Semi-automatización del sistema de empaque, sellado y transporte

Resumen

El objetivo de la presente investigación es diseñar un dispositivo para mejorar el proceso de empaque y sellado en la empresa Helados POLITOS C.A., la cual se encarga de la fabricación de helados. Para analizar la problemática se utilizó la herramienta tormenta de ideas, técnica del grupo nominal, diagrama causa-efecto y diagrama de Pareto. El dispositivo propuesto se enfoca en semi-automatizar el proceso de empaque, sellado y transporte de helados. El mismo fue seleccionado considerando los indicadores de mayor impacto mediante el método de evaluación por puntos. En la actualidad, la empresa cuenta con un proceso totalmente manual, donde el operador realiza movimientos de tercer grado, provocando pérdida de tiempo y movimientos disergonómicos. El dispositivo TRON tiene la ventaja de efectuar los tres procesos, maximizando la productividad. Los helados llegan al dispositivo conformado por una tolva dispensadora donde se introducen para luego ser almacenados en serie en el paquete final. Toda ésta operación la efectúa el trabajador cómodamente y sentado, ya que realiza movimientos de primer y segundo grado, por lo cual se evitan futuras lesiones y problemas físicos.

PALABRAS CLAVE: semi-automatización, helado, productividad, ergonomía.

SEMI-AUTOMATIC PACKING SYSTEM, SEALED AND TRANSPORT DEVICE WITH THE IMPLEMENTATION OF TRON IN ICE CREAM COMPANY POLITOS C.A.

ABSTRACT

The objective of this research is to design a device to improve the process of packing and sealing in the ice cream company POLITOS CA, which is responsible for the manufacture of ice cream. To analyze the problems we used the tool brainstorming, nominal group technique, cause-effect diagram and Pareto chart. The proposed system focuses on semi-automate the process of packing, sealing and transportation of ice cream. The same was selected considering the greatest impact indicators by the method of scoring. Today, the company has a completely manual process, where the operator performs movements of the third degree, causing loss of time and motion nonergonomics. TRON device has the advantage of making the three processes, maximizing productivity. Ice cream reach the device consists of a dispensing hopper where they are introduced and then be stored in series in the final package. All this operation is done by the worker and sitting comfortably, because it performs movements first and second degree, thus avoiding future injuries and physical problems.

KEY WORDS: semi-automation, ice cream, productivity, ergonomics.

Introducción

En la industria es esencial que los procesos de producción se estudien constantemente para encontrar mejoras en el funcionamiento ya que cada día la tecnología da nuevos pasos para que el hombre realice sus actividades con un menor esfuerzo y eficacia, es por ello que los ingenieros industriales utilizan metodologías para encontrar problemas que afecten a la empresa y plantear alternativas de soluciones para un mejor rendimiento dentro de la misma.

Fue visitada la Empresa HELADOS POLITOS C.A la cual está ubicada en el municipio San Felipe estado Yaracuy, que realizan como base de la actividad económica helados de tipo bambinos, mezcla para barquillas y la distribución de dicho producto. Una de las áreas más importantes de esta fábrica es el empaquetado, es por esto que el estudio está basado en la búsqueda de mejora en los métodos de trabajo para que la producción y los operarios no se vean afectados por las condiciones actuales, las cuales vienen dadas por demoras, movimientos repetitivos y áreas inseguras. Todo esto se logro identificar con la ayuda de previos conocimientos acerca de estos escenarios que suelen ser muy común en operaciones totalmente artesanales.

Se realizó un recorrido por toda la planta, donde se observó y analizó todo el proceso de la producción, también se hicieron entrevistas a los dueños y empleados con la finalidad de comprender el trabajo, obteniendo datos que permiten percibir la situación problemática antes mencionada.

OBJETIVOS

Objetivo general.

Proponer la optimización del proceso de empaquetado de bambinos en la fábrica HELADOS POLITOS C.A.

Objetivos específicos.

• Observar el proceso de empaquetado de bambinos que se realiza en la empresa HELADOS POLITOS C.A.

• Determinar las fallas presentes durante el proceso.

• Estudiar las posibles formas de mejorar el proceso.

• Diseñar la alternativa adecuada para el mejoramiento del mecanismo empleado en el proceso de producción.

• Evaluar la alternativa seleccionada.

Marco teórico

Ingeniería de Métodos

Según Burgos (2009), la ingeniería de métodos es el estudio de los métodos, materiales, equipos y herramientas involucrados en una tarea particular, con el fin de mejorar el método utilizado, eliminar actividades innecesarias y en aquellas que sea necesaria encontrar la mejor y más rápida manera de ejecutarlas, así como reducir costo de operación, eliminar la duplicación de esfuerzo, permitiendo al operario calificado y entrenado realizar el trabajo en el tiempo necesario a un ritmo normal, utilizando los materiales, equipos y herramientas normalizados.

Diagrama de Causa-Efecto

El Diagrama Ishikawa llamado diagrama de causa-efecto, según Martínez (2005) es una técnica que se muestra de manera gráfica para identificar y arreglar las causas de un acontecimiento, problema o resultado. Su creador fue el japonés Kaoru Ishikawa, experto en control de calidad. Esta técnica ilustra gráficamente la relación jerárquica entre las causas según su nivel de importancia o detalle y dado un resultado específico.

Kaoru Ishikawa diseño el Diagrama de Esqueleto de Pescado, este experto japonés, profesor de la Universidad de Tokio era reconocido por el tema de gerencia de la calidad. Fue en 1943 cuando se le da uso al diagrama por primera vez, en esa ocasión permitió explicar a un grupo de ingenieros de la Kawazaki Steel Works, cómo un sistema complejo de factores se puede relacionar para ayudar a entender un problema.

Entre los usos que tiene el diagrama de Ishikawa están los siguientes:

• Concentrar el esfuerzo del equipo en la resolución de un problema complejo.

• Identificar todas las causas y las causas raíces para cada efecto, problema, condición específico.

• Analizar y relacionar algunas de las interacciones entre los factores que están afectando un proceso particular o efecto.

• Permite la acción correctiva.

Diagrama de Pareto.

Según Martínez (2005), el Diagrama de Pareto es una herramienta, la cual se utiliza para priorizar los problemas o las causas que los generan. El nombre de Pareto fue dado por el Dr. Juan en honor del economista italiano Vilfredo Pareto (1848-1923) quien realizó un estudio sobre la distribución de la riqueza, en el cual descubrió que la minoría de la población poseía la mayor parte de la riqueza y la mayoría de la población poseía la menor parte de la riqueza.

Los propósitos generales del diagrama de Pareto son:

• Analizar las causas.

• Estudiar los resultados.

• Plantear una mejor continua.

La gráfica de Pareto es una herramienta sencilla pero poderosa al permitir identificar visualmente en una sola revisión las minorías de características vitales a las que es importante prestar atención y de esta manera utilizar todos los recursos necesarios para llevar a cabo una acción de mejoras sin desperdiciar esfuerzos.

Técnica de Grupo Nominal

Según ASOCIACIÓN DE CALIDAD DE NOGALES, A.C. (2003), La Técnica de Grupo Nominal le permite a un equipo obtener un consenso rápido acerca de cuestiones, problemas, soluciones o proyectos que son importantes para el equipo. Esta técnica toma en cuenta la importancia relativa que cada cuestión tiene para los participantes individualmente.

Beneficios:

• Respeta la importancia individual que le asigna cada persona a cada cuestión y esta equidad los compromete a apoyar la selección elegida.

• La elección de cada miembro está libre de presiones externas.

• Cada miembro del equipo tiene igual poder para seleccionar independientemente de la posición que tenga en la organización.

• Hace visible el consenso en el equipo (o la falta de consenso) – las causas mayores de los desacuerdos pueden discutirse.

Definición de términos

Desperdicio: Es cualquier cosa diferente a la cantidad mínima de tiempo de la gente, materiales, máquinas, equipos, herramientas, espacio, y gastos que son absolutamente necesarios para agregar valor al producto o servicio. (Burgos 2005).

Marco metodológico

La investigación de campo (Sabino 1997) señala que si se conoce el universo de los objetos a ser investigados y si en vez de tomar un solo caso se estudia una cierta variedad de ellos, sería posible extraer conocimientos más valiosos y confiables.

Samperi (1995) define como investigación de carácter descriptivo aquella cuyo modelo consiste en presentar situaciones y decir cómo se manifiesta determinando fenómeno, por la cual se busca clasificar las propiedades más importantes del fenómeno sometido a análisis.

Se estudia el proceso de producción para identificar una variable que manifieste aquellos desperdicios presentes en el transcurso de la transformación de la materia prima, es por esto que el proyecto se desarrolla como una investigación descriptiva de campo en las diversas concepciones. Además se caracteriza como un proyecto factible a través de ciertas etapas: el diagnostico de las necesidades, el procedimiento metodológico, las actividades y recursos necesarios para su ejecución, el análisis de viabilidad o factibilidad del proyecto (económica, política, social, entre otros) y la posibilidad de ejecución.

Primera fase:

Esta fase consistió en la recolección de datos y material bibliográfico, además de fuentes online, también entrevistas poco formales a los operarios de la línea de producción. El material obtenido estaba compuesto por conceptos básicos, fotos, tipos de equipos y entre muchas otras definiciones y principios de funcionamiento que explican el área de trabajo de la línea de empaquetado.

Segunda fase:

El objetivo de esta fase es estudiar el empaquetado que se ejecuta en la empresa HELADOS POLITOS C.A. en la búsqueda de la optimización de este. Con ayuda de las observaciones y las entrevistas realizadas a los trabajadores se pudo identificar la deficiencia en las operaciones necesarias para obtener el producto deseado, tomando en cuenta los peligros existente en el ambiente de trabajo que pueden tener consecuencias en la salud del trabajador.

Tercera fase:

Ya identificado el área crítica con sus respectivos desperdicios, se establecieron alternativas en busca del mejoramiento de los métodos de trabajo empleados en las operaciones del empaquetado, creando así un ambiente adecuado para los trabajadores, algunas de estas alternativas es la creación de un dispositivo que ayude a eliminar los desperdicios existentes.

Cuarta fase:

En esta fase se analizaran todos los aspectos técnicos, funcionamiento, mantenimiento, ventajas, desventajas, costos e impactos ambientales. Se recopilo todo la información obtenida para la elaboración del proyecto y se concluyó la investigación.

Resultados

Descripción de la Empresa

La Empresa HELADOS POLITOS C.A está ubicada en el municipio San Felipe del Estado Yaracuy, realizando como base de la actividad económica helados de tipo bambinos, mezcla para barquillas y la distribución de dicho producto. El estudio se delimitó en el proceso de empaquetado y sellado de bambinos para disposición del cliente final. En la figura No 1 se puede observar el proceso de fabricación de bambinos.

Figura No 1. Proceso de Fabricación de bambinos

La siguiente etapa finalizado el proceso de mezclado y sellado del helado es el área de empaquetado, donde los operadores tienen que desplazar tres cestas de distintos sabores para voltearlas en una mesa de acero inoxidable donde caen de manera desordenada, por lo cual van eligiendo de tres en tres para colocarlos dentro de una bolsa de plástico de manera organizada, mientras van realizando esto, el paquete se apoya de una pequeña superficie que está a un lado de la mesa, luego que ha completado este paso ejecutan un nudo en la parte superior para asegurar los bambinos, una vez finalizado este proceso se inclina hasta otra cesta que tiene a su lado para colocar cada paquete terminado de forma organizada, esto es repetido hasta completar la canasta, luego es llevada por un operador a una nueva mesa donde se les etiqueta de manera manual colocando a cada paquete una de ella, y así obtener un producto listo que se llevará a refrigerar hasta ser distribuido en el mercado.

Figura No 2. Diagrama de Flujo para la fabricación de Bambinos en POLITOS C.A.

Tomando en cuenta la problemática se procedió a estudiar las causas por medio de distintas técnicas existentes como se muestra a continuación:

1. Tormenta de ideas:

• 1. Ineficacias del obrero

• 2. Falta de personal en la operación

• 3. El empaque no cuenta con una identificación

• 4. Falta de un dispositivo que automatice el proceso

• 5. Proceso es muy rudimentario

• 6. No invierten en máquinas adecuadas

• 7. Atraso en la producción

• 8. Excesivo tiempo de producción en cada empaque

• 9. Mala distribución en planta

• 10. Desperdicio de Bolsas

2. Técnica de Grupo Nominal

Para conocer las causas críticas de la problemática en el área de empaque, fue aplicada la técnica del grupo nominal (TGN) con la colaboración de operadores y supervisores del área. Se formaron dos grupos de 4 personas cada uno, donde se les explicó la técnica y se les facilitó la lista de tormenta de ideas de la situación actual, siendo capaces de cuantificarlas. Los resultados se presentan en la tabla No 1.

Tabla No 1. Técnica del Grupo Nominal Aplicado al área en estudio

Se puede observar que los trabajadores coinciden en que debe automatizarse el proceso mediante la implementación de un dispositivo, por lo que la empresa debe evaluar esta opción ya que el tiempo de ejecución de la actividad es sumamente elevado y rudimentario.

3. Diagrama de Pareto

En la figura No 2 se puede observar que al evaluar la causa 4 y 6 se pueden reducir en un 80% los problemas presentes.

En la figura No 3 se analizan los diferentes escenarios de los elementos del sistema de empaquetado mediante el análisis de causas.

Figura No 3. Diagrama de Pareto

• 1. Diagrama causa-efecto

Figura No 4. Diagrama Causa-Efecto.

Resumen del Área

ACTIVIDAD: Empaquetado de helados

PROBLEMA DETECTADO: Movimiento excesivo del operador y demora del proceso.

POR QUE DEL PROBLEMA: Falta de implementos en la actividad.

ACCIÓN A SEGUIR: Automatizar el proceso de empaquetado.

Tabla No 2. Descripción General del Área

Análisis y discusión de resultados

Estado Ideal

Que el empaquetado de helados comience por un proceso de selección que inspeccione cada bambino para reunir las 12 unidades garantizando el buen estado de los que irán dentro, una vez realizado esto se proceda a organizarlos dentro del empaque para ser sellado de manera mecánica, además que se corte la parte del exceso para ejecutar una grata presentación, después se colocan las etiquetas de manera consecutiva al sellado sin movilizar el empaque hacia otra área, de manera que este último paso del producto esté en la misma mesa, ahora el paquete finalizado llega hasta la canasta sin que el operador realice mayor esfuerzo.

Alternativa de solución I

Tabla No 3. Alternativa I

Alternativa de solución II

Tabla No 4. Alternativa II

Selección de la mejor alternativa

Comparación por puntos

Tabla No 5. Selección de la Mejor Alternativa.

La alternativa más adecuada sería la propuesta I según el método de comparación por puntos, ya que ésta fue la que obtuvo mayor puntaje por lo que es más efectiva, factible y compleja que la propuesta II.

Evaluación Económica

Costos de Material Directo

En cuanto al costo de material directo, el mismo se ha resumido en la Tabla siguiente:

Tabla No 6. Costo de Material Directo.

Costos de Mano de Obra Directa

Para los cálculos de la mano de obra directa, se consultó a varia empresas que se encargan de ensamblar y reparar aparatos electrodomésticos, ya que los materiales y el ensamblaje del dispositivo poseen características similares a los equipos con que dichas empresas trabajan a diario.

El costo suministrado por dichas empresas se totaliza entre 2500 y 3000 Bolívares.

Costos de Ingeniería

Los costos de ingeniería se calculan mediante una estimación del tiempo empleado en la creación del proyecto y el dispositivo, que se estima es de 5días, lo cual da un total de 40 horas laborales, tomando en cuenta que el salario mínimo para un ingeniero con 0-1 años de experiencia es 4500 Bs, el costo de ingeniería es el siguiente:

Margen de Ganancia del Fabricante del Dispositivo

El margen de ganancia del fabricante del dispositivo es establecido por los creadores, el cual mediante mutuo acuerdo será del 10% del costo total del dispositivo, sin incluir los costos de ingeniería previamente calculados. Eso da como resultado:

Al totalizar todos estos costos obtenemos que la inversión necesaria para la aplicación del dispositivo propuesto es de 7650.8 Bolívares.

Figura No 5. Vista de Frente de Modelo Icónico sin Escala

Ahorro y beneficio

Este mecanismo tiene la ventaja de realizar el proceso de manera rápida sin generar un significativo esfuerzo por parte del operario; ya que los bambinos serán empaquetados por medio de una dispensadora donde saldrán de una forma continua y controlada por el trabajador, gracias al accionamiento de una palanca que funciona por medio de un motor, continuando a la selladora donde en cuestión de segundos se empacan, por lo que el proceso se ahorra aproximadamente 15 segundos por cada empaque demostrando ser más práctico que el proceso anterior.

Conclusiones

• Terminado el estudio se encontró la importancia que tiene la identificación del área crítica para establecer en cuales partes del proceso se debe enfocar, por lo que el empaquetado debido a los grandes riesgos e incomodidad de parte de los operarios para realizar su labor, fue tomada en cuenta. Se pudo concluir la necesidad de implementar un nuevo método de trabajo que ayudará en la productividad, orden, limpieza, capacidad de la planta y un mayor aprovechamiento de los recursos.

• La propuesta de implementar un dispositivo que controle de la mejor manera posible los desperdicios del área, es una de las alternativas que se plantea logrando con ella un acondicionamiento del espacio que contribuya con los elementos básicos de la distribución en planta tomando en cuenta las limitaciones que se puedan presentar a la hora de poner en funcionamiento el mismo. No obstante es vital que el dispositivo logre un buen balance con el operador.

• Los desperdicios dentro de cualquier proceso deben controlarse y reducirse debido a que generan un costo en el producto, aunque se busque que sean eliminados en la línea de producción, muchas veces no lo podemos cumplir como realmente se desea.

• Para la instalación del dispositivo TRON se deben de tomar en cuenta varios factores como la instrumentación y energía requerida, para que el beneficio sea el máximo en todo el proceso analizado.

• Al totalizar todos estos costos obtenemos que la inversión necesaria para la aplicación del dispositivo propuesto es de 7650.8 Bolívares.

Referencias bibliográficas

1. Burgos F. (2005). Ingeniería de Métodos. Quinta Edición 2005. Editado por Universidad de Carabobo. Venezuela.

• 2. Gómez, Ezequiel y Núñez, F. (1990). Plantas Industriales. Primera Edición. Editado en la Universidad de Carabobo. Venezuela.

• 3. Hernández R., Fernández C. y Baptista P. (1999). Metodología de la investigación. Ciudad de México, México: Mc Graw Hill Interamericana Editores, S.A.

• 4. Ortiz, F. E Illada R.(2000). Pro y sus amigos abren la ventana de tu ingenio. Editado en la Universidad de Carabobo, Venezuela: Direccion de medios y publicaciones.

• 5. Pérez, A. (2004). Guía metodológica para anteproyectos de investigación. Primera Edición. Caracas, Venezuela: Fondo Editorial de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (FEDUPEL).

Autor:

Y. Bazán, D. Carrasco

(Julio 2012)

Enviado por:

Iván José Turmero Astros