Cooperativa Industrial Manufacturas Del Centro (página 4)
Enviado por Ing. Celis Gonzales Via, Angel L.
Los diversos materiales que ingresan a cada área y/o sección para su mezcla, transformación química y/o física y/o respectivo control de ingreso tienen que poseer ciertas características que aseguren su funcionalidad para la cual fue producida de forma que no altere los productos entre y al final de la cadena productiva.
CARACTERÍSTICAS:
Los productos por su naturaleza deben de tener las siguientes características para cumplir la finalidad para lo que fue producida:
Tamaño (largo y ancho), color adecuado, confort, defectos (creados por los hilos en trama o urdimbre). Las medidas en largo y ancho para cada producto son:
PRODUCTO | LARGO (mts) | ANCHO (mts) |
Bayeta 1000 | 40 | 1.8 |
Tela vestido 1001 | 40 | 1.8 |
Paño lester 1054 | 40 | 1.8 |
Frazada 1 ½ plazas | 2.15 – 2.25 | 1.55 – 1.60 |
Frazada 2 plazas | 2.20 – 2.30 | 1.85 – 1.90 |
Pañolones 7000 chico | 1.75 – 1.80 | 1.30 (+-0.5) |
Pañolones7001 grande | 2.05 – 2.10 | 1.50 (+-0.5) |
Pañolones 7001 – I chico | 1.75 – 1.80 | 1.30 (+-0.5) |
Pañolones 7002 grande M | 2.05 – 2.10 | 1.50 (+-0.5) |
Pañolones 7003 grande N | 2.05 – 2.10 | 1.50 (+-0.5) |
Pañolones 7019 fantasía | 1.90 – 1.95 | 1.30 (+-0.5) |
Fuente: Elaboración propia.
Los colores son analizados por la cooperativa cuando llegan desde el proveedor con el pedido deseado, este análisis en laboratorio asegura el color correcto por lote, ya sea lana o tela.
El confort es una medida de suavidad al tacto en una prenda de lana, pero esto no asegura que tenga buen confort al tomar contacto con la piel humana, a este fenómeno se lo denomina "picor" y tiene que ver con los extremos de fibras gruesas que sobresalen del tejido y que están haciendo presión sobre las terminales nerviosas de la piel. Para que produzcan este efecto el diámetro de estas fibras debe ser superior a 30,5 micrones.
Mapeo del proceso
PROVEEDOR | PRODUCTO DE ENTRADA | VARIABLES DE ENTRADA | ÁREA O PROCESO | VARIABLES DE PROCESO | VARIABLES DE SALIDA | PRODUCTO DE SALIDA | CLIENTE |
EXTERNO | LANA CRIADA | Grado de contaminación vegetal. Cantidad de tierra.Longitud.Diámetro promedio de las fibras.Resistencia a la tracción. Cantidad de grasa animal. | PREPARACIÓN (cambio físico: separación) | Concentración de soluciones, tiempos, temperatura, velocidad, cantidad de fibra para la mezcla, rendimiento al lavado. | Grado de contaminación vegetal. Cantidad de tierra. | LANA PREPARADA | HILATURA |
PREPARACIÓN | LANA LAVADA Y MEZCLADA | Cantidad de grasa. Peso. | HILATURA (cambio físico: unificación, torsión y preparación para tejidos) | Peso de entrada, peso de salida, título métrico, velocidad, rendimiento al hilado. | Rendimiento al hilado.Número métrico.Regularidad Longitud. | HILOS PARA TRAMA Y EN URDIMBRES | TEJEDURIA |
HILATURA | HILOS PARA LA TRAMA Y HILOS EN URDIMBRES | Regularidad | TEJEDURIA (unión de trama en urdimbre.) | Número de golpes y longitud por lotes. | Cantidad de unidades y longitud por lote. | TEJIDOS DEFECTUOSOS Y CON DEFECTOS | |
TEJEDURIA | TEJIDOS CON DEFECTOS | Largo, ancho defectos (color uniforme, trama, cadena). | PINZADO Y ZURCIDO (cambio físico: arreglos textiles) | Largo, ancho defectos (color uniforme, trama, cadena). | Largo, ancho defectos (color uniforme, trama, cadena). | TEJIDOS SIN DEFECTOS | ACABADO HÚMEDO Y SECO |
PINZADO Y ZURCIDO | TEJIDOS MEDIDOS Y SIN DEFECTOS | Largo, ancho, defectos (trama, cadena) | ACABADO HÚMEDO (cambio fisicoquímico: teñido, secado y carbonizado) | Concentración de soluciones, tiempos, temperatura. | Largo, ancho defectos (color uniforme, trama, cadena). | PRODUCTO FINAL | GERENCIA DE VENTAS |
PINZADO Y ZURCIDO | TEJIDOS MEDIDOS Y SIN DEFECTOS | Largo, ancho, defectos (trama, cadena) | ACABADO SECO (cambio físico: perchado) | Velocidad | Largo, ancho, defectos (color uniforme, trama, cadena). | PRODUCTO FINAL | GERENCIA DE VENTAS |
Ahora se realizará el procedimiento para el control de calidad en cada Área para ello se utilizará la norma MIL – STD – 414/ Z1 ,9 para el muestreo de los lotes y unidades según sea la necesidad; nivel de inspección general II, y esto es:
TAMAÑO DE LOTE | TAMAÑO DE MUESTRA |
2 a 8 | 3 |
9 a 15 | 3 |
16 a 25 | 4 |
26 a 50 | 5 |
51 a 90 | 7 |
91 a 150 | 10 |
151 a 280 | 15 |
281 a 400 | 20 |
401 a 500 | 25 |
501 a 1200 | 35 |
1201 a 3200 | 50 |
3201 a 10000 | 70 |
10001 a 35000 | 100 |
35001 a 150000 | 150 |
150001 a 500000 | 200 |
500001 y más | 200 |
Fuente: Elaboración bibliográfica.
ÁREA DE PREPARACIÓN
La lana criada llega en camiones dentro de sacos, cada uno conteniendo vellones que luego serán separadas para los diversos productos. Entonces cada saco formará un subgrupo, cada vellón una unidad del cual se extraerán las muestras para las gráficas de control de lote diferente, utilizando el nivel de inspección general II. Para cada una de las variables a controlar se deberá emplear este mismo procedimiento con los métodos anteriormente descritos.
ÁREA DE HILATURA
Las características críticas de calidad para el producto hilos son determinados durante las operaciones que siguen desde el cardado hasta la preparación de hilos para ser utilizados en los telares, así se muestra el control de las características a la salida de cada operación:
Se utilizará el nivel de inspección especial S3 para determinar la cantidad de muestras.
Número métrico. Por la naturaleza de los productos la técnica para formar los subgrupos racionales será de acuerdo a la cantidad de ajustes que se realicen en la producción de un lote. La operación de cardado es crítica en esta Área, la continuidad y peso por metro aquí, son factores determinantes de la calidad del hilo final. Por lo tanto el control se hará en las cardas como sigue:
Para la carda 01 y 02 se harán cinco ajustes por cada lote para cualquier título, los rollos y quesos tendrán los números:
Aquí se fijarán aleatoriamente tres muestras en un determinado tiempo y se extraerán cinco veces durante el cardado de un lote.
Torsión. Semejante al título métrico las muestras se extraen durante el hilado, de tres varas después de cada ajuste, cada ajuste será un subgrupo y varias revisiones necesarias formarán los puntos de la gráfica de control.
Regularidad. Se contarán los nudos realizados para unir dos hilos, aquí se empleará la gráfica u (defectos por unidad) utilizando el nivel de general de inspección II de acuerdo a la producción.
Se utilizará una gráfica de control para cada característica de la calidad y para cada tipo de título.
ÁREA DE TEJEDURÍA
Se cuenta con 14 máquinas para telas, 16 para frazadas y 15 para pañolones con un total de 45 telares; además de las máquinas para fabricar telas 8 producen el título 1000, 4 del 1054 y solo 2 el título 1001.
Los productos de las tejedoras salen en rollos con varios metros y unidades, cada operario maneja hasta cuatro máquinas. Las tejedoras de frazadas son semiautomáticas guiadas por un molde el cuál contiene al dibujo que la frazada poseerá al final. Las telas en cambio se forman a través del número de golpes por metro que trabaja la tejedora, estas determinan el título de tela, y los hilos para la fabricación de pañolones tienen una relación de doce a dos con los títulos 6000 y 1400 respectivamente.
Cada rollo de tela es un producto y contiene aproximadamente 40 metros. Entonces cada rollo formará un subgrupo del total producido en un día de trabajo utilizando un nivel de inspección general II.
ÁREA DE PINZADO Y ZURCIDO
El control de los defectos en cada producto será de igual manera que el control de las medidas de los productos en los telares con la diferencia que se utilizará una grafica de control u para este propósito.
Los defectos se forman debido a la discontinuidad de los hilos empleados para la trama y urdimbre, así como los nudos que los operarios hicieron para juntarlos. Sin embargo puede corregirse en el mismo tejido sin recurrir a corregirlo en esta área y así:
Cuando se rompe el hilo, la tejedora se detiene para corregir el error, sin embargo los operarios no lo hacen debido a que la remuneración se les asigna por la cantidad de unidades tejidas y la administración no exige calidad te tejido sino cantidad.
Otro factor es el diseño o molde que consta de una hoja de plástico con agujeros, como el esquema, sobre ellas unas agujas que ingresan y salen de ellos según la secuencia establecida, estas agujas jalarán y bajaran los hilos de urdimbre para que la lanzadera de la tejedora recorrer entre ellos y así formar el dibujo.
El molde se dilata proporcionalmente a la carga de trabajo de la tejedora, aún más con las condiciones ambientales; el molde se dilata más y más rápido que el eje que sostiene a las agujas como consecuencia las agujas no caen precisas a los agujeros del molde el cuál originará un defecto de trama y un mal dibujo. Los mecánicos tratan de solucionar esto con mantas que tapan los rayos solares pero no pueden reducir el calor producido por el trabajo mecánico.
ÁREA DE ACABADO
Según el funcionamiento de los telares y la composición de cada rollo, se formarán los subgrupos de cada rollo o lote que salga de un determinado tela y para aumentar la eficiencia de los gráficos de control al encontrar causas atribuibles rápidamente y avisar a la administración.
Ahora, los defectos son eliminados antes de entrar aquí en el Área de Pinzado y Zurcido y mitigado por las operaciones siguientes, ahora se tiene evidencia de la variación del color y este depende de los lotes de lana teñida utilizadas para elaborar los hilos de trama y utilizados en los telares en forma desordenada, por ejemplo para el azul marino se muestra:
La variación de color de un mismo tipo es debida a falta de exactitud en las actividades para formar el colorante, cantidad de lana que ingresa a la operación (100 KG); así para un mismo lote de lana lavada se tiñen en diferentes lotes por la capacidad de las máquinas originando diversas tonalidades. Entonces se tiene especial cuidado de no mesclar estos lotes a fin de separa los hilos para la trama de los productos.
Por lo que no se tomará en cuenta los defectos de los productos finales, más bien en el Área de Pinzado y Zurcido para eliminar costos.
Algunas medidas se tomaron por el volumen de producción sobre todo las frazadas de 1 ½ y plazas, que a continuación se muestran:
A continuación se muestran el test de normalidad:
Aquí ya se muestra que las frazadas de 1 ½ plazas están sometidas a causas atribuibles, ahora analizaremos si son entre unidades o entre lotes:
Variación entre lotes y unidades es estable como se aprecia y a continuación:
Como se demostró los productos de dos plazas gozan una variación normal, aunque los puntos consecutivos indicarían variación atribuible a largo plazo; será necesario hacer una alerta a los tejedores y la administración para el seguimiento correspondiente. El subgrupo formado por el lote dos se eliminará para pasar a la evaluación de la capacidad después de la evaluación a las frazadas de 1 ½ plazas:
La variación es atribuible, productos grandes y chicos en un mismo tipo de producto, se investigarán las causas.
El esquema de los telares para frazada es el siguiente:
Los factores de variación para el ancho son:
- Tensión de trabajo en la lanzadera.
- Título métrico del hilo.
- Torsión.
Los factores de variación para el largo son:
- Tensión de trabajo de rotor.
En esta ocasión se investigaron las causas de las frazadas de 1 ½ plazas dando evidente la falta de experiencia del tejedor en los ajustes. Las tensión tanto en la lanzadera y rotor algunos estaban flojos y otros muy ajustados.
Así se volvió a tomar las muestras, esta ocasión se utilizará el nivel de inspección general III, cada grupo constará de siete unidades, sus resultados son:
Ahora el proceso está bajo control estadístico, entonces se analizará su capacidad:
De igual manera las frazadas de 2 plazas:
Se observa que el proceso es incapaz a corto y largo plazo, la distribución no está centrada ni dentro de las tolerancias tanto para las frazadas de 1 ½ y 2 plazas todas salen más grande, tal vez sea debido a la presión del operario por tratar de adaptar las tolerancias de las máquinas a los productos.
Como la conformación de la empresa es una cooperativa, ellos rotan, entonces cada año se presentan estos problemas en algunos productos, esta vez rotaron los operarios de los telares de frazadas.
El resumen de algunas de las causas se muestra a continuación:
CAUSA VARIACIÓN | CAUSA DE LA MEDIA |
|
|
FUNCIÓN DE PÉRDIDA
CARACTERISTICAS DE SATISFACCIÓN DEL CLIENTE
Los Productos Frazadas de la Cooperativa tienen como finalidad principal la de dar abrigo y comodidad al momento de envolverse. Por tal sentido una frazada más pequeña o grande generará insatisfacción al cliente, pues el cliente adquiere un producto suponiendo que la frazada albergará al cliente en una determinada área, cuando es demasiado pequeña (20 cm a más) el cliente tiene que juntarlo con otro creando insatisfacción al cliente.
Los mayores clientes de la Cooperativa son las personas de alta altura que ven en el producto una mejor abrigo que los productos de la competencia debido a la cantidad de lana que se utiliza para la fabricación, en este caso la Cooperativa utiliza un 100% de lana mientras que otros productores mucho menos entre 10 y 40% de lana, el resto es fibra sintética.
COSTES
La Cooperativa no pierde dinero por mano de obra o materia prima extra cuando las frazadas son más grandes porque cada unidad contiene una determinada cantidad de hilos trama llamadas golpes, entonces se puede decir:
- Que cuando más grandes sean las frazadas menos densas con respecto a la cantidad de hilos trama (golpes) por metro de urdimbre tendrá.
- Cuando más pequeños sean las frazadas, más densas con respecto a la cantidad de hilos trama (golpes) por metro de urdimbre tendrá.
Sin embargo la Cooperativa vende los productos más chicos a un menor precio, disminuyendo el margen de ganancia, es más ni siquiera se recupera el costo total de fabricación de ese producto, por tal sentido las pérdidas promedio por frazadas fuera de especificación son:
TOLERANCIA | DIFERENCIA DE PRECIO (hasta) |
2 Plazas largo 2.25 (-0.05) | S/15.00 |
2 Plazas ancho 1.875 (-0.025) | S/15.00 |
1 1/2 Plazas largo 2.20 (-0.05) | S/13.00 |
1 1/2 Plazas ancho 1.575 (-0.025) | S/13.00 |
La diferencia de precio se refiera la pérdida por la venta de una frazada pequeña, ejemplo: si una frazada normal se vende a S/45.00, una corta se vende a S/30.00.
ANALISIS
La insatisfacción del cliente es debida a la variación en cms que tiene el producto respecto al valor nominal que espera. Entonces es necesario transformar los datos a cms para calcular el promedio a la Pérdida a la sociedad.
TOLERANCIA | Varianza | Promedio | Ideal | S/ | +- | K | L |
2 Plazas largo | 3,57801 | 229,243 | 225 | 15 | 5 | 0,6 | 18,48 |
2 Plazas ancho | 1,58149 | 192,198 | 187,5 | 15 | 2,5 | 2,4 | 58,97 |
1 1/2 Plazas largo | 6,81144 | 217,345 | 220 | 13 | 5 | 0,52 | 27,79 |
1 1/2 Plazas ancho | 7,44848 | 155,008 | 157,500 | 13 | 2,5 | 2,08 | 128,32 |
Una de las características más importantes para los clientes y menos apreciada por la Cooperativa es el confort debida a los agentes contaminantes, lo ideal es que los productos tengan 0% de contaminación vegetal, actualmente no es así, la cantidad de contaminación vegetal es difícil de determinarlo al final del producto pero puede estimarse a través de la eliminación de éstos en los procesos; en los diablos antes del hilado puede separarse la contaminación vegetal de gran tamaño tal como trozos de madera, platas secas e incluso otros agentes; en las cardas, hilanderías e enconado se separa las de menos dimensión por fuente bibliográfica se sabe que estas operaciones separan hasta el 24% de paja en de lana criada en condiciones normales, es decir oveja bañada y criada adecuadamente, las empresas italianas y argentinas utilizan una peinadora, máquina diseñada para uniformizar más las fibras y eliminar hasta el 80% de la paja en la lana después del cardado antes de hilarlo, mayormente se utiliza para fabricar telas más delgadas y finas.
El precio de esta máquina en el mercado italiano se encuentra alrededor de un millón y medio de dólares; la cooperativa no se encuentra en condiciones de comprarlo es necesario buscar otra solución; sin embargo la cooperativa elimina la contaminación vegetal del producto telas al final de la producción a través del carbonizado, ¿podría utilizarse antes? ¿Incluso antes del hilado?
La falta de evidencia me llevó a realizar tres pruebas piloto, igualando la operación de carbonizado de telas en el secador pero con lana lavada AC gris (más corriente), remojando las muestras en una solución de ácido sulfúrico con una densidad de 5 gr / cm3, y 7 minutos expuestos al calor en diferentes zonas de la secadora; las tres pruebas piloto obtuvieron color violeta sobre las partes expuestas directamente al calor además la paja de consideración no se carbonizó, por lo tanto será necesario realizar un experimento a fin de establecer un procedimiento para evitar muestras defectuosas debidas a la coloración.
Las posibles causas entre los operarios y yo fueron: la temperatura, la muestra (no apta para ser carbonizada), humedad en la muestra, concentración del ácido, exposición al calor y al ácido, falta de vapor en la operación de carbonizado (risos), cantidad de grasa animal.
Algunos de estos factores fueron descartados como efectos de la coloración debida a la investigación realizada, y cuyo extracto se muestra a continuación:
Según CEPIS al respecto, informa: El carbonizado elimina las motas y otras substancias vegetales de la lana suelta o de los artículos de lana tejida. Estas impurezas celulósicas pueden degradarse en hidrocelulosa sin dañar la lana si se utilizan ácidos. Es importante eliminar estas impurezas de la lana con la finalidad de prevenir una absorción desigual de los tintes.
La primera operación en el carbonizado es la impregnación de ácido. Usualmente esta etapa consiste en remojar la lana en una solución con 4 a 7 por ciento de ácido sulfúrico durante un período de 2 a 3 horas. Se exprime el exceso de ácido y se hornea la lana para oxidar los contaminantes celulósicos eliminando los gases y obteniendo un residuo sólido de carbón. El material carbonizado, fundamentalmente hidrocelulosa, es aplastado entre rodillos a presión de modo que pueda ser sacudido y expulsado mediante agitación mecánica. Se generan algunos residuos sólidos pero, a excepción de una descarga ocasional del baño de ácido contaminado, no se producen residuos líquidos. Sin embargo, después de haberse sacudido y expulsado el residuo, debe eliminarse el ácido. Esto se consigue mediante un primer enjuague destinado a eliminar la mayor parte del ácido y la neutralización de una solución de carbonato de sodio. Un enjuague final elimina el álcali residual. Como resultado mejora la calidad de los productos través de todos los procesos y hacia el cliente.
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA LANA
EFECTO DE LOS ÁLCALIS
La proteína de la lana (queratina), es particularmente susceptible al daño de álcalis. Por ejemplo, soluciones de hidróxido de sodio al 5%, a temperatura ambiente, disuelven la fibra de lana.
EFECTO DE LOS ÁCIDOS
La lana es resistente a la acción de los ácidos suaves y diluidos, pero en cambio los ácidos minerales concentrados, como por ejemplo, el sulfúrico y el nítrico provocan desdoblamiento y descomposición de la fibra. Sin embargo, soluciones diluidas de ácido sulfúrico son usados durante el proceso industrial de la lana, para carbonizar la materia vegetal adherida a las fibras.
EFECTO DE LOS SOLVENTES ORGÁNICOS
La mayoría de los solventes orgánicos usados comúnmente para limpiar y quitar manchas de los tejidos de lana, son seguros, en el sentido de que no dañan las fibras de lana.
CONSTITUCIÓN DE LA FIBRA DE LANA
La fibra de lana está constituida por las siguientes capas:
a) Cuticular: capa externa integrada por células planas poligonales superpuestas incompletamente, presentando los bordes libres. Esta a su vez consta de otras tres capas (epicuticular, exocuticular y endocuticular).
b) Cortical: constituye el 90% de la fibra. Está formada por células alargadas fusiformes que contienen queratina. Estructuralmente esta capa está integrada por macrofibrillas y éstas a su vez por microfibrillas.
c) Médula: Aparece en las lanas gruesas careciendo generalmente de ellas las finas.
Componentes de la fibra:
QUERATINA. Es un polímero natural que presenta la composición química elemental: 51% de carbono, 17% de nitrógeno, 22% de oxígeno, 7% de hidrógeno y de 3 % de azufre. Protege el cuerpo del medio externo y es por ello insoluble en agua. Sus numerosos enlaces disulfuro le confieren gran estabilidad y le permiten resistir la acción de las enzimas proteolíticas. Esta proteína por su estructura da elasticidad, resistencia y hace que la lana sea esponjosa. LANOLINA O GRASA LANAR. Es una sustancia de aspecto graso y de consistencia de manteca que se extrae de la lana de oveja y que tiene como misión envolver cada fibra con una película impermeable dando una coloración amarillenta. Es insoluble en agua pero forma una mezcla homogénea con ella. Se derrite entre 36 y 41,5 º C. La lana de cordero contiene entre 15 y 20 % de lanolina que se extrae restregándola con una sustancia jabonosa o con un solvente volátil. Se utiliza como base para ungüentos, cosméticos e ingredientes de jabones.
Estos antecedentes indican que el carbonizado de lana es utilizada en algunas empresas Argentinas, la falta de conocimiento del personal de la Cooperativa indica falta de exploración tecnológica en su rubro.
Aún así la información no muestra con detalle de producción las actividades a realizar, para repetirlo en la Cooperativa, y esperar que un ingeniero textil lo realice está fuera de las posibilidades económicas de la Cooperativa.
Los antecedentes también revelan que algunos factores mencionados no son causa efecto de la coloración, así que se procederá a elaborar un procedimiento para esta operación:
Primero eliminaremos la coloración en todas las muestras para pasar a determinar niveles operativos:
Técnica utilizada: diseño de parámetros para atributos
Factores: como no se cuenta con un instrumento para medir la humedad se asumirá que la cantidad de humedad existen después de una misma operación son semejantes, aquí el método de separación será la operación de separar sustancialmente la solución del ácido de lana; y otro factor será la posición en la secadora como se muestra en el esquema de operación:
Niveles: el método de separación tendrá los niveles rodillo y centrífuga, dos operaciones distintas independientes entre ellos; la posición en la secadora los niveles A que se encuentra más expuesta al calor y B que está expuesta al viento provocado por los agitadores de calor.
Respuesta: como se trata de atributos las calificaciones serán desde la muestra presenta ninguna coloración (0%) hasta mucha coloración (50%-100%) con un intermedio, de presenta poco coloración (20%-50%) con observación visual.
Diseño: Arreglo Ortogonale L4, con una intersección.
Muchos autores recomiendan para este tipo de diseño tamaño de muestras entre 14 a 20, solo unos pocos más de 20, por lo que se aquí se utilizará un tamaño de muestra igual a 20 con 20 grs de lana cada una sobre bandejas de madera.
Respuesta:
Factores | Respuesta | ||||
Método de separación | Posición en la secadora | Método de separación*Posición en la secadora | ninguna | un poco | mucho |
Rodillo | A | 1 | 8 | 7 | 5 |
Rodillo | B | 2 | 12 | 4 | 4 |
Centrífuga | A | 2 | 19 | 1 | 0 |
Centrífuga | B | 1 | 19 | 1 | 0 |
Método empleado: sugerido por Taguchi.
Factores | Niveles | ninguna | un poco | mucho | total |
Método de separación | Rodillo | 20 | 11 | 9 | 40 |
Centrífuga | 38 | 2 | 0 | 40 | |
Posición en la secadora | A | 27 | 8 | 5 | 40 |
B | 31 | 5 | 4 | 40 | |
Método de separación*Posición en la secadora | 1 | 27 | 8 | 5 | 40 |
2 | 31 | 5 | 4 | 40 |
Factores | ninguna | un poco | mucho | TOTAL |
Método de separación | 16 | 9 | 9 | 36 |
Posición en la secadora | 4 | 3 | 1 | 8 |
Método de separación*Posición en la secadora | 4 | 3 | 1 | 8 |
ninguna | un poco | mucho | TOTAL | |
Rodillo | 50 | 27,5 | 22,5 | 100 |
Centrífuga | 95 | 5 | 0 | 100 |
A | 67,5 | 20 | 12,5 | 100 |
B | 77,5 | 12,5 | 10 | 100 |
1 | 67,5 | 20 | 12,5 | 100 |
2 | 77,5 | 12,5 | 10 | 100 |
Conclusiones: Es más que evidente que el factor de coloración es el método de separación, así que en adelante se utilizará la operación de centrifugado en condiciones normales, es decir 5 minutos en la centrifugadora desde su encendido para evitar la decoloración
Ahora es necesario establecer actividades para obtener lana con paja carbonizada con factores de causa efecto e niveles de trabajo adecuadas que aseguren la máxima calidad posible de operación, para la experimentación se empleará el diseño de parámetros y para el análisis de los resultados el ANOVA para después compararla con la sugerida por Taguchi. (Debido a las críticas que recibe su técnica de adición por algunos autores)
CARACTERÍSTICA CRÍTICA DE CALIDAD: Cantidad de paja cruda después del carbonizado.
FACTORES DE CONTROL:
- Tiempo de exposición al ácido
- Tiempo de exposición al calor
- Tipo de ácido
- Densidad de la solución del ácido
- Humedad de lana después de remojo (estrujo)
- Temperatura de la secadora
FACTORES DE RUIDO:
- Variación de la temperatura en la secadora (R. Inherente)
- Cantidad de paja (gr)
- Altura de la manta de lana (cm)
- Velocidad del aire (R. Inherente)
- Materiales de bandeja
- Posición de pila
- Forma de pila
- Diámetro de mecha de lana
- Tamaño, forma y dimensiones promedio de paja
Diseño de los factores de control:
Factores | Niveles |
| 5, 10, y 15 min |
| 10, 15, y 20 min |
| 3, 5, y 8 gr / cm3 |
| 90, y 75 oC |
Justificación:
- Tiempo de exposición al ácido: sospechamos que este tiempo influye al convertir la paja en hidrocelulosa, los niveles son múltiplos de tiempo en pasar la lana de una tina a otra en la operación de lavado, así se puede utilizar un número entero de tinas para el remojo sin la necesidad de comprar una maquinaria especial para esta operación.
- Tiempo de exposición al calor: se acierta que este es un factor importante pero no principal, además esta operación puede realizarse en el secado de lana, después del lavado, la velocidad de recorrido es de 5 min en la secadora desde que ingresa hasta que termina. Así si se desea operarlo ahí entonces solo tendrá que dar un número de vuelvas cuyo tiempo es múltiplo de 5 min. Además el carbonizado en los productos telas se realiza con un tiempo entre 10 y 15 min, así tomaremos este valor inicial de 10 para los niveles aumentando cada 5 min a los otros.
- Densidad de la solución del ácido: de igual manera el ácido empleado en el carbonizado de telas se realiza con una densidad de 5 gr / cm3, como la lana esta suelta sin formar tejidos se espera que 3 gr / cm3 sean necesarios, pero también se sabe que la paja se puede encontrar muy dentro de la muestra entonces se escogió la densidad de 8 gr / cm3 evitar encontrar paja sin carbonizar.
- Temperatura de la secadora: influyente sobre los tejidos planos, pero no se conoce su relación a paja cubierta con lana actuando este como un protector de calor por las propiedades físicas.
Diseño de los factores ruido:
Factores | Niveles |
| 0,3 y 06, grs / 20 grs de lana lavada |
| 3 y 6 cm |
Justificación:
- Cantidad de paja (gr): no se espera que la lana venga del proveedor con una cantidad exacta de paja por cada gr de lana, entonces se está considerando el promedio de la cantidad de paja que llega a la cooperativa de 0,3 grs por cada 20 grs de lana lavada y un caso extremo del doble.
- Altura de la manta de lana (cm): tampoco se espera que en el ingreso a la secadora la lana ingrese uniformemente exacto, ni tampoco se puede emplear a un operario para que uniformice las mantas de lana que deberán ingresar. En el lavado, las mantas ingresan al secado con un altura no menor de 3 cm y no mayor a 6 cm por que se empleó los extremos para este factor y evitar sorpresas al momento de realizar el experimento confirmatorio.
Diseño ortogonal: Se realizará un diseño L18 (21) (33) para la matriz control y un diseño L4 (22) para la matriz ruido.
La matriz L18 (21) (33) acepta hasta 5 factores, así que aprovecharemos esto para evaluar la interacción de los factores Temperatura del secador con la densidad del ácido, además la sospecha de esta interacción al carbonizado nos conduce a estudiarla.
Diseño L18 (21) (37) Diseño L18 (21) (33), con interacción AxD. (Fuente: minitab,Escalante,ASI)
Diseño de la matriz de control Diseño de la matriz de ruido
Combinación de las matrices:
PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO:
Se realizarán 18×4 experimentos, 18 por día, en total se realizarán en 4 días utilizando bandejas según el esquema:
Se utilizará listones de madera de 1x1x50 cm para el soporte principal e hilo sintético entre ellos para evitar que las muestras de lana lavada caigan. Se colocará cuatro muestras en cada bandeja.
Preparación de las muestras: se extraerá lana lavada del tipo CD gris (más corriente) al cuál se le extraerá la paja contenida, aparte se recolectará paja del prensado de lana lavada (aquí la paja es similar a las encontradas en el total del Área de Hilatura y Acabado) en un envase conteniendo 32,4 grs + 1 gr (para evitar la falta por manipulación en el experimento) de paja. Después la cantidad de paja indicada en los niveles de los factores de ruido y 20 gr de lana lavada serán mezcladas uniformemente evitando desperdiciarlo, luego para ser sujetadas por hilos de lana título 6000 y formar aproximadamente un cubo de acuerdo con los niveles del factor de ruido (altura de la manta de lana). Entonces estará listo para la experimentación. (Las cantidades se pesaron en la balanza electrónica con un decimal del laboratorio de la Cooperativa Manufacturas del Centro.
Experimento: Las muestras se sumergieron en tinas con solución de ácidas indicadas en los niveles de diseño de control, tinas formadas por el corte transversal de galones de ácido acético neutralizadas y lavadas para este objetivo, además se anudó listones de colores para representarlos de acuerdo a la solución. Como se muestra:
Aquí se muestra una corrida para nueve muestras donde se indica el orden de ingreso a cada muestra en cada tina, por ejemplo la Muestra2 deberá ingresar segundo en la tina y corresponde al segundo nivel del factor de control Tiempo al ácido (10 min) cada una de estas muestras contiene un hilo que lo identificará después del experimento. Después se les centrifugará para escurrir la máxima cantidad de solución posible que contenga la muestra. Enseguida se le colocará en las bandejas diseñadas de madera de la siguiente forma:
Ahora se colocará en cada bandeja por orden de salida las muestras de acuerdo al nivel de los demás factores, por ejemplo para la bandeja que saldrá primero en 10 min de la secadora las tres muestras que debe de contener debe ser (1) tiempo al ácido 5 min y densidad 3, (2) (1) tiempo al ácido 5 min y densidad 5, (3) tiempo al ácido 10 min y densidad 8; de acuerdo con las cintas y tinas (1) cinta azul hilo azul, (2) cinta verde hilo azul, (3) cinta roja hilo verde. De acuerdo a los colores del hilo y orden de salida de la secadora se les identificará para responder la matriz de diseño.
Para la temperatura se utilizará las dos zonas de la secadora, según el esquema la zona A corresponde a los 90o C y la Zona B a los 75o C, en la zona A las muestras estarán expuestas directamente al calor del termostato alimentado a vapor, mientras en la zona B las bobinas circulan aire caliente en la parte inferior de la secadora. Entonces se experimentará primero en la zona A, con las tres bandejas y nueve muestras, se guardará en bolsas separadas para proceder las siguientes operaciones.
Respuestas: cada bolsa conteniendo las muestras serán sacudidas hasta que caigan toda la paja carbonizada excluyendo las secas en un hoja de papel pesada anteriormente, una hoja diferente por muestra, con ayuda de una pinza se seleccionará hasta que se obtenga solo paja carbonizada; después se le pesará en un balanza electrónica con cuatro decimales para mayor exactitud. Esta operación se llevará a cabo en el Laboratorio de la E.A.P. Ingeniería Química de la UNCP en Huancayo.
Resultados: después de cuatro días de la experimentación en la Cooperativa, cuatro más para pesar las muestras, los datos son:
Análisis: S/R Larger is better
Analysis of Variance for SN ratios
Source | DF | Seq SS | Adj SS | Adj MS | F | P |
Temperatura del secador | 1 | 1,1201 | 1,1201 | 1,1201 | 0,50 | 0,501 |
Tiempo al calor | 2 | 5,3025 | 5,3025 | 2,6512 | 1,17 | 0,357 |
Tiempo al ácido | 2 | 2,6929 | 2,6929 | 1,3464 | 0,60 | 0,574 |
Densidad del ácido | 2 | 1,9689 | 1,9689 | 0,9845 | 0,44 | 0,661 |
Temperatura del secador* Densidad del ácido | 2 | 0,6903 | 0,6903 | 0,3451 | 0,15 | 0,861 |
Residual Error | 8 | 18,0700 | 18,0700 | 2,2588 | ||
Total | 17 | 29,8447 |
Analysis of Variance for Means
Source | DF | Seq SS | Adj SS | Adj MS | F | P |
Temperatura del secador | 1 | 0,005601 | 0,005601 | 0,005601 | 9,73 | 0,014 |
Tiempo al calor | 2 | 0,001117 | 0,001117 | 0,000559 | 0,97 | 0,419 |
Tiempo al ácido | 2 | 0,000245 | 0,000245 | 0,000122 | 0,21 | 0,813 |
Densidad del ácido | 2 | 0,000038 | 0,000038 | 0,000019 | 0,03 | 0,968 |
Temperatura del secador* Densidad del ácido | 2 | 0,002110 | 0,002110 | 0,001055 | 1,83 | 0,221 |
Residual Error | 8 | 0,004604 | 0,004604 | 0,000575 | ||
Total | 17 | 0,013715 |
El factor Tiempo al calor, es el factor que estadísticamente afecta el índice señal ruido, y que por consiguiente afecta la variabilidad y el factor Temperatura del secador afecta significativamente la media, sin embargo la interacción Temperatura del secador* Densidad del ácido resulta poco significativa y afecta la media.
Los niveles óptimos son: Temperatura del secador a 90oC, Tiempo al calor 15 min, Tiempo al ácido 5 min, Densidad del ácido a 5.
Con una predicción de media 0,380375 y una desviación estándar de 0,155552, esto se trata de un promedio, entonces se espera que se queme un 84,53% de la paja en la lana, siguiendo una distribución normal.
Si se utilizara los máximos niveles en la producción es decir Temperatura del secador 90oC, Tiempo al calor 20 min, Tiempo al ácido 15 min y Densidad del ácido a 8; se obtiene una media 0,333355 y una desviación estándar de 0,174930. La diferencia con lo obtenido se muestra a continuación:
PROCEDIMIENTO:
Es necesario realizar una prueba piloto de los niveles de operación para confirmar la predicción calculada anteriormente, el procedimiento inicial será:
Operaciones: La lana sale del almacén y es remojado en solución de ácido sulfúrico (densidad 5 gr/ cm3) en 5 min luego será centrifugado para ser secado a 90oC por un tiempo de 15 min, será sacudido y lavada (para hidratar las fibras, dando elasticidad y eliminar los últimos residuos de solución) para almacenarlo.
Se comprobó que la operación de separación a través de rodillos en la operación de lavado da resultados semejantes al centrifugado utilizado para la experimentación.
Con estas características existe una gran probabilidad de éxito al realizar el remojo entre la operación de lavado y secado, el secado carbonizará la paja, se sacudirá en el transporte a través de tubos al prensado sin llegar a este limpiando constantemente la tubería y volvería luego para eliminar los rastros de la solución de ácido sulfúrico.
SECADO | LAVADO | |||||||
Temperatura (C) | 75 | 95 | 50 | 38 | 55 | 61 | 56 | 54 |
Presión (Lbf/in2) | 26 | 32 | 40 | 80 | 55 | 35 | 35 | 35 |
CONCLUSIONES
- La balanza de la carda 01 tiene un mal funcionamiento.
- Es posible disminuir el tiempo de preparación de 15 a 5 min mediante la estructura generada.
- Es necesario cambiar el método de trabajo de la operación de enzimado en el Área de Hilatura para estandarizar la operación, tal como se propuso.
- La eficiencia de la disposición de planta del Área de Acabado es del 45,33% y puede redistribuirse obteniéndose una eficiencia del 90%.
- Mediante las 5´s es posible la creación y mantenimiento de áreas de trabajo más limpias, más organizadas y más seguras, es decir, se trata de imprimirle mayor "calidad de vida" al trabajo.
- Mediante el procedimiento indicado de la operación de carbonizado de lana puede obtenerse lana con menos contaminantes vegetales.
- Los factores para la producción con mala calidad deben tomarse en consideración para disminuir su efecto sobre los productos.
- El establecimiento de procedimiento del carbonizado, de la aplicación de las 5´s se pretende disminuir la cantidad de reproceso y desperdicio a través de todos los procesos así como un control adecuado de los mismos.
RECOMENDACIONES
La cooperativa:
- Debe evocarse en la innovación mediante Investigación y Desarrollo.
- Deberá crear el Área de Recursos Humanos como soporte en busca de Capacidades Humanas dentro de la organización.
- Debe evaluar la aplicación de los aportes de los practicantes como fuente de innovación y desarrollo comercial.
La cooperativa deberá de solucionar los siguientes problemas:
- No tiene operaciones estandarizadas, mediante este trabajo se trató de estandarizar las operaciones críticas.
- Hace uso ineficiente de los recursos.
- No cuenta con un control estadístico de los procesos.
- Fabrica productos de baja calidad.
- No innova.
- No cuenta con instalaciones sucias, desordenadas no imprime mayor "calidad de vida" a sus trabajadores.
- Falta de un estudio de tiempo y movimientos.
BIBLIOGRAFÍA
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- MÉTODOS DE CONTROL DE CALIDAD, Wadsworth Stephens Godfrey.
- CURSO DE DISEÑO PARA SEIS SIGMA (DFSS), P. Reyes.
- SEIS SIGMA, Edgardo J. Escalante Vázquez.
- INTRODUCCION AL PROYECTO DE INGENIERIA, Ing. Enrique Villamil García, Ph.D. Miguel J. García Hernández.
- DISEÑO DE PARÁMETROS (Método Taguchi), American Supplier Institute
- CONTROL Y MEJORA DE LA CALIDAD, Prat Bartés Albert, Tort Martorell Llabrés Xavier, Grima Cintas Pere, Pozueta Fernández Lourdes.
- CONTROL DE CALIDAD, PhD Dale H. Besterfield.
- SECTION 5 – TAGUCHI DESIGN TUTORIAL, Design-Ease 6 User’s Guide.
- MÉTODO PARA IDENTIFICAR LA ESTRUCTURA DE CONFUSIÓN EN DISEÑOS 2 K-P, camino gonzalez fernandez y jesus juan ruiz.
- INGENIERÍA INDUSTRIAL, Niebel Freivalds.
- INGENIERÍA DE LA CALIDAD,
- ¿QUÉ ES LA MANUFACTURA ESBELTA? , www.wikilearning.com
- REDUCCIÓN DE COSTOS (COSTEO KAIZEN), www.wikilearning.com
- Características de lanas Merino e importancia en el procesamiento industrial, Mario Elvira.
- SIMPLIFICACIÓN DEL PROCESO DE LANA CARDADA, L. Coll, A. Riva, G. Adolphs., M. García, F. Roig, J. Fresno, M.J. Marcos, F. Cano.
- Principales características que afectan el valor textil de la lana, R.M. Rodríguez Iglesias, Producción Ovina – Dto. de Agronomía, UNS – 1998. Rev. 30/10/07.
- RELACIÓN ENTRE LA SOLUBILIDAD EN ÁLCALI Y LOS PARÁMETROS DE TRACCIÓN DE UN HILADO DE ESTAMBRE SOMETIDO A TRATAMIENTOS ÁCIDOS Y OXIDANTES, J. Gacén, A. Naik, D. Cayuela y D. Palet.
- Proyecto de Gestión Sustentable de Lana Fina Diferenciada: Lana Camarones, Producción Primaria hacia el Procesamiento Industrial.
- Tesis de la Universidad Las Américas.
- EL DISEÑO EXPERIMENTAL Y LOS MÉTODOS DE TAGUCHI: CONCEPTOS Y APLICACIONES EN LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA, Matías Julián Popovsky.
- APORTACIONES METODOLÓGICAS AL DISEÑO DE PRODUCTOS ROBUSTOS, Tesis Doctoral presentada por Pedro Grima Cintas para la obtención del grado de Doctor Ingeniero Industrial. Director: Dr. Albert Prat Baríes, Catedrático de Universidad. Barcelona, Enero de 1993.
Autor:
Ing. Celis Gonzales Via, Angel L.
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