Estudio del flujo operacional en el área de producción de cilindros, con la incorporación de la nueva línea (página 2)

El modelo más abstracto, es el modelo simbólico, en el cual todos los conceptos están representados por variables cuantitativamente definidas y todas las relaciones tienen una representación matemática, en lugar de física o por analogía. Por el hecho de que utilizan variables cuantitativamente definidas e interrelacionadas por medio de ecuaciones, es frecuente que los modelos simbólicos sean conocidos como modelos matemáticos, modelos cuantitativos o en este caso, modelos de hoja de cálculo electrónica.

CAPITULO III

Marco metodológico

En el siguiente capítulo se presenta la metodología que se usará para la investigación. También se expondrá, no solo los métodos de recolección de información, sino los recursos que se usaran tanto para la toma de datos y para su procesamiento.

• TIPO DE INVESTIGACIÓN

La investigación que se realizó es de tipo, exploratoria, predictiva, con un diseño mixto. Es predictiva, porque en ella se predice el comportamiento del área de colada, dentro de un escenario de producción proyectado a futuro. Es exploratoria, porque, se necesitó comprender todas las variables del proceso para poder entenderlo y caracterizarlo de manera correcta. Y finalmente posee un diseño mixto, porque, para su realización se recurrió tanto a información documental para los cálculos realizados; así como información de campo para el estudio de los tiempos, ciclos de trabajo.

A continuación se mencionan, algunas citas textuales con las cuales se sustentan las afirmaciones anteriores:

Según Malhotra (1997). La investigación exploratoria "es el diseño de la investigación que tiene por objeto primario facilitar una mayor penetración, y comprensión del problema que enfrenta el investigador" (p 87)

Según Whitney (1970). "La investigación predictiva consiste en prever situaciones futuras, a partir de estudios exhaustivos de la evolución dinámica de los eventos, de su interrelación con el contexto, de las fuerzas volitivas de los actores que intervienen, y del estudio de las probabilidades de que algunos eventos pudiesen presentarse".

• DISEÑO DE INVESTIGACIÓN

Esta investigación es Mixta, por ser de campo y documental simultáneamente:

Según Zorrilla (1993). "La investigación mixta es aquella que participa de la naturaleza de la investigación documental y la investigación de campo" (p 43)

De acuerdo con Cázares, Christen, Jaramillo, Villaseñor y Zamudio (2000, p. 18). La investigación de campo es aquella en que el mismo objeto de estudio sirve como fuente de información para el investigador. Consiste en la observación, directa y en vivo, de cosas, comportamiento de personas, circunstancia en que ocurren ciertos hechos; por ese motivo la naturaleza de las fuentes determina la manera de obtener los datos.

De acuerdo con Cázares, Christen, Jaramillo, Villaseñor y Zamudio (2000, p. 18). La investigación documental depende fundamentalmente de la información que se recoge o consulta en documentos, entendiéndose este término, en sentido amplio, como todo material de índole permanente, es decir, al que se puede acudir como fuente o referencia en cualquier momento o lugar, sin que se altere su naturaleza o sentido, para que aporte información o rinda cuentas de una realidad o acontecimiento.

• POBLACION Y MUESTRA

La población de esta investigación, está integrada por el proceso que se lleva a cabo en las líneas de producción de cilindros. Desde la producción de cilindros en mesa (productos semi-elaborados), su traslado a las zonas de almacenamiento y de allí hasta que estos son trasladados a homogeneizado. Esta delimitación abarca desde la preparación de mesa, apertura de horno, colada, enfriamiento de mesa, y extracción de cilindros mediante, servicio en rieles (inspección, identificación), hasta el traslado de material desde los rieles a las distintas zonas del almacenamiento, y desde las zonas de almacenamiento, hasta los hornos de homogeneizado, por medio del uso de montacargas.

Mientras que la muestra de esta investigación estará conformada por un número específico de observaciones y mediciones realizadas a las operaciones concernientes a cada proceso que se lleva a cabo en la producción de cilindros en las líneas de producción de CVG VENALUM.

A continuación se mencionan, algunas citas textuales con las cuales se sustentan las afirmaciones anteriores:

Según Tamayo (2001) La población es "totalidad de un fenómeno en estudio, incluye la totalidad de las unidades de análisis o entidades de población que integran dicho fenómeno y que deben cuantificarse para un determinado estudio integrando un conjunto de entidades que participan en una determinada características" (p 176).

Según Tamayo (2001). La muestra es "un subconjunto de la población, el cual debe tener 2 cualidades básicas: ser significativa y ser representativa".

• TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Se utilizaron diversos instrumentos de recolección de datos, tales como la recopilación documental (revisión de documentos, informes y otros materiales bibliográficos), la observación directa para la toma de tiempos y la entrevista estructurada y no estructurada.

Según Tamayo (2001). La observación directa es "aquella en la cual el investigador puede observar y recoger datos mediante su propia observación" (p183) En esta investigación se observo en forma directa el proceso de producción de cilindros en el área de colada.

Según Caucas (2002) "La revisión de literatura consiste en detectar, obtener y consultar bibliografía y otros materiales que puedan ser útiles para propósitos del estudio" (pág. 15).

Según Tamayo (2001). La entrevista es "la relación directa establecida entre el investigador y su objeto de estudio a través de individuos o grupos con el fin de obtener testimonios reales" (p 184) En la investigación se realizaran encuestas no estructuradas a los operarios y personal que labora directamente en las mesas de producción de cilindros, con el objetivo de aclarar dudas y tener una perspectiva más clara.

• MATERIALES Y EQUIPOS A USAR

3.5.1 Recurso Humano

• Tutor Industrial

• Tutor Académico

• Analistas en la Gerencia de Ingeniería Industrial

• Personal Bibliotecario

• Personal que labora en Planta de Colada

• Recursos Físicos

• Papel tamaño carta

• Formatos elaborados por el autor

• Bolígrafos y lápices

• Computadora

• Pen Drive

• Impresora

• Cronometro marca: Denko

• Cinta Métrica

• Equipos de protección Personal

• Botas de Seguridad

• Lentes de Seguridad

• Casco

• Protector respiratorio

• Camisa

• Chaqueta (tela de Jeans)

• Pantalón (tela de Jeans)

• El Procedimiento utilizado

Se procedió primero a analizar todo el proceso de producción de cilindros en cada una de las 3 líneas en el área colada, específicamente en la superintendencia de verticales en lo concerniente a la producción de cilindros en mesa y sus traslados desde mesas hasta almacenamiento intermedio, y de allí hasta los hornos de homogeneizado, Luego se listaron todas y cada una, de las actividades que intervienen en el proceso y se calculó un tiempo promedio para cada actividad. Luego de listar todos los tiempos de operación; se acordó con el tutor industrial el escenario de producción que se ha de considerar para el estudio de requerimiento de montacargas, utilización de grúas, y rieles.

Después de haber establecido el escenario de producción, y los lugares de almacenamiento intermedio que están asignados por la empresa y determinar la capacidad de almacenaje de estos, se calculó los tiempos teóricos de traslado de montacargas, el número de viajes que han de realizar, y se tomó el tiempo máximo de posible uso de estos, para así determinar el número de montacargas requeridos. Seguidamente se hizo una línea de tiempo para estudiar la interacción de las 3 líneas y estudiar así, la disponibilidad de grúas, montacargas, rieles, para cada línea. Luego se estudio dichos tiempos de inactividad y se presentaron las conclusiones y recomendaciones.

CAPITULO IV

Análisis e interpretación de datos

Como se planteó en el primer capítulo, durante los años anteriores CVG VENALUM había estado utilizando solo 2 líneas para la producción de cilindros. A continuación, se muestra la producción histórica (ver tabla 3):

Tabla 3: Producción anual histórica de cilindros en t

Fuente: Intranet. CVG Venalum

La instalación de la tercera línea de producción, permitirá un aumento en la capacidad de producción de cilindros. A continuación se muestra un layout, donde se presenta la ubicación de las tres unidades de colada vertical (UCV), vistas desde planta, en donde se realizó el estudio de flujo operacional, bajo un escenario de producción proyectado (ver tabla 4).

Figura N°6: Delimitación del área de estudio. Fuente Gerencia de Investigación y desarrollo

Tabla 4: Escenario de producción proyectado por la empresa

Fuente: Gerencia de Investigación y Desarrollo.

• Premisas Generales para los Cálculos:

Antes de iniciar el estudio, es importante aclarar las premisas establecidas, bajo las cuales se realizaron todos los cálculos, de almacenamiento, requerimiento de montacargas, entre otros.

Aunque longitudes nominales son, 232", 252" y hasta 285" para el caso de la línea 3, se escogió el tiempo de colada de cilindros de 252", debido a que esta cubre el 90% de la demanda de cilindros. En cuanto al diámetro, se tomo como referencia los cilindros de 7" diámetro, debido a que estos cubren casi el 70% de la producción. En función del cálculo de tiempos de colada, se estableció la velocidad de colada recomendada en la práctica operativa PV-O-002, para aleación 6063, ya que esta abarca el 90% de la demanda de las aleaciones, (véase apéndice 1).

A continuación se presenta el análisis e interpretación de los resultados en tres secciones: cálculo de la capacidad teórica de almacenamiento intermedio, cálculo de requerimiento de montacargas e Interacción de las tres líneas de producción.

• Cálculo de Capacidad teórica de almacenamiento intermedio

4.2.1 Premisas

Actualmente se cuenta 433,71 m2 disponibles destinados a almacenamiento intermedio, los cuales están al lado de la sala de colada. Estos se encuentran divididos en 2 partes. La primera de 166,37 m2 se encuentran al lado de la zona de lavado de cilindros, (Figura N° 7) cerca del área de verticales, y la segunda de 266,34 m2 se encuentran después de la entrada del pasillo norte, en paralelo con la zona de productos horizontales (Figura N° 8).

Figura N°7: Zona de Almacenamiento intermedio, aledaña al área de lavado.

Fuente: Personal

Figura N°8: Zona de Almacenamiento intermedio, ubicada después de la entrada

del pasillo norte. Fuente: Personal

Y un espacio, de 635,42 m2 que por ahora no están disponibles, debido a que en ellos se encuentra varios tráileres debido a una construcción (Figura N° 9).

hora bien, para el escenario de producción proyectado, se asignara una nueva área de almacenamiento, la cual, actualmente sirve como espacio para chatarra al lado de la línea 2 (Figura N° 10).

Figura N°9: Zona de Almacenamiento intermedio, numero 2. Fuente: Personal

Figura N°10: Zona de Almacenamiento intermedio, ubicada al lado de la línea numero 2.

Fuente: Personal

Ahora se hace necesario el calcular la nueva capacidad de almacenamiento, para ello vamos a utilizar una convención de nombres para identificar a cada uno de estos espacios.

Los almacenes 2, 3, 4 antes mencionados están identificados por parte de la empresa bajo otra nomenclatura a la cual se hace referencia a continuación en la tabla n°5:

Tabla N°5: Referencia de las zonas de almacenamiento intermedio

A continuación se muestra la ubicación de estas áreas, vistas desde planta:

Figura 11: Ubicación de zonas de almacenamiento. Fuente Gerencia de Investigacion y desarrollo

4.2.2 Cálculo de la capacidad de almacenamiento de productos en proceso

Para el cálculo de la nueva capacidad de almacenamiento de cilindros en proceso, se procedió primero, a medir cada uno de estos espacios físicos. Los resultados se presentan en la tabla N° 6:

Tabla N° 6: Tamaño de las zonas de almacenamiento

Para calcular la capacidad de almacenamiento de cilindros, en cada uno de estos espacios, se realizaron las siguientes consideraciones (ver Figura 12):

• La empresa tiene normalizado un espacio de 0,70 m entre cada camada, por motivos de inspección.

• Entre cilindro y cilindros, siempre se origina una separación "dx" la cual fue estimada en ¼ de pulgada.

Figura 12: Separación entre cada cilindro

• Se realizaran los cálculos en base a cilindros de diámetro igual a 7"

• El número de camadas máximo a apilar una sobre otra es de 6, por ser cilindros de 7" de diámetro. Según la practica operativa PV-O-001

• La densidad de los cilindros es de 2,7 gr/cm3

• En cada zona, son almacenados los cilindros producidos según sus longitudes, de acuerdo con la tabla N° 7, que se presenta a continuación:

Tabla N° 7: Caracterización de las zonas de almacenamiento según las longitudes a almacenar

Fuente: Superintendencia de productos Verticales

Luego, se calculó el largo y el diámetro efectivo de los cilindros, los cuales vienen dados por las siguientes ecuaciones:

Y las longitudes totales se presentan en la tabla N° 8:

Tabla N° 8: Longitud total de cilindros a considerar:

Ya conocidos las áreas de almacenamiento, diámetro y longitudes a considerar, se procedió realizar el cálculo de los pesos de los cilindros según su longitud, los cuales se encuentran en la siguiente tabla:

Tabla 9: Peso de los cilindros según su longitud

A continuación se presenta las formulas utilizadas para el cálculo de capacidad de almacenamiento en cada zona, para cilindros de diámetro 7" y el factor de de almacenamiento por metro cuadrado.

A partir de estas ecuaciones, se realizaron los cálculos de capacidad de almacenamiento intermedio. A continuación se presenta las tablas resumen, de cada zona:

Ahora bien, para el cálculo de la capacidad promedio se consideró tanto la caracterización de cada área de almacenamiento según las longitudes a almacenar según (ver Tabla N° 7), y una mezcla de producto para la unidad de colada vertical 3, de 10% para cilindros de 252" y 45% respectivamente para cilindros de 252" y 285" (ver tabla 14) y para la UCV 1 Y UCV 2, se considero una proporción del 10% y 90% para cilindros de 232" y 252" respectivamente.

De lo anterior se observa que la capacidad promedio de almacenamiento de cilindros de 7" de diámetro es de 2.093,68 t, pudiendo almacenar una combinación hasta un máximo de 2.271,43 t (véase anexo 3). En base a lo anterior, se calculó el factor promedio de almacenamiento, dividiendo la capacidad promedio estimada, de almacenamiento de cilindros de 7" de diámetro entre el área total de almacenamiento lo que arrojo un resultado de 1,77 t/m2.

Ahora bien, una vez conocido la nueva capacidad de almacenamiento, que ha de funcionar dentro de este escenario de producción proyectado, es importante conocer también el número de montacargas necesarios o requeridos, para realizar todas las labores dentro de este contexto de trabajo.

• Cálculo teórico del Número de Montacargas Requerido

4.3.1 Premisas:

Para ello es importante primero conocer cuáles son las funciones del montacargas dentro del área de trabajo que se está estudiando la cual es la producción de cilindros, su almacenaje y su homogenización. En cada una de las mesas, se producen los cilindros, los cuales son trasladados en montacargas desde los rieles hasta el área de almacenamiento intermedio. Ahora bien, se debe tener en cuenta los siguientes parámetros de producción que se estarán contemplando:

• Las líneas 1 y 2 producirán 3 coladas/turno cada una, y en cada colada se producirán 40 cilindros de diámetro 7". Las líneas 1 y 2 poseen sus rieles cada una, los cuales tiene capacidad para 40 cilindros. Después de cada colada, el montacargas debe trasladarse hasta las líneas y retirar todos los cilindros en lotes de 6 hasta llevarlos a cualquiera de las áreas de almacenamiento.

• La línea número 3, realizará 2 coladas/turno, y en cada colada producirá 80 cilindros, los cuales dispondrá de la siguiente manera: 40 cilindros en los rieles de la línea 1 y 40 cilindros en los rieles de la línea 2 simultáneamente. Es decir, que, durante un turno de trabajo, los rieles prestaran servicio 5 veces cada uno. Tres veces, por causa de las tres coladas de las líneas 1 y 2, mas 2 veces por causa de las 2 coladas de la línea 3.

4.3.2 Cálculo del número de montacargas:

Para calcular los tiempos de traslado del material desde los rieles hasta las zonas de almacenamiento, primero se determinó las distancias existentes entre cada riel y cada almacén.

Tabla N° 16: Distancias entre los rieles 1 y 2 los distintos almacenes

Ahora bien, el tiempo promedio de tarda un montacargas en tomar los cilindros de los rieles se halló de manera experimental y el su valor promedio fue de 11 segundos, el tiempo que tarda en colocar los cilindros en la zona de almacenamiento fue estimado en 60 segundos, y cada riel se usará 5 veces por turno.

El número de viajes por colada es el siguiente:

La velocidad de traslado del montacargas esta normalizado en 10 km/h o 2,77 m/s según la practica operativa PV-O-001.

De lo anterior nos queda el siguiente cuadro resumen de tiempos de utilización de montacargas:

Tabla N° 17: Cuadro resumen de utilización montacargas para trasladar cilindros desde rieles hasta almacenamiento intermedio.

NOTA: Se multiplica por 2, para expresar el ir y el regresar.

Luego para los tiempos totales de traslado por colada se obtuvieron así:

t.t.t = (tiempo de cargar cilindros +tiempo de traslado+ tiempo descargar cilindros)*número viajes/coladas

Donde:

tiempo de cargar cilindros: 11seg.

tiempo de descargar cilindros: 60seg.

Número. Viajes/colada = 7

Y luego se cada tiempo se multiplicó por 5, que es el número de coladas por riel en un turno.

Vemos que los tiempos de traslado máximos ocurrirán si transportan los cilindros al almacén número 2. Llamemos a las suma de esos 2 tiempos T1 máx. Entonces:

T1 max. = (134,32 + 166,33) min = 300,65 min = 5,01 horas.

Ahora bien, ya se tiene el tiempo máximo de traslado de cilindros desde rieles hasta almacenamiento. Ahora es necesario calcular el tiempo máximo de uso de montacargas para trasladar cilindros desde las distintas áreas de almacenamiento hasta los hornos de homogeneizado. Es importante saber que existen 3 hornos de homogeneizado: Cuyas capacidades de procesamiento son; 160 cilindros/turnos, para cada uno de los 2 hornos continuos (Hertwich); y 128 cilindros/turnos para el Sunbeam, Batch.

Al igual que el caso anterior, primero se definirán las distancias existentes:

Se puede observar, que nuevamente los tiempos máximos se dan desde el almacenamiento número 2. Entonces hallemos igualmente el T2 Max.

T2 Max = (99,44 + 93,38 + 191,64) min = 384,46 min = 6,41 horas

Sumando ambos tiempos máximos:

Tmax = T1max +T2max = (5,01+ 6,41) horas = 11,42 horas.

La empresa ha establecido una jornada efectiva de trabajo (JET) para el montacargas de: 6,5 horas, por concepto de concesiones de necesidades personales, almuerzo del chofer, carga de combustible, entre otros.

De este ultimo cálculo, se puede concluir que para realizar todos los traslados necesarios de material, desde las mesas hasta las diferentes zonas de almacenamiento intermedio y de allí hasta los hornos de homogeneizado, se han de requerir por lo mínimo 2 montacargas para poder contar con una disponibilidad del 100% y evitar demoras por espera de estos equipos móviles.

En el escenario de producción proyectado ya se ha determinado la nueva capacidad de almacenamiento, y el número de montacargas requerido. Ahora es necesario realizar un estudio de la interacción de las 3 líneas de producción de cilindros entre sí, dentro del área de colada.

• Interacción entre las tres líneas de Producción, durante un turno de trabajo

4.4.1 Premisas:

Para ello se hace necesario caracterizar todas y cada una de las actividades que se realizan y la distribución de planta a considerar.

En cuanto a esta última, en la Figura 13 se muestra, la disposición existente en planta, con respecto a la ubicación de las UCV, las grúas y los rieles.

Figura N° 13: Distribución actual de Planta

Como se puede observar las líneas 1 y 2 se encuentran equidistantes de la línea 3. Y solo existen 2 rieles para la colocación de cilindros, las distancias y todo lo referente a esto será citado más adelante.

La empresa, posee el siguiente diagrama de procesos el cual muestra a groso modo, todo el ciclo de trabajo que da para la producción de cilindros y lingotes.

Figura N° 14: Diagrama de Flujo de procesos de CVG Venalum. Fuente intranet de CVG VENALUM

A continuación se muestra la caracterización de todas y cada una de las actividades que se llevan a cabo en cada una de las líneas de manera simultánea, dentro de un ciclo de trabajo.

• Acondicionamiento inicial de mesa: este es acondicionamiento al inicio del turno y tarda más que los acondicionamientos para las coladas siguientes, puesto que abarca la preparación de canales y el precalentamiento de mesa.

• Apertura de Horno: El aluminio líquido se encuentra cargado en los hornos de retención. En el horno existe un orificio el cual está tapado, y solo se abre al momento de iniciar la colada. La apertura de este orificio se realiza, por medio de punteles y martillos. Después de su apertura hay un tiempo promedio de 2,44 minutos, que existe entre la apertura de horno y el comienzo de colada. Este es tiempo que tarda en llegar el aluminio líquido a la mesa y llenarla en su totalidad para el arranque de colada. Por ser un tiempo pequeño, fue incluido en tiempo de apertura de horno.

• Colada: Es el tiempo que tarda en formarse el cilindro en la fosa de la mesa.

• Enfriamiento: Una vez terminada la colada se da un pequeño tiempo, para enfriar la mesa

• Retiro de mesa y elevación de cilindros: Es el tiempo que se tarda en retirar la mesa, elevar los cilindros de la fosa.

• Extracción de cilindros y despeje de chatarra mediante grúa: Es el tiempo que tarda el sacar los cilindros de la mesa a los rieles y el despeje de la chatarra que se genera en el proceso, por medio del uso de la grúa.

• Identificación e inspección de cilindros: Consiste en marcar los cilindros con un condigo definido por la empresa, por medio de un troquelado y luego se procede a la inspección por ultrasonido.

• Traslado de cilindros: Es el tiempo que tarda el montacargas, en transportar los cilindros; desde, los rieles hasta el lugar de almacenamiento más lejano como tiempo máximo de uso de montacargas.

• Limpieza y acondicionamiento de mesa: Es la preparación de la mesa para la segunda o tercera colada. Es menor que el primero. Esta actividad se empieza a realizar una vez finalizada la extracción con la grúa.

Los tiempos de cada una de estas actividades fue medida por cronometro, mediante un estudio de tiempo, con excepción de los tiempos de colada, los cuales son tiempos teóricos, calculados en función de las premisas previamente establecidas:

A continuación, se muestran tabulados, los tiempos inherentes cada una de las actividades, del proceso de colada en cada línea:

*Este tiempo, de extracción de cilindros en la mesa número 3, fue calculado por medio de un modelo simbolico, la cual se presenta a continuación (ver Figura 15):

Figura N°15: Interacción de 2 grúas en la extracción de Cilindros de la línea 3

Los diagramas de proceso de cada línea, son los siguientes:

16: Diagrama de Procesos en la línea número 1.

Figura N° 17: Diagrama de Procesos en la línea número 2.

Figura N° 18: Diagrama de Procesos en la línea número 3

A continuación se presenta, un modelo de línea de tiempo con el fin de vislumbrar, los tiempos de ocio y demoras que se pudiesen ocasionar, bajo las siguientes premisas:

• Un inspector por cada línea de producción

• 2 montacargas con disponibilidad de 100% para traslados (uno por cada riel)

• 2 Grúas en funcionamiento simultáneamente, para la extracción de cilindros

• La velocidad estimada de la grúa es de 2,83 km/h

• Realización de 3 coladas en la UCV 1, 3 coladas en la UCV 2 y 2 coladas en la UCV 3

• Los cilindros a producir son todos de diámetro de 7" y 252" de longitud

• En función del cálculo de tiempos de colada, se estableció la velocidad de colada recomendada en la práctica operativa PV-O-002, para aleación 6063

Figura N° 19: Interacción de las tres líneas de producción

• Resultados de la interacción de las tres líneas:

A manera general, el tiempo total de demora fue de 135,95 minutos, aproximadamente, lo que equivale a 2,27 horas. La jornada total de trabajo, fue de 7 horas 47 minutos, debido a las horas de ocio causadas en las demoras ocurridas en el proceso.

Aquí se presenta el cuadro, resumen de las demoras:

Tabla N° 25: Tiempos de demoras, originados en la interacción de las líneas

El tiempo total de demora, se debe en gran parte a 2 posibles causas: disponibilidad de rieles y/o disponibilidad de grúa. Se estudiaran ambos factores para definir en donde radica el problema

Tabla N° 26: Disponibilidad de Rieles y Grúas

De manera grafica:

Grafico N°2: Disponibilidad Porcentual de Rieles y Grúas

De lo anterior, se puede deducir claramente que el problema no radica en la cantidad de grúas, puesto que la disponibilidad de las mismas es alta, el problema de las demoras, radica en la disponibilidad de los rieles para colocar los cilindros producidos. Es este factor, el que causará los embotellamientos, a futuro, además de que las grúas necesitan tener los rieles despejados para ellas colocar los cilindros.

Ahora bien, a continuación se presenta con detenimiento el estudio de los factores que afectan la disponibilidad de cada uno de los rieles para así, generar recomendaciones, que permitan minimizar estos tiempos de retrasos:

• Factores que afectan la disponibilidad en los rieles de la línea número 1:

Existen 4 posibles causas, por las cuales, los rieles pudieran estar ocupados por cilindros:

Figura N° 20: Posibles causas de indisponibilidad de Rieles

Ahora bien, la línea número 1 cuenta con una demora total aproximada de 46,23 minutos, divididos en 2 fragmentos: el primero abarca un lapso de 25,98 minutos y el segundo de 20,25 minutos. A continuación se estudiaran cada fragmento y cuales factores de los antes mencionados afectan de manera directa y en qué proporción:

• Para el primer fragmento de 25,98 minutos, tenemos el siguiente cuadro resumen:

Tabla N° 27: Distribución de tiempos en el primer fragmento de demora para la línea numero 1

Grafico N°3: Distribución porcentual de tiempos de tiempos en el primer fragmento de demora para la línea número 1.

• Para el segundo fragmento de 20,25 minutos, tenemos el siguiente cuadro resumen:

Tabla N° 28: Distribución de tiempos en el segundo fragmento de demora para la línea número 1

Grafico N° 4: Distribución porcentual de tiempos de tiempos en el segundo fragmento de demora para la línea número 1.

• Factores que afectan la disponibilidad en los rieles de la línea número 2:

Existen 4 posibles causas, por las cuales, los rieles pudieran estar ocupados, por cilindros, los cuales ya fueron señalados anteriormente.

A diferencia de la línea número 1, la línea número 2, posee un tiempo de demora total de 47,12 minutos el cual se encuentra fragmentado en 2 partes. Siendo la primera de 25,8 minutos de duración, y la segunda de 21,32 minutos. El análisis de ambas etapas es igual al anterior.

Para la primera demora, se tiene que:

Tabla N° 29: Distribución de tiempos en el primer fragmento de demora para la línea numero 2

Grafico N° 5: Distribución porcentual de tiempos de tiempos en el primer fragmento de demora para la línea numero 2.

De manera similar, para la segunda demora se tiene:

Tabla N°30: Distribución de tiempos en el segundo fragmento de demora para la

Línea número 2

Grafico N°6: Distribución porcentual de tiempos de tiempos en el segundo fragmento de demora para la línea número 2.

De los gráficos anteriores se puede observar que los tiempos máximos son los de traslado de material proveniente de la línea 3, pero estos tiempos no pueden ser minimizados, debido a que las distancias no pueden ser modificadas, y tanto la velocidad del montacargas, como el número de cilindros a trasladar por cada viaje, ya esta normalizado por la empresa y no puede aumentarse, por motivos de seguridad; pero sus antecesores (tiempos de inspección e identificación) si pudieran ser minimizados. A continuación se estudiaran tales tiempos.

Figura 21: Causas que originan los tiempos de identificación e inspección en los rieles

Recordemos que la línea número 1, está en espera de disponibilidad de rieles, cuando estos, están ocupados por los cilindros producidos por la unidad número 3. Bajo ese concepto, es importante considerar que los tiempos de identificación pueden ser disminuidos si el troquelado se realiza al mismo tiempo en ambos rieles, de esta forma el tiempo se reduciría a la mitad (1,22min).

Y si de igual manera se concibiera la figura del inspector de calidad por riel y no por línea, es decir; en vez de un inspector por cada línea; se asigne uno por cada riel, y de esta forma se pudiera inspeccionar al mismo tiempo en ambos rieles y el tiempo de inspección también se reduciría a la mitad (10,16min), dando así un tiempo de espera de 11,87min y no de 23,74 min aproximadamente.

• Factores que afectan la disponibilidad en los rieles de la línea número 3:

El tiempo de espera, que se origina que el ciclo productivo de la línea número 3, se da en un solo bloque, es decir en una sola ocasión durante un turno, y es durante la utilización de los rieles por parte de las líneas 1 y 2 en su primera colada. Es importante destacar que las líneas 1 y 2 realizan el mismo ciclo de trabajo de manera simultánea. En el estudio realizado en la línea número 1 se observó lo siguiente:

Tabla N° 31: Motivos de espera por disponibilidad de los rieles numero 1, para la línea numero 3

Grafico N°7: Distribución porcentual de los tiempos que originan los lapsos de demora en los rieles número 1 para la línea número 3.

Para con los rieles de la línea número 2 se observo lo siguiente:

Tabla N° 32: Motivos de espera por disponibilidad de los rieles numero 2, para la línea numero 3

Grafico N°8: Distribución porcentual de los tiempos que originan los lapsos de demora en los rieles número 2 para la línea número 3.

De los gráficos y tablas anteriores se puede llegar a la conclusión de que los tiempos que producen mayor espera, son los tiempos de traslado, los cuales, como se mencionó anteriormente, no pueden ser disminuidos. Para este caso, solo el tiempo de inspección podría ser disminuido, a través de un sistema de mejoramiento de la calidad que permita disminuir la probabilidad de cilindros defectuosos, y así evitar la revisión completa de los 40 cilindros en cada riel.

Conclusiones y recomendaciones

Luego de haber estudiado todo el proceso, de interacción y producción de las tres líneas, se llego a lo siguiente:

Conclusiones

• Para la realización de todas las operaciones inherentes al proceso de recorrido de material desde los rieles hasta las distintas zonas de almacenamiento y de allí hasta los hornos de homogeneizado se han de necesitar 2 montacargas como mínimo, sin tomar en cuenta otras actividades propias de los montacargas de apoyo logístico a otras unidades, tales como los traslados de productos de sierra a patio

• La capacidad promedio de almacenamiento para cilindros de 7" de diámetro considerando las longitudes nominales de 232", 252" y 285" y mezcla porcentual proyectada, es de 2.093,68 t (véase tabla 15 ) con un máximo de 2.271,43 t (ver anexo 3)

• Es posible el cumplimiento del escenario de producción proyectado: 3 coladas en las líneas 1 y 2 y 2 coladas en la línea 3, considerando una disponibilidad de hornos listos para colar del 100% y disponibilidad de montacargas de 100%, uso de 2 pares de rieles equidistantes de la UCV 3 y solo 2 grúas operativas

• Considerando solo cilindros de 7" de diámetro y 252" de longitud el factor de capacidad de almacenamiento intermedio para productos en proceso es de 1,77 t/m2

• Según el modelo simbólico realizado en función de un escenario de producción que contemplaba 8 coladas/ turno: 3 en las UCV 1, 3 en la UCV 2 respectivamente y 2 en la UCV 3, cilindros de 7" de diámetro, 252" de longitud y aleación 6063, disponibilidad del 100% tanto para los hornos listos para colar como para los 2 montacargas usados para el traslado de cilindros desde mesa hasta hornos de homogeneizado, se prevé que en medio de la interacción de las 3 líneas, se pudiera presentar un tiempo de demora teórico total de 2,27 horas

• Según el modelo simbólico presentado anteriormente, bajo las premisas ya descritas, los lapsos de demoras que pudieran ocurrir en los procesos productivos de las líneas 1 y 2 se deberán en un 100% al uso de los rieles por parte de la línea 3 por concepto de traslado de cilindros.

• Por otro lado, la demora que pudiera presentarse en el proceso productivo de la línea número 3, según el estudio realizado tendrá en promedio las siguientes causas: espera por grúa 8%, uso de rieles para identificación e inspección 26,5%, y uso de rieles por conceptos de traslados de cilindros 65,5%

• Después del estudio de los tiempos teóricos de demora se puede concluir que la disponibilidad de las grúas es del 96,04%, mientras que la de los rieles es de 77,36%

Recomendaciones

• Aunque la empresa, posee dos montacargas, se recomienda la adquisición de un tercero, debido a que los cálculos de requerimiento de montacargas se realizo sin considerar las otras actividades que realizan los montacargas como lo son el apoyo a otras unidades, y otras actividades tales como traslado de cilindros de cloro, traslado de aceite y apoyo a sierra

• Para disminuir el tiempo de demora, se recomienda que al momento de descargar los cilindros producidos en la UCV 3, en cada uno de los rieles, se realice el troquelado de manera simultánea en ambos pares de rieles, de esta manera el tiempo de troquelado se reduciría a la mitad

• Se recomienda la implementación de un tercer inspector de calidad, para la línea número 3, a fin de evitar retrasos y demoras por espera de inspección.

• Se recomienda la adquisición e instalación de 2 pares de rieles para la línea número a fin de evitar los altos tiempos de espera

• Todos los cálculos realizados, se basaron en las premisas previamente establecidas, debido a las justificaciones presentadas, sin embargo es conveniente estudiar la interacción de las tres líneas en plena operación, considerando la variabilidad de tiempos, en función de sus diámetros, y longitudes.

Bibliografía

• Tamayo y Tamayo M. (1997). El proceso de la investigación científica. (3ra Edición). México: Editorial Limusa, SA.

• Sabino, Carlos (2000). El proceso de Investigación. (Edición Actualizada). Venezuela: Editorial: Fanapo.

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• http://www.slineshare.net/asdrubal/1990/el_proyecto_de_investigacion_fidias_arias.

• http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lad/arenas_m_a/capitulo3.pdf

• http://www.fundibeq.org/wiki/movimiento_retil%c3%ADneo_uniforme

• Benjamín Nebel W (1996). Ingeniería Industrial. (9na Edición). México. Editorial Alfaomega.

• Serway Raymond A (1996). Física. Vol 1. (4ta Edición). México. Editorial Mc. Graw Hill.

• Jeffrey H. y Larry Weatherford. Investigación de operaciones en la ciencia administrativa. (5ta Edición). México: Editorial Prentice-hall

Anexos

ANEXO 1

Tiempos de coladas a diferentes combinaciones de diámetro y longitudes, para aleación 6063.

ANEXO 2

Capacidad de almacenamiento, según longitudes y diámetros, puros

Para cilindros de 6" de diámetro:

Para cilindros de 7" de diámetro:

Para cilindros de 8" de diámetro:

Para cilindros de diámetro de 9":

ANEXO 3

Tablas Resumen de Capacidad de Almacenamiento

Capacidad de almacenamiento de cilindros según diámetros y longitud en las distintas zonas.

ANEXO 4

Tiempos de traslados según diámetros.

Tiempos de traslados de cada riel hasta el almacén intermedio número 2

Tiempos de traslados desde cada riel hasta el almacén intermedio número 3

Tiempos de traslados desde cada riel hasta el almacén intermedio número 4.

ANEXO 5

Mezcla de Producto proyectada para la línea número 3:

APENDICES

Apéndice 1

Fragmentos de Práctica operativa PV-O-001, página 9 y 13

TEMPERATURA, FLUJO Y PRESIÓN DE AGUA DE ENFRIAMIENTO Y

VELOCIDAD DE COLADA

Manejo, Identificación y Preservación de Cilindros:

Manejo y Extracción de Cilindros:

• 1. Coloque la pasarela lo más cerca posible de los cilindros.

• 2. Baje lentamente el gancho de extraer cilindros.

• 3. Enganche cada cilindro con el aro dispuesto, de acuerdo al diámetro; inserte el aro al menos 10 pulgadas cada cilindro, para evitar caídas del producto.

Nota: Tenga la precaución de no insertar el aro a mayor longitud de la indicada para prevenir marcas en el cilindro.

• 4. Retire la plataforma móvil para evitar roce con los cilindros.

• 5. Dé instrucciones al Operador Integral de Colada (Gruero) para que inicie el levantamiento de los cilindros.

• 6. Levante los cilindros en forma vertical con mucho cuidado, a fin de evitar que éstos rocen con la parrilla.

• 7. Traslade los cilindros hasta los rieles de inspección.

• 8. Coloque los cilindros lentamente en los rieles de inspección.

• 9. Retire los aros de extracción de cada cilindro.

• 10. Repita estas operaciones hasta que se retiren todos los cilindros de la fosa.

Apéndice 2

Fragmento de práctica operativa PV-O-002, paginas 11-13

Consideraciones en el Manejo, Almacenaje y Preservación de Cilindros:

Manejo de cilindros:

• 1.  Cuando vaya a retirar los cilindros de los rieles con el montacargas, hágalo lentamente a fin de no chocar bruscamente con los cilindros y evitar daños a los mismos.

• 2. Cargue en las uñas del montacargas la cantidad de cilindros establecidos según tabla:

CARGA DE CILINDROS EN LOS MONTACARGAS

• 3. Desplace el montacargas a una velocidad máxima aproximada de 10 km/h, y evite paradas y/o arranques bruscos que puedan derribar la carga.

• 4. Al momento de trasladar los cilindros en el montacargas, coloque la torre inclinada a una altura prudencial para evitar choques y asegurar la buena visibilidad del Operador.

Protección y Almacenaje de Cilindros

• 1. Almacene la cantidad de cilindros por camadas de acuerdo a la Tabla siguiente:

Máximo número de camadas a ser almacenadas

• 2. Almacene los cilindros en las zonas dispuestas e identificadas para ello, de acuerdo a las indicaciones del Operador Integral encargado del horno, ver plano N° 20-L-2001 "Sala de Colada Zonas de Almacenaje".

• 3. Entre camada y camada deben colocarse madera o espaciadores de aluminio.

• 4. Las camadas deben estar alineadas y circunscritas dentro de las zonas de almacenamiento.

• 5. Acuñe las camadas de cilindros con muestras de aluminio para evitar que estos se caigan.

• 6. Entre las camadas debe existir una separación no menor de 70 centímetros que permita el acceso para la limpieza e inspección de los cilindros.

• 7. Nunca movilice los cilindros colocados en camadas, caminando sobre ellos y empujándolos con los pies, esto puede producir caídas con lesiones graves.

DEDICATORIA

Este trabajo lo dedico a quien a pesar de mis múltiples errores, he dedicado toda mi vida. Este trabajo lo dedico a MI SEÑOR DIOS: Padre, Hijo y Espíritu Santo, quien me ha guiado durante toda mi carrera universitaria y a quien debo todos mis logros.

A ti mi Señor Dios todopoderoso creador del universo, al único y soberano Dios, sea la gloria, la honra, y el imperio sempiterno…Amen.

Arnaldo Miguel González Torres

AGRADECIMIENTOS

Primeramente a mi Creador, por su impresionante misericordia para conmigo. A mis amadísimos padres: Jesús A. González quien me enseño con su ejemplo la importancia de la paciencia para lograr las metas. A mi amada y extrañada Madre: Alcangela Torres, quien me enseño que el hombre debe "actuar sin miedo" y ser "del tamaño del compromiso que se le presente"; a mi querido abuelo Gregorio Torres a quien siempre recuerdo como un "Gran de hombre" y cuyos sabios consejos y canciones aún guardo en mi corazón.

A mi tutor Industrial Ali Villalobos, por guiarme a lo largo de mi estadía, y de quien a pesar del corto tiempo aprendí mucho. A mi tutor académico Iván Turmero, a la Señora Norka Brito por su apoyo, al Señor Giovanni Motola por su cooperación y a todo el departamento de Ingeniería Industrial por su buen trato.

A mis amados apóstoles Reyes y Petra de Martínez quienes han sido un ejemplo de fuerza y de fe para mí. A mis pastores Jorge y Alexandra de Martínez a quienes amo y aprecio mucho. Al profeta Luis Romero, de quien he aprendido muchas cosas. A mi madrastra Katherine Palencia y a mis hermanos mayores Jesús, Pedro y Eunices González, por ser mis primeros ejemplos y patrones a imitar. A mis hermanitas menores: Marielena Ricardo y Mariangel González por brindarme alegrías, y dibujar sonrisas en mi rostro. A mis amigos y amigas de mi congregación por enseñarme tanto: Familia Rodríguez Acevedo, Adriana B., Norma L., Carla M., Israel Pérez, ARGEID, coro de adoración, y compañeros de la universidad. En fin, a todos los que me rodean por ser instrumentos de Dios para enseñarme y formarme; mil gracias.

Arnaldo Miguel González Torres

Autor:

Arnaldo González

Tutor Industrial: Ing. Alí Villalobos

Tutor Académico: MSc. Ing. Iván Turmero

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

"ANTONIO JOSE DE SUCRE"

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

PRÁCTICA PROFESIONAL

Fecha: Octubre de 2009

Enviado por:

Iván José Turmero Astros