Aplicación de Métodos Cuantitativos en Proyecto de Fabricación y Montaje de Cable-Vía

El presente trabajo muestra un estudio realizado con el fin de optimizar un proyecto de suministro y colocación de sistemas de cable-vía para productores plataneros de Coahuayana Michoacán.

El estudio implica conocer cuando y cuanto producir, de los elementos requeridos en la instalación del sistema de cable-vía, asimismo, se busca optimizar tanto el tiempo como el costo de mano de obra del proyecto. Los resultados obtenidos muestran la cantidad óptima a producir, el tiempo de ciclo y el costo total de producción, así como el costo de la mano de obra del proyecto y la ruta critica del mismo

Palabras Clave

Sistema de cable-vía, Optimización, Métodos Cuantitativos Lote Económico de Producción, Técnica de Evaluación y Revisión de Proyectos (PERT),

Introducción

El objetivo principal de la ingeniería industrial es optimizar los recursos con el fin de incrementar la productividad y la rentabilidad de los sistemas productivos. Para ello cuenta con técnicas y modelos que le permitan hacer más eficientes los trabajos realizados. Con base en la planeación y la administración de proyectos, se pueden obtener considerables beneficios que se ven reflejados en el costo y tiempo de realización del proyecto.

Actualmente en cualquier sector o actividad económica es necesario ser competitivo para poder mantener el negocio financieramente sólido, por tal motivo, los productores de plátano buscan nuevas tecnologías que les permitan producir frutas de alta calidad a un bajo precio, para ello han solicitado la colocación y suministro de sistemas de cable-vía, dicho sistema, permite transportar la fruta por cable desde el campo hasta las instalaciones de la planta empacadora y de esta manera se evita cualquier daño al banano, se eleva la productividad y se asegura la calidad de la fruta.

Para llevar a cabo la instalación del sistema de cable-vía, el cual es un proceso complejo, es necesario planear, programar y controlar las operaciones en busca de optimizar los recursos y con ello maximizar los beneficios, de tal forma, como ingenieros industriales se recomendó implementar métodos cuantitativos para solucionar la problemática.

Como el proyecto implica el suministro e instalación de los elementos del cable vía, tales como arcos, cable, puntales, retenidas etc., el primer problema a tratar es, cuando y cuanto producir, de los elementos antes mencionados, el más critico para su fabricación son los arcos ya que la cantidad que se requiere para el proyecto es considerable. Para ello decidió realizar el Modelo de Tamaño de Lote Económico de Producción.

El segundo problema que presenta del proyecto es la instalación del cable vía ya que el proceso demanda mas recursos tales como tiempo y costos. Dicho proceso cuenta con una serie de actividades interrelacionadas y el objetivo es reducir al mínimo tanto el tiempo de ejecución como el costo de la misma. Sin embargo el costo de oportunidad de los productores es alto debido a que el diferencial que se obtiene al vender una fruta procesada con el método actual, (el cual consiste en trasportar hasta dos racimos por un cargador de la huerta hasta el empaque, situación que implica un maltrato en la fruta y por ende el precio menor en el mercado), es considerable, y algunos de ellos esta dispuesto a pagar un poco mas de lo presupuestado con la condición de acortar el tiempo de instalación.

Fundamentos Teóricos

La administración de proyectos ha evolucionado como un nuevo campo con el desarrollo de dos técnicas analíticas para la planeación y control de proyectos tales son el Método de la Ruta Critica -CPM- y la Técnica de Evaluación y Revisión de Proyectos -PERT-.

Las dos técnicas fueron desarrolladas por dos grupos diferentes casi simultáneamente (1956-1958), el CPM fue desarrollado primero por E. I. Du Pont de Nemours & Company, como una aplicación a los proyectos de construcción ?1?, por su parte el método PERT se creó para la armada estadounidense en 1958 por una organización consultora, se ideo como medio de planeación y control del proyecto Polaris ?2?.

El resultado de la aplicación del PERT en este proyecto, en el que participaron cerca de 3000 contratistas, es que, según informes oficiales, se redujo en dos años el plazo de ejecución del mismo para la construcción del submarino nuclear Polaris.

El Modelo de Lote Económico a Ordenar LEO fue establecido por Harris en 1915 pero fue Wilson quien lo promovió para su uso, este modelo es de los más importantes dentro de la teoría de inventarios ya que sirve como base para modelos más elaborados ?3?.

Desde la segunda guerra mundial, el desarrollo de la teoría y modelos de inventarios se han extendido a un punto de alto desarrollo. Los modelos de inventarío cubren prácticamente cualquier situación imaginable de negocios.

Las decisiones básicas de inventario comprenden:

¿Cuántas unidades se deben pedir?

¿Cuándo se debe pedir?

De modelo LEO se desprende el modelo de tamaño económico a producir, con la suposición de una tasa de reabastecimiento finito, en la cual se entrega a través del tiempo de acuerdo con la tasa de producción.

Análisis del problema

La demanda de arcos es determinada por el rendimiento de montaje de las cuadrillas de colocación de arcos, cada cuadrilla en promedio coloca 15 arcos por día, el proceso de instalación es el siguiente:

Una vez que ya se encuentre montado y tensado el cable, se procede a distribuir los arcos a cada diez metros de separación, la siguiente actividad es perforar un par de pozos de aproximadamente 0.60 m de profundidad y con un diámetro no mayor a 2" a 0.90m a los lados del cable, después se coloca el queso, que es un cubo de concreto perforado, se le colocan las platinas y reinserta el arco, se centra el arco con el cable, se le colocan las cuñas y por ultimo se le ensambla la "Z".

Se cuenta con una capacidad de producción de producción de 250 arcos por semana (50 arcos por día). Para desarrollar el modelo de tamaño de lote económico de producción, es necesario obtener los siguientes costos: C0 = costo de preparar; C = costo unitario por fabricar y Ch = costo anual de mantener una unidad en inventario

Análisis de costos de fabricación

La siguiente información es tomada del proyecto de inversión ?4?, en el apartado de análisis financiero

En la preparación de la dobladora para la producción de arcos, se invierten dos horas por día, ya que se tiene que precisar el radio del arco y calibrar la velocidad de doblado, y por ultimo limpiar y lubricar los mecanismos de la maquina, para ello se requiere de 4 personas y un supervisor, por lo tanto,

El costo de preparar, C0 = $335.75

El costo unitario por fabricar el cual incluye Material, Mano de Obra, y Gastos de Fabricación, este ultimo esta compuesto por la depreciación de la maquinaria así como del consumo de energía. El costo unitario de fabricación es el costo de depreciación diaria dividida entre la cantidad de arcos producidos, el consumo de luz se obtiene al multiplicar las horas trabajadas por los KW/Hras de la maquina en cuestión, a su vez, el consumo de luz por día es el producto de el consumo de luz por el porcentaje de utilización, y para obtener el costo de consumo de luz por día se multiplica consumo de luz por día por el costo del KW/Hra, ya el unitario lo sacamos al dividir el resultado anterior por la cantidad de piezas producidas, luego entonces,

El costo unitario por fabricar C = (411.58+12.06+3.79) = $ 427.43

La tasa de mantener anual la se determinó con base al costo de capital I (20%) más 7 puntos porcentuales, para obtener así una I = 27% y por lo tanto nuestro costo anual de mantener una unidad en inventario

Ch = 0.27 * 427.41 = 115.40

Resumen de datos

Para el análisis se consideran 250 días laborables por año, de esta manera::

• 1. Demanda anual de arcos, D = 15*250 =3,750

• 2. Capacidad anual de producción de arcos, P = 40*250 = 10,000

• 3. Costo anual de mantener una unidad en inventario Ch = 0.27 * 427.41 = 115.40

• 4. Costo de montaje por corrida = C0 = 335.75

Cálculo de la cantidad optima a producir Q*:

Luego entonces:

Por lo tanto la cantidad optima de corridas de producción seria:

El tiempo de ciclo esta dado por:

Dado lo anterior, se debe de planear una corrida de producción de 186.85 arcos cada 12 días, y por ultimo el costo total seria:

Método PERT

La Técnica de Evaluación y Revisión de Proyectos PERT sigue la siguiente lógica ?2?

• 1. Todas las actividades del proyecto se deben definir e identificar con claridad

• 2. Deberán indicarse los requerimientos de ordenación entre actividades

• 3. Es preciso construir un diagrama que muestre la prioridad relativa

• 4. Debe estimarse los plazos de ejecución para cada actividad

• 5. La red se evalúa al calcular el camino crítico y otros datos del funcionamiento del proyecto. Le evaluación genera el programa y el plan para el control subsecuente

• 6. Conforme el tiempo avanza y se registra la experiencia, el programa se revisa y evalúa nuevamente

Los cálculos de tiempo se basan ya sea en datos anteriores (estudio de tiempos) o en la experiencia de aquellos responsables de llevar a cabo una actividad determinada. Hay que calcular los tiempos optimistas a, pesimista b, y más probable m, de manera que el tiempo esperado (promedio) de la actividad pueda obtenerse a partir de la siguiente ecuación:

Para calcular la varianza del tiempo de una actividad se emplea la ecuación:

El análisis del proceso de instalación de cable vía, derivado del estudio de ingeniería de métodos realizado, arrojo la siguiente lista de actividades así como el orden entre las mismas. Además el estudio de tiempos y movimientos, preliminar estableció el tiempo "normal" en días el cual tomaremos en nuestro modelo como el más probable, y con base en encuestas a trabajadores se acordaron los tiempos, pesimista y optimista, con ello se determino el tiempo promedio. Esta información se presenta en las tablas 1 y 2:

Tabla 1

Tabla 2

Red del Proyecto y Programa de actividades (Figura 1)

Figura 1

Analizando la Red del proyecto de instalación de cable vía podemos observar que el tiempo esperado para terminar dicho proyecto es de 31.17 días, la ruta critica (achurada en la red) esta comprendida por ocho actividades,

La tabla 3 resume el programa de actividades del proyecto, en el cual también se señalan las actividades críticas del mismo

Tabla 3

Si suponemos que el tiempo sigue una distribución normal, podemos calcular la probabilidad de cumplir con el proyecto en una fecha especifica. En este caso si suponemos un plazo para terminar el proyecto en 35 días y quiere saber cual es la probabilidad de lograrlo para ello utiliza la siguiente formula:

Al consultar la tabla para la distribución normal observamos que la probabilidad de que el proyecto termine en 35 días es del 99.64%

Análisis de costos de instalación

El personal que labora en la instalación del cable vía se divide en dos, Oficiales y Ayudantes continuación se presenta los sueldos promedios para cada uno de ellos

El resumen del costo por actividad se presenta en la tabla 4, cabe mencionar que los costos indirectos son generados por depreciaciones principalmente, además no se tomaron en cuenta algunos costos poco significativos como pueden ser, depreciaciones de palas, picos, cintas para medir etc.

Los $22.40 es el costo por usar 2 días el equipo de nivel, los $186.67 es por el uso del camión y el tractor los días correspondientes a su tiempo promedio, los $46.40 por la depreciación del equipo de tensado (polipasto), los $137.87 por maquinaria y equipo para soldar etc.

Tabla 4

Tabla 5

Conclusiones

Con base en la información obtenida, se puede responder las preguntas fundamentales de cuando y cuanto producir, ya que claramente se puede observar que se requieren:

• 1. 20.07 corridas al año

• 2. Una cantidad de 186.85 arcos cada una de las corridas programadas

• 3. El tiempo de ciclo es de 12.46 días, y

• 4. El costo anual total de ello seria de $13,477

Reducción de Tiempos

El costo normal del proyecto con el tiempo esperado es de $33,207 de acuerdo a cálculos estimados previamente en el análisis financiero, el costo por reducir un día es aproximadamente el 30% del costo normal, a continuación la tabla 5 muestra las actividades normales y reducidas del proyecto.

La tabla nos muestra que las actividades optimas a reducir son: excavación de pozos, colocación de crucetas y tirado de líneas con un promedio de dos días de cada uno y un costo de 175 los dos primeros mencionados y 180 el otro.

Por lo tanto, al reducir dichos días tenemos un nuevo costo total del proyecto así como de un nuevo tiempo de finalización y estos son: $34,327, y el tiempo esperado de finalización es de 25 días.

Referencias

1- H. Taha; (1995) Investigación de Operaciones, Alfaomega

2- Adam Jr, Ebert; (1991) Administración de la Producción y las Operaciones, Prentice Hall

3- Sipper, Bulfin jr; (1998), Planeación y Control de la Producción, Mc Graw Hill

4- S.I.A.C.E.P. (2009), Formulación y Evaluación del Proyecto "Cable-Vía"

Autor:

Ing. Luis Antonio Barragán González MF

Ingeniería y Asesoría Empresarial / Unidad de Ingeniería de Métodos e Industrial