio. El ensamble debe proporcionar espacio de acceso, con el fin de permitir que la pistola para soldadura alcance el área de trabajo. Cuando sea posible, el diseño de ensamble debe permitir que se realice una soldadura plana, dado que esta es la opción de trabajo mas conveniente y rápida. Las posiciones para soldadura de cabeza son las más difíciles. Para soldadura de punto se requiere una suficiente superposición de las partes de laminas metálicas para que el punto del electrodo haga un contacto adecuado. DISEÑO DE SOLDADURA

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

Definición Una estructura metálica es una disposición de elementos que adecuadamente unidos en mas extremos llamados nudos, proporcionar soluciones tanto prácticas como económicas a problemas de diseño de edificaciones, máquinas, puentes etc. La mayoría de estructuras están formadas por otras armaduras más simples para formar configuraciones espaciales, Cada estructura se diseña para soportar cargas que ejercen fuerza en su propio plano, por lo que pueden ser tratadas como estructuras bidimensionales. Los elementos de una estructura generalmente son delgados y pueden soportar poca carga lateral, por lo tanto las cargas deben aplicarse sobre dos nudos y no directamente sobre dos elementos. Cuando una carga concentrada ha de aplicarse entre 2 nudos o una carga distribuida ha de ser soportada por la estructura como en el caso de un puente o cobertura, se suministrará un sistema de piso que transmite la carga a los nudos, por medio de vigas. Las fuerzas y extremos afectan los esfuerzos y deformaciones que se desarrollan en los elementos que conforman las estructuras que soportan la carga. DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

Tipos de estructuras DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS Pratt Howe Fink Para techos Pratt Howe Warron Baltimore en K

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

Cargas que actúan sobre las estructuras Para poder llegar al diseño y cálculo de las estructuras o en suma a determinar las formas, dimensiones y la colocación de elementos, estos deben ser capaces de resistir las cargas que actúan sobre ellos, debiendo escogerse las especificaciones para cada una en particular : El peso de los elementos de la estructura está aplicada sobre los nudos, la mitad del peso del elemento actúa sobre cada uno de los dos nudos correspondientes. Aunque en realidad los elementos se unen con soldaduras, pernos o remaches, es costumbre suponer que se juntan de tal modo que las fuerzas que actúan sobre cada extremo se reducen a una fuerza única, sin dejar lugar a pares de fuerzas . Se asumirá que las únicas fuerzas que se aplican sobre un elemento de una estructura articulada son fuerzas longitudinales en cada extremo del mismo . DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

Cargas que actúan sobre las estructuras Por lo tanto se considerará todos los elementos sometidos a dos fuerzas y las estructuras como conjuntos de elementos simples . Un elemento individual puede soportar fuerzas que tienden a tirar del elemento que estará en tracción y fuerzas que tienden a comprimirlo por lo que estará en compresión . Al peso propio de la estructura al igual que todo el peso propio del equipo se le llama “carga muerta ”. Al peso de los materiales a ser almacenados, personas, vehículos, presión del suelo, impacto, sismos se le llama “carga viva”. DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

El Acero estructural El comportamiento de las estructuras de acero tiene que ver directamente con las propiedades del mismo. El comportamiento del acero en una determinada situación podemos apreciarlo mediante los diagramas esfuerzo – deformación, los cuales son la base para desarrollar los métodos de diseño correspondiente. Una propiedad muy importante en una estructura que no haya sido cargada mas allá de un punto de fluencia plástica, es que recuperará su longitud original cuando se le retire la carga. Si se hubiere llevado mas allá de este punto sólo alcanzará a recuperar parte de su dimensión original. Este conocimiento conduce a la posibilidad de probar una estructura existente mediante carga, descarga y medición de deflexiones. Si después que las cargas se han ratificado, la estructura no recobra sus dimensiones originales, es porque se ha visto sometida a esfuerzos mayores que su punto de fluencia. DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALGUNOS ACEROS Fy = Límite de fluencia Fu = Resistencia última a la rotura DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS DESIGNACION Fy kg / cm2 Fu Kg/cm2 A – 25 2500 4060 ASTMA-36 2530 4080 A - 30 3000 --

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

DISEÑO DE MIEMBROS A TRACCIÓN El diseño a tracción es uno de los principales y directos en ingeniería estructural, debido a que no existe el problema de inestabilidad. Se considera este solamente en forma muy secundaria. En consecuencia el diseño de un miembro a tracción consiste en dotarlo de una sección transversal suficiente para que resiste las cargas aplicadas. Los miembros a tracción pueden absorber mayor cantidad de energía por unidad de peso cuando son sometidos a cargas de impacto o cargas dinámicas que cualquier otro miembro. ESFUERZOS PERMISIBLES EN TRACCIÓN El diseño a tracción para miembros solicitados a este tipo de esfuerzo, está fundamentado en prevenir la cedencia de la sección principal del miembro con un factor de seguridad de 1.67, resultando como esfuerzo admisible en tracción. Ft = 0.60 Fy (En el área total) En los casos cuando los menores son apernadas, se debe tener en consideración la posible falla de una sección debilitada por la presencia de agujeros. El área total de un miembro en cualquier punto, será determinada al sumar los productos del espesor por el ancho total de cada elemento medido perpendicularmente al eje del miembro . El área neta será determinada al sustituirse el ancho total por el ancho neto DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESIÓN Las cargas que actúan someten a estos elementos a una inestabilidad interna que es conveniente tenerla bajo control. Las resistencias a las cargas aplicadas depende ,entre otras cosas de: La longitud efectiva del miembro. La forma de su sección transversal. La longitud efectiva depende a la ves de: Tipos de conexiones. Desplazamiento relativo de sus nudos Los miembros a compresión pueden sufrir pandeos cuando alcanzan una carga crítica, y se debe a: Excesiva flexión alrededor de uno de los ejes de su sección transversal. Rotación alrededor del centro de corte de su sección transversal. Excesiva flexión combinada con rotación. Pandeo local de los elementos componentes de la sección transversal. DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

Esfuerzo admisible en compresión Para lograr un proceso de diseño simplificado se recurrirá a la utilización de valores tabulados de parámetros requeridos. El esfuerzo admisible (Fa) esta ligado a la relación de esbeltez ( R ) , que a la ves esta en función de una constante (K) dependiente de las restricciones de los extremos del elemento, del radio de giro (r) en base a la sección transversal y de la longitud efectiva (L ), mediante la siguiente relación: R = k x L ≤ 240 r A un determinado valor de R le corresponde un valor del esfuerzo admisible (Fa) expresado en Kg/cm2 (ver tabla) El valor de r depende del perfil angular que se esté proponiendo (ver tabla) La carga que puede soportar un elemento a compresión será igual a : F = Fa x A Donde A es el área de sección transversal del elemento (ver tabla) DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

MIEMBROS PRINCIPALES Y SECUNDARIOS:

MIEMBROS PRINCIPALES Y SECUNDARIOS KL/r Fa 1 1497 2 1495 3 1492 4 1489 5 1406 6 1483 7 1480 8 1476 9 1473 10 1470 11 1466 12 1463 13 1459 14 1456 15 1452 16 1440 17 1444 18 1440 19 1436 20 1432 KL/r Fa 21 1420 22 1424 23 1420 24 1419 25 1411 26 1406 27 1402 28 1397 29 1393 30 1389 31 1383 32 1378 33 1373 34 1366 35 1363 36 1358 37 1353 38 1348 39 1343 40 1337 KL/r Fa 41 1332 42 1326 43 1321 44 1315 45 1310 46 1304 47 1298 48 1292 49 1287 50 1281 51 1275 52 1269 53 1263 54 1257 55 1250 56 1254 57 1230 58 1232 59 1225 60 1219

MIEMBROS PRINCIPALES Y SECUNDARIOS:

MIEMBROS PRINCIPALES Y SECUNDARIOS KL/r Fa 61 1212 62 1206 63 1199 64 1192 65 1186 66 1179 67 1172 68 1165 69 1158 70 1152 71 1145 72 1137 73 1130 74 1123 75 1116 76 1109 77 1101 78 1094 79 1087 80 1079 KL/r Fa 81 1072 82 1064 83 1057 84 1047 85 1041 86 1033 87 1026 88 1018 89 1010 90 10002 91 994 92 986 93 978 94 970 95 961 96 953 97 945 98 936 99 928 100 920 KL/r Fa 101 911 102 902 103 894 104 885 105 876 106 868 107 859 108 850 109 841 110 832 111 823 112 814 113 805 114 795 115 786 116 777 117 767 118 758 119 748 120 739

MIEMBROS PRINCIPALES Y SECUNDARIOS:

MIEMBROS PRINCIPALES Y SECUNDARIOS KL/r Fa 121 733 122 727 123 721 124 712 125 708 126 701 127 695 128 688 129 680 130 673 131 666 132 659 133 653 134 647 135 641 136 635 137 629 138 623 139 618 140 612 KL/r Fa 141 607 142 602 143 597 144 592 145 587 146 582 147 578 148 573 149 569 150 565 151 561 152 556 153 553 154 549 155 545 156 541 157 536 158 534 159 531 160 527 KL/r Fa 161 524 162 521 163 518 164 515 165 513 166 509 167 506 168 503 169 501 170 498 171 496 172 473 173 491 174 489 175 486 176 484 177 482 178 480 179 478 180 476 KL/r Fa 181 474 182 473 183 471 184 469 185 467 186 466 187 464 188 463 189 462 190 460 191 459 192 458 193 457 194 455 195 454 196 453 197 452 198 452 199 451 200 450

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS Designación Peso por Pié (lb) W Area (plg2) A Radio de Giro ( plg ) r L 8 X 8 X 1 ½ 56.90 16.73 2.42 L 8 X 8 X 1 51.00 15.00 2.44 L 8 X 8 X 7/8 45.00 13.23 2.45 L 8 X 8 X ¾ 33.90 11.44 2.47 L 8 X 8 X 5/8 32.70 9.51 2.49 L 8 X 8 X 9/16 29.70 3.58 2.50 L 8 X 8 X ½ 26.40 7.75 2.50         L 6 X 6 X 1 37.40 11.00 1.80 L 6 X 6 X 7/8 33.10 9.73 1.81 L 6 X 6 X ¾ 28.70 8.44 1.83 L 6 X 6 X 5/8 24.20 7.11 1.84 L 6 X 6 X 9/16 21.90 6.43 1.85 L 6 X 6 X ½ 19.60 5.75 1.86 L 6 X 6 X 7/16 17.20 5.06 1.87 L 6 X 6 X 3/8 14.90 4.36 1.88 L 6 X 6 X 5/16 12.40 3.65 1.89         L 4 X 4 X ¾ 18.50 5.44 1.19 L 4 X 4 X 5/8 15.70 4.61 1.20 L 4 X 4 X ½ 12.80 3.75 1.22 L 4 X 4 X 7/16 11.30 3.30 1.23 L 4 X 4 X 3/8 9.80 2.80 1.23 L 4 X 4 X 5/16 8.20 2.40 1.24 L 4 X 4 X ¼ 6.60 1.94 1.25         L 3 X 3 X ½ 9.40 2.75 0.90 L 3 X 3 X ¼ 4.90 1.44 0.93         L 2 X 2 X 3/8 4.70 1.36 0.59 L 2 X 2 X ¼ 3.19 0.94 0.61 L 2 X 2 X 1/8 1.65 0.48 0.63         L 1 ½ X 1½ X ¼ 2.34 0.69 0.45 L 1 ½ X 1½ X 3/16 1.80 0.53 0.45 L 1 ½ X 1½ X 1/8 1.23 0.36 0.46         L 1 X 1 X ¼ 1.49 0.44 0.29 L 1 X 1 X 3/16 1.36 0.34 0.30 L 1 X 1 X 1/8 0.60 0.23 0.31

DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS:

La forma de la columna paneada se muestra con la línea de trazos Valor teórico de K 0.5 0.7 1.0 1.0 2.0 2.0 Valores recomendados para el diseño cuando las restricciones reales se aproximan a las ideales 0.65 0.80 1.2 1.0 2.1 2.0 Símbolos para las restricciones en los extremos Rotación y traslación impedidas Rotación libre y traslación impedida Rotación impedida y traslación libre Rotación y traslación libres DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS (a) (b) (c) ( d) (f) (e)

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