Desarrollo de un producto: Dosificadora de chocolate
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Desarrollo del concepto de un producto industrial. Dosificadora de chocolate, el mercado meta, las estrategias de marketting, funciones de producto, etc
Transcript of Desarrollo de un producto: Dosificadora de chocolate
1
MAQUINA DOSIFICADORA DE CHOCOLATE
MC-2704
JENSY CAROLINA SOLANO CORREA
MONICA ISABEL URBANO
Proyecto de Ingeniería de producto I
ING. MAGISTER ALVARO RENE RESTREPO GARCES
Profesor
UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
INGENIERÍA EN AUTOMÁTICA INDUSTRIAL
POPAYÁN
2010
2
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 10
1. OBJETIVOS 11
1.1. OBJETIVO GENERAL 11
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 11
2. INVESTIGACIÓN DE MERCADO 12
2.1. DEFINICIÓN DEL MERCADO 12
2.2. SEGMENTACIÓN DEL MERCADO 12
2.3. MERCADO META 15
3. MARCO DE REFERENCIA TECNOLÓGICO 18
3.1. TECNOLOGÍA DE PRODUCTO 18
3.1.1. Producto a procesar 18
3.1.2. Análisis de funciones del producto existente en el mercado 19
3.1.3. Análisis de funciones del producto a desarrollar 22
3
3.2. TECNOLOGÍA DE PROCESOS 26
3.2.1. Fabricación de chocolate de forma artesanal 27
3.2.2. Fabricación de chocolate de forma industrial 28
3.3. TECNOLOGIA DE EQUIPOS 30
3.3.1. Dosificadora automática de magdalenas (DA-40, DA-60) 30
3.3.2. Dosificadora automática de líquidos y cremas IT-LG inox 31
3.3.3. Dosificadora de líquidos y cremas IT-GZ 32
3.3.4. Máquina de fabricar alfajores 33
3.3.5. Dosificadora de chocolate 34
3.3.6. Dosificadora pastelera 35
3.3.7. Dosificadora de chocolate 36
3.3.8. Conclusiones de la tecnología de equipos 37
3.4. TECNOLOGÍA DE MERCADO 38
4. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA 39
4.1. VARIABLES DE ENTRADA 41
4.2. VARIABLES DE SALIDA 42
4
4.3. RESTRICCIONES 43
4.4. CRITERIOS 44
4.5. USOS 45
5. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN 46
6. EVALUACIÓN 55
7. DESARROLLO DEL CONCEPTO 67
7.1. DESIGN FOR-X 67
7.2. INGENIERÍA CONCURRENTE 75
8. DESARROLLO DE LA ESTRATEGIA DE MARKETING 79
8.1. MARCA 79
8.2. ESTRATEGIA DE PRODUCTO 80
8.3. ESTRATEGIA DE PRECIO 81
8.4. ESTRATEGIA DE PLAZA 81
8.5. ESTRATEGIA DE PROMOCIÓN 83
CONLCUSIONES 86
5
BIBLIOGRAFÍA 87
6
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Proceso de fabricacion de chocolate 27
Figura 2. Dosificadora automática de magdalenas 31
Figura 3. Dosificadora automática de líquidos y Cremas IT-LG inox 32
Figura 4. Dosificadora de Líquidos y Cremas IT-GZ 32
Figura 5. Máquina de fabricar alfajores 33
Figura 6. Dosificadora de chocolate 34
Figura 7. Dosificadora de chocolate 34
Figura 8. Dosificadora de chocolate 35
Figura 9. Dosificadora de chocolate 35
Figura 10. Dosificadora pastelera 35
Figura 11. Dosificadora de chocolate 36
Figura 12. Diagrama del estado A y el estado B del sistema 40
Figura 13. Alternativas de solución 1 50
7
Figura 14. Alternativas de solución 2 51
Figura 15. Alternativas de solución 3 52
Figura 16. Alternativas de solución 4 53
Figura 17. Alternativas de solución 5 53
Figura 18. Ciclo del desarrollo del producto usando el círculo de IC 76
Figura 19. Etapas del ciclo de vida de diseño 78
Figura 20. Logotipo de la marca de la empresa 79
Figura 21. Logotipo de la maquina dosificadora de chocolate MC-2704 80
8
LISTA DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1. Bases para la segmentación del mercado 13
Cuadro 2. Análisis de funciones del producto existente en el mercado 19
Cuadro 3. Análisis de funciones del producto a desarrollar 22
Cuadro 4. Evaluación de alternativas de solución 1 55
Cuadro 5. Evaluación de alternativas de solución 2 57
Cuadro 6. Evaluación de alternativas de solución 3 58
Cuadro 7. Evaluación de alternativas de solución 4 60
Cuadro 8. Evaluación de alternativas de solución 5 61
Cuadro 9. Evaluación de alternativas de solución 6 62
Cuadro 10. Evaluación de alternativas de solución 7 63
Cuadro 11. Evaluación de alternativas de solución 8 64
Cuadro 12. Técnicas de Design for-x 67
Cuadro13. PHA (por sus siglas en ingles: Preliminary Azard Analisis) 73
9
INTRODUCCIÓN
La producción y comercialización de chocolate en Colombia representa un sector
importante en la economía del país. Grandes empresas como la Nacional de
chocolates, Nestlé y Colombina han generado y consolidado un gran mercado
nacional e internacional de productos que tienen como ingrediente común el
chocolate. Dichas empresas cuentan con plantas de producción, altamente
automatizadas y con los mejores estándares de calidad.
Por otro lado existe una gran cantidad de pequeñas y medianas empresas en el
país dedicadas a la fabricación de productos de chocolate cuyos procesos
productivos se hacen de forma artesanal y con un bajo nivel de automatización por
ello es importante el desarrollo de nuestro producto, el cual permite mejorar el
proceso de producción de las diferentes empresas en aspectos como: disminución
en el desperdicio de material, homogeneidad en los productos y en general el
mejoramiento de la calidad del producto final.
10
1. OBEJETIVOS
1.1. GENERAL
Desarrollar el concepto de una maquina dosificadora de chocolate que
permita un mayor nivel de automatización en el proceso de fabricación de
productos de chocolate que realizan pequeñas y medianas empresas del
país.
1.2. ESPECIFICOS
Conocer las tecnologías existentes en el mercado, relacionadas con la
dosificación de chocolate, para a partir de ellas desarrollar una tecnología
que se adapte a las a las necesidades de las empresas Colombianas.
Diseñar estrategias de marketing, basadas en el conocimiento del mercado
existente, para la comercialización de la máquina dosificadora de chocolate.
Identificar las necesidades básicas de los usuarios de la máquina para de
esta manera cumplir a cabalidad con los propósitos de diseño y fabricación.
11
2. INVESTIGACION DE MERCADO
2.1. DEFINICION DEL MERCADO
En Colombia existe una gran cantidad de empresas dedicadas a la
fabricación de productos de chocolate, las cuales no cuentan con
tecnología muy avanzada en sus procesos de producción y por el contrario
utilizan técnicas artesanales o mecánicas. Esta situación puede representar
una limitación para el desarrollo y crecimiento de las empresas, así como
para la ampliación de sus mercados. Es por esto que existe la necesidad
de una maquina dosificadora de chocolate que además de garantizar al
empresario la mejora en el proceso productivo, le brinde comodidad,
facilidades de uso y un precio asequible.
El mercado al que está dirigida la dosificadora de chocolate es homogéneo
con respecto a la producción y las capacidades de adquisición de
tecnologías que cada una de las empresas interesadas tiene. Además es
un mercado que busca una satisfacción constante de sus clientes sin dejar
a un lado el cuidado en sus procesos de producción y la calidad de sus
productos.
De lo anterior es posible determinar que la máquina dosificadora de
chocolate tiene un mercado amplio en el país, haciendo viable su desarrollo
e incluso su posterior comercialización.
2.2. SEGMENTACION DEL MERCADO
Existen diferentes variedades de chocolate, los distintos tipos de chocolate
se elaboran modificando las proporciones entre sus componentes y
añadiendo otros productos a la composición básica de pasta, manteca y
azúcar. Su presentación es muy variada, esta va desde su versión en
tableta hasta su presentación en polvo. Entre los chocolates en formato
12
tableta están: el chocolate cobertura, el chocolate negro, el chocolate
amargo, chocolate con leche, chocolate blanco y el chocolate con
ingredientes adicionales como avellanas, maní o algún tipo de relleno.
La gran mayoría de empresas fabricantes de productos de chocolate están
ubicadas en la zona andina puesto que es en esta parte del país donde se
encuentran la mayor cantidad de industrias en Colombia y además es en
esta región en la que dichas empresas pueden encontrar sus proveedores
de materias primas. El cacao, principal componente del chocolate, se
encuentra en estado silvestre en la Amazonía y Orinoquía y se cultiva
principalmente en Huila, Valle, Cauca, Santander, Antioquia, Tolima y
Nariño.
Bases para la segmentación del mercado
Geográfica
Criterios de segmentación Segmentos típicos del mercado
Ubicación del consumidor
Región Las empresas que fabrican diferentes
tipos de productos de chocolate en el
país se localizan en la región Andina.
Localización Los fabricantes de productos de
chocolate se encuentran
principalmente ubicados en los
departamentos de Cundinamarca,
Antioquia, Risaralda, y Valle del
Cauca.
Tipo de Consumidor
Tamaño de la Organización Organizaciones cuya producción este
13
alrededor de 10000 unidades de
bombones de chocolate por hora o
8000 unidades de galletas u otro tipo
de alimento en la misma unidad de
tiempo.
Tipo de organización Empresas dedicadas a la fabricación
de productos de chocolate, q tienen
como destino mercados nacionales y
en determinados casos
internacionales.
Tipo de Corporación Privadas.
Tipo de objeto social Entidad con ánimo de lucro.
Aplicación del producto El uso del producto está enfocado a
la dosificación de chocolate en el
proceso de fabricación de productos
hechos con dicho ingrediente.
Frecuencia de Servicio Intervalos largos y de medianos
intervalos de tiempo, soporte técnico.
Condiciones del negocio
Razón de uso Las empresas que deseen disminuir la
pérdida de materia prima (chocolate)
en su proceso de fabricación,
disminuir el tiempo de elaboración de
los chocolates, mejorar la calidad del
producto e integrar una mayor
cantidad de acabados a los mismos.
Situación de compra La segmentación del mercado
14
obedece a la compra, modernización
y/o implementación de un sistema
para la dosificación de chocolate con
la menor cantidad de desperdicio de
materia prima y con la mayor rapidez.
Tamaño del pedido El tamaño de pedido para este
segmento se hace por encargo y se
hace de forma unitaria o en pequeñas
cantidades.
Cuadro 1. Bases para la segmentación del mercado
2.3. MERCADO META
El mercado meta de la máquina dosificadora de chocolate son empresas
fabricantes de productos de chocolate que presenten las siguientes
características:
Una producción que esté alrededor de 10000 unidades de bombones de
chocolate por hora y/o 8000 unidades de galletas o alfajores en la misma
unidad de tiempo.
Que estén ubicadas en la región Andina Colombiana, específicamente en
los departamentos de Cundinamarca, Antioquia, Risaralda, y Valle del
Cauca.
Que utilicen tecnologías manuales, no automatizadas o semi automáticas.
Los productos de las empresas chocolateras se caracterizan por la gran variedad
de presentaciones (forma, colores, ingredientes, etc.) que son ofrecidas a los
consumidores, esto se debe a que el mercado de dichas empresas es
heterogéneo y por lo tanto estas deben contar con una amplia gama de productos
15
Por otro lado en la actualidad se está generando un mercado de productos de
chocolate gourmet y en ciudades como Bogotá este tipo de productos está
tomando mucha fuerza. Esta variación en los productos de chocolate hace que las
empresas estén interesadas en llevar a cabo procesos más dedicados y
personalizados en las formas de los productos.
En Colombia existen una gran variedad de empresas fabricantes de productos de
chocolate entre las cuales se encuentran:
Nica´s
Nicas es una empresa joven conformada por artesanas que están en la
búsqueda permanente de variedad, ya que tienen gran autenticidad en
imagen y diseños permitiéndoles ofrecer productos y servicios exclusivos
acordes a la necesidad y presupuesto de cada cliente (véase:
http://www.nicaschocolates.com).
ChokChunk Bakery Ltda.
ChokChunk Bakery fue fundada el 7 de Abril de 2008 en la ciudad de
Bogotá, Colombia. En sus inicios se dedicaba a la fabricación de galletas,
posteriormente ampliaron su línea de productos a brownies y actualmente
también se dedican a la fabricación de bombones de chocolate (véase:
http://chokchunk.net/default.aspx).
F&M chocolates Ltda.
F&M chocolates es una empresa con varios años de trayectoria en la
fabricación de coberturas de productos de chocolate y confitería. La calidad
de sus productos les ha permitido abrir canales de comercialización tanto a
nivel nacional como internacional (véase: http://fymchocolates.com ).
Truffelinos chocolatería
16
Truffelinos fue fundada en 1979 en la ciudad de Bogotá. Es una empresa
dedicada a la fabricación de chocolates de alta calidad con acabados
artesanales. Entre sus productos se encuentran bombones de chocolate
con formas variadas, chocolate de leche, blanco, clásico y con trufas.
Además de estas empresas existen otras como:
Festytortas: http://www.festytortas.com.co/
Chocolate & trufas: http://www.chocolateytrufas.com/1_2_Productos.html
Frutasychocolate: http://www.frutasychocolate.com/giftcert.php
Grupo nacional de chocolates: :
http://www.grupochocolates.com/html/i_portals/index.php
Chocolates de Colombia: :
http://colombia.acambiode.com/producto_055425356684760745768150001
8954.html
ADRO S.A: http://www.adro.com.co/pg.php?Cat=2&idLin=&idSubLin=2
Meals de Colombia S.A. : http://www.meals.com.co/index.html
Astor: http://www.elastor.com.co/productos.html
TyT food S.A.: http://www.tortasytortas.com.co/galleteria.html#;
Choco arte: : http://www.xaboriarte.com/?gclid=COyShtz-
jKECFRQKswodMRSFPA
Color cacao: :
http://www.colorcacao.com/index.php?
option=com_content&view=category&layout=blog&id=10&Itemid=2
17
3. MARCO DE REFERENCIA TECNOLOGICO
3.1. TECNOLOGIA DE PRODUCTO
3.1.1. Producto a procesar
Los productos que serán procesados son aquellos que estén hechos de
chocolate. La concentración de agua (aw: la aw de un alimento o solución
se define como la relación entre la presión de vapor del agua del alimento y
la del agua pura a la misma temperatura) en el chocolate está alrededor de
0,3 y el pH de 5,5. Para la industria chocolatera estas son características de
suma importancia pues gracias a ellas y a la alta proporción de grasas y
azucares contenidas en el chocolate el ambiente para el crecimiento de
bacterias y hongos es hostil.
El chocolate es un alimento muy delicado, susceptible a la temperatura, la
humedad, la luz, el aire, el tiempo, los olores y sabores externos, por esto
se debe tener mucho cuidado con la zona en la que se procesa y el
recipiente en el cual el chocolate se deposita para el posterior dosificado. La
humedad relativa a la que se debe mantener el chocolate oscila entre 60%
y 70%.
La temperatura de conservación y de procesamiento del chocolate son
variables de suma importancia pues descuidar una de ellas puede llevar a
la disminución de la calidad del producto terminado. Si la temperatura a la
que se encuentra el chocolate es muy alta este puede llegar a perder su
brillo y si se mantiene en constantes cambios de temperatura se puede
llegar a generar una capa de grasa en el mismo.
Los productos más comunes son los bombones de chocolate y las barras
de chocolate (chocolatina). Los bombones son porciones pequeñas
(apropiadas para ser ingeridas en un solo bocado) de una mezcla sólida de
chocolate (negro, blanco o con leche) o de una cubierta de chocolate
18
(negro, blanco o con leche) rellena de distintos elementos. Constituyen, al
lado del chocolate en tableta y en polvo, la forma más importante y
extendida de presentar comercialmente el chocolate. Su producción está
supremamente cuidada prácticamente por la totalidad de las empresas
chocolateras.
Las barras de chocolate presentan formas geométricas, generalmente se
pueden observar rectángulos y cuadrados. Estas tienen grabados y pueden
contener diferentes ingredientes como almendras, maní y arroz inflado
(crispi).
Además se pueden encontrar otra gran variedad de productos en diferentes
tamaños, dependiendo del molde utilizado para su fabricación, este es el
caso de figuras con forma de animales.
3.1.2. Análisis de funciones del producto existente en el mercado
FUNCIONES PRÁCTICAS
Funciones técnicas: Las máquinas dosificadoras de chocolate
tienen principios mecánicos en el
movimiento de bandas transportadoras.
Principios de instrumentación y control
para la detección de movimiento que
permiten iniciar y detener la dosificación
del chocolate y para controlar la
temperatura a la cual se mantiene el
chocolate.
Funciones de uso: Las dosificadoras de chocolate son
adecuadas para la producción de
bombones de chocolate en gran variedad
de formas, chocolates en barra,
recubrimiento de galletas y brownies y
19
otros productos relacionados con el
chocolate. El proceso de dosificación
suele ser realizado de forma semi
automática o automática.
Las máquinas dosificadoras tienen como
función el mejoramiento del proceso de
elaboración de productos de chocolate,
estas cuentan con diseños robustos que
permita cumplir su función de manera
adecuada.
En su mayoría las dosificadoras están
hechas de materiales adecuados para el
manejo de un producto alimenticio
(chocolate).
FUNCIONES SEMIÓTICAS
Aspectos simbólicos, psicológicos
y sensoriales:
Las dosificadoras cuentan con un diseño
que permite identificar su funcionalidad
(en la industria alimentaria), lo que facilita
el manejo por parte del operario. Estas
maquinas tienen un aspecto robusto, que
indica su resistencia.
FUNCIONES ECONÓMICAS
Mercado: Las máquinas dosificadoras de chocolate
están dirigidas a las empresas dedicadas
a los productos de chocolate que cuenten
con los recursos necesarios para su
adquisición, dependiendo del tipo de
20
tecnología que se requiera.
FUNCIONES ECOLÓGICAS
Consumo de energía: Existe una gran variedad de maquinas
dosificadoras que manejan diferentes
fuentes de energía. Una de estas se basa
en el uso de servomecanismos, los
cuales permiten ahorrar energía y por lo
tano proteger al medio ambiente.
FUNCIONES POLÍTICO SOCIAL
Fines y objetivos: Las dosificadoras tienen como objetivo
aumentar la eficiencia de los procesos de
producción de las diferentes empresas
fabricantes de productos de chocolate.
Grupo social: Las máquinas dosificadoras de chocolate
que existen en el mercado están dirigidas
a las empresas dedicadas a la fabricación
de productos de chocolate que tengan la
capacidad económica de adquirirlas y se
encuentren en diferentes partes del
mundo, pues el acceso a ellas no tiene
ningún tipo de restricción (exceptuando la
económica).
Nivel socio económico: Las dosificadoras de chocolate están
dirigidas a las empresas que cuenten con
el capital suficiente para adquirirlas.
Dicha adquisición está ligada
estrechamente al tipo de proceso
productivo que se maneje en cada
21
empresa.
Cuadro 2. Análisis de funciones del producto existente en el mercado
3.1.3. Análisis de funciones del producto a desarrollar
FUNCIONES PRÁCTICAS
Funciones técnicas: Las dosificadoras de chocolate contarán
con principios mecánicos en el
movimiento de bandas transportadoras
pero además de estos se tendrán
dispositivos de control que permitirán
accionar o detener las mismas. También
se utilizarán principios de instrumentación
y control para la detección de movimiento
de los moldes o alimentos que permiten
iniciar y detener la dosificación del
chocolate, adicional a estos se contará
con un sistema que permite regular la
cantidad de chocolate que es depositada
en los productos a procesar.
Para facilitar la distribución del chocolate
en los productos procesados se hará uso
de un sistema vibratorio que garantice la
correcta disposición del chocolate
derretido en la superficie de galletas o
alfajores o en los moldes.
La Interface incorporada a la máquina se
encarga de supervisar todos los
movimientos y todas las funciones, como
el avance de los moldes o el
posicionamiento para el llenado y salida
22
de los mismos.
Funciones de uso: La dosificadora de chocolate MC-2704 es
adecuada para la producción de
bombones de chocolate en gran variedad
de formas, chocolates en barra,
recubrimiento de galletas y alfajores otros
productos relacionados con el chocolate
que puedan ser elaborados con el uso de
moldes, de forma automática y con una
gran rapidez y comodidad.
La máquina dosificadora permitirá
mejorar el proceso de elaboración de
productos de chocolate. La maquina
tendrá un diseño ergonómico que permita
cumplir su función de manera adecuada.
La maquina permitirá la reducción de
desperdicio de material, reducción en el
tiempo de producción, facilitando las
funciones que realiza la persona
encargado de elaborar los productos de
chocolate.
Todas las partes de la maquina que
están en contacto con el chocolate
tendrán materiales aptos para uso
alimentario.
Por otra parte el modelo de la
dosificadora MC-2704 estará dotado de
un sistema de ruedas que permitan
facilitar el transporte.
23
La dosificadora de chocolate contará con
un diseño que permita un fácil
mantenimiento y acceso practico a sus
partes.
FUNCIONES SEMIÓTICAS
Aspectos simbólicos, psicológicos
y sensoriales:
La máquina se diseñará de tal forma que
el operario vea en ella una maquina
segura, limpia y practica y que además su
funcionalidad sea claramente identificable
por aquellos que estén inmersos en el
sector chocolatero. Además, tendrá un
aspecto robusto, resistencia y de
durabilidad. Asimismo estará hecha de
materiales livianos en acero inoxidable.
La maquina contará con una gama de
colores claros, opacos. Todas las partes
de la maquina que están en contacto con
el chocolate tendrán materiales aptos
para uso alimentario.
El sector alimenticio es en el que más
requisitos hay que cumplir en materia de
calidad, impacto ambiental, imagen,
salubridad, etc., por lo tanto la maquina
debe tener un aspecto y condiciones que
cumplan con estos requisitos.
FUNCIONES ECONÓMICAS
Mercado: La máquina dosificadora de chocolate
MC-2704, según la segmentación
realizada, estará dirigida a las empresas
24
que cuenten con las características
especificadas en el mercado meta (véase
sección 2.3). Incluyendo el mercado
creciente del chocolate gourmet.
FUNCIONES ECOLÓGICAS
Consumo de energía: Los desechos que la máquina generará
no serán más que los desperdicios de
chocolate los cuales no generan ningún
tipo de perjuicio al medio ambiente.
La maquina estará hecha en materiales
mayormente reciclables y reutilizables
como el acero inoxidable y el vidrio.
Consumo de energía: Se procurará que la energía eléctrica
consumida por la máquina diseñada sea
considerablemente baja y acorde a la
inversión.
FUNCIONES POLÍTICO SOCIAL
Fines y objetivos: El fin y objetivo de la maquina es
aumentar la eficiencia y máximo
aprovechamiento de los recursos para
disminuir los altos costos de producción
que se presentan actualmente.
Grupo social: La máquina dosificadora de chocolate
estará dirigida a las pequeñas empresas
caracterizadas en el mercado meta
(véase sección 2.3) de Colombia
dedicadas a la fabricación de productos
25
de chocolate
Nivel socio económico: La dosificadora de chocolate MC-2704
está dirigida a las pequeñas y medianas
empresas que cuenten con el capital
suficiente para la adquirirla. No está
dirigida a las grandes empresas de
chocolate como Colombina y La Nacional
de chocolates ya que ellas cuentan con
líneas de producción mucho más
elaboradas y de gran automatización.
Tampoco está dirigida a las
microempresas ya que estas no cuentan
con el capital suficiente para la compra de
la maquina.
Cuadro 3. Análisis de funciones del producto a desarrollar
3.2. TECNOLOGIA DE PROCESOS
Para llevar a cabo la preparación de productos de chocolate se hace uso de
diferentes métodos, estos varían según el tamaño de la empresa y en
consecuencia las herramientas utilizadas. Es así como los productos de chocolate
pueden ser hechos de forma artesanal o mediante el uso de maquinaria, bien sea
mecánica o automatizada.
Según su temperatura, el chocolate se encuentra en forma líquida o sólida. Se
aprovecha esta propiedad para moldearlo. Se echa el chocolate líquido pre-
cristalizado en un molde y se deja enfriar. La masa se solidifica y conserva la
forma del molde. Esto es el principio del proceso de moldeo. La tabla siguiente
facilita un resumen general de las diferentes técnicas existentes:
26
Artículos Tipos de instalaciones
Tabletas y barras macizas con capacidad
de mantener inserciones
Moldeadoras de chocolate
Tablas, barras y bombones rellenos Moldeadoras de coquillas
Bolitas, gotas, copos… Moldeadoras por cilindros.
Centrifugadoras de cuerpos huecos
Las tabletas y las barras macizas se fabrican con moldeadoras de chocolate. El
chocolate templado, al que se han podido añadir avellanas, pasas, u otros
ingredientes, es dosificado en moldes y sometido a vibraciones. Las mismas
permiten a la masa el repartirse uniformemente en el molde y eliminar así las
burbujas de aire. Después del enfriamiento, los productos se desmoldan y
transportan hasta las instalaciones de empaquetado.
Fig.1. Proceso de fabricacion de chocolate
3.2.1. Fabricación de chocolate artesanal
La fabricación de productos de chocolate en ciertas empresas aún se realiza de
forma artesanal, conservando recetas tradicionales e incorporando ciertas
herramientas como moldes. A continuación se describe una receta utilizada para
hacer productos de chocolate:
Ingredientes
1 kilo de cobertura de chocolate moldes de plástico para chocolates
Cajas de madera, cartón corrugado, plásticas, etc.
27
Preparación
Derretir el chocolate a baño maría, hasta que esté completamente disuelto. Luego
verter en los moldes (diferentes diseños), llevarlos al refrigerador por
aproximadamente 3 ó 4 minutos, para ver si están listos se puede sacar un molde
del refrigerador y comprobar que al hacer presión sobre el molde, este
automáticamente soltara los chocolates. De lo contrario se vuelven a meter los
moldes en el refrigerador, es necesario estar atento para no exceder demasiado el
tiempo porque los chocolates pierden su brillo.
Cuando estén listos envásalos en las cajitas o bien en forma unitaria, según tu
gusto.
3.2.2. Fabricación de chocolate industrial
La fabricación de productos de chocolate a nivel industrial puede ser llevada a
cabo de diferentes formas: un operario cuenta con los moldes necesarios y se
encarga de llenarlos de forma manual pero mediante el uso de ciertas
herramientas, un operario se vale de una máquina para realizar el proceso de
llenado de moldes y una maquina realiza el proceso de llenado y acomodo del
chocolate en los moldes o sobre los bombones sin ayuda de un operario.
En el primer caso el operario tiene a su disposición un equipo con cierta cantidad
de chocolate derretido y que se mantiene a determinada temperatura, además el
operario tiene diferentes moldes que llena valiéndose de “paletas” con las que
retira el chocolate del recipiente y lo aplica y distribuye de manera uniforme en los
moldes que posteriormente son reservados hasta que los chocolates están listos.
El chocolate sobrante en el proceso de rellenado de los moldes es vertido en el
recipiente que contiene el chocolate, por parte del operario, para su posterior uso.
En el segundo caso el operario está encargado de abastecer y retirar cada uno de
los moldes de la máquina para que esta realice el proceso de dosificación de
chocolate (que se calienta constantemente en la maquina y que además es
reabastecido en caso de generarse desperdicio) de forma automática, después de
28
que la maquina ha terminado su función el operario procede a retirar los moldes y
distribuir uniformemente el chocolate sobre los mismos. Este proceso se repite
hasta que se haya terminado la línea de productos deseados. En caso de que los
productos que se estén fabricando sean bombones, estos son dispuestos en la
maquina por el operario y son retirados hasta que el producto se ha secado.
En el último caso se cuenta con una maquina similar a la mencionada en el caso
anterior, pero en este tipo de procesos no es necesario que un operario ubique los
moldes adecuadamente en la maquina y tampoco que los retire y distribuya el
chocolate en los moldes.la maquina cuenta con un mecanismo que transporta los
moldes y los ubica en la posición correcta para que se realice la dosificación.
Además de este mecanismo la maquina tiene un sistema vibratorio que permite
distribuir uniformemente el chocolate en los moldes a medida que estos son
llenados y transportados, en caso de que los productos a elaborar sean bombones
de chocolate o se desee recubrir algún tipo de alimento el procedimiento es el
mismo y además se cuenta con un sistema de reabastecimiento del chocolate que
se desprende de los bombones.
Cabe resaltar que en cada uno de los casos que se mencionan en la producción a
nivel industrial se tiene especial cuidado con el manejo de la higiene por parte de
los operarios y la temperatura tanto del chocolate como de los alimentos y moldes
sobre los que este es depositado.
Al hacer un constante manejo de la higiene se puede evitar la transmisión
de la Salmonella por medio del chocolate, como se mencionaba
anteriormente el chocolate cuenta con ciertas características que lo hacen
un alimento poco amable con los hongos o microorganismos, la Salmonella
no es una excepción, pero en este caso este organismo no muere y por lo
contrario espera a estar en un ambiente propicio (el estomago humano)
para reproducirse.
Una de las características de vital importancia en la calidad de los
productos de chocolate es el brillo de los mismos y para conseguirlo se
29
hace necesario un control constante de su temperatura a través del proceso
de producción. La temperatura ideal a la que se debe mantener el chocolate
es 40° C, además de esto, los moldes y los alimentos sobre los que se
desee verter el chocolate deben estar a la misma temperatura que este se
encuentra. Si la temperatura de los moldes y rellenos varía demasiado en
referencia a la del chocolate, la cristalización de la manteca de cacao se
verá afectada y en consecuencia el brillo y la resistencia del producto
terminado.
3.3. TECNOLOGIA DE EQUIPOS
En la actualidad se encuentra una amplia variedad de maquinas en el mercado
que son utilizadas en la dosificación en procesos de fabricación de diferentes tipos
de alimentos. Entre dichas maquinas se encuentran:
3.3.1. Dosificadora automática de magdalenas (DA-40, DA-60)
Características técnicas:
Para bandejas de ancho de 40 a 60 cm .
Capacidad de dosificación por boquilla: desde 5 hasta 65 cc
Producción: DA 40- 200 bandejas/hora; DA 60- 280 bandejas/hora
Capacidad de depósito: 60 l .
Peso: 200 Kg
Medidas (ancho x fondo x alto): DA 40: 200 x 80 x 155 cm
DA 60: 200 x 100 x 155 cm .
2 motores de 1/8 y 1/2 C.V .
Consumo electirco: 1 KW
Hay elementos en la maquina que se pueden modificar según la necesidad del
cliente.
30
Fig.2. Dosificadora automática de magdalenas
3.3.2. Dosificadora automática de líquidos y Cremas IT-LG inox
Máquina con soporte para dosificar toda clase de líquidos fluidos y viscosos,
cremas, salsas y todo tipo de alimento triturado ó de otro tipo de puré
alimentario, farmacéutico, etc.
Se puede ajustar el volumen de la dosificación y puede trabajar con
accionamiento manual ó automático, pudiendo regular el ritmo ó frecuencia del
dosificado.
Está realizada en acero inoxidable y dispone de una tolva de 15 litros para
recibir el producto ó mediante absorción de un recipiente.
31
Fig.3. Dosificadora automática de líquidos y Cremas IT-LG inox
3.3.3. Dosificadora de Líquidos y Cremas IT-GZ
Máquina para dosificar toda clase de líquidos fluidos y viscosos tales como:
agua, vino, aceite, vinagre, bebidas, zumos, etc. También puede dosificar
productos viscosos y densos como: gel, champú, cremas, salsas, patés, etc.
Puede acoplarse a un sistema de envasado flexible en línea, circular, etc. para
conformar un sistema automático de envasado de producto sobre todo tipo de
recipientes.
Fig.4. Dosificadora de Líquidos y Cremas IT-GZ
32
3.3.4. Máquina de fabricar alfajores
Fig.5. Máquina de fabricar alfajores
Precio: $12.129.600
Producción: 1000 alfajores x hora
Capacidad de la tolva: 25 kg. Construida en acero inoxidable
Bastidor en chapa estampada de 2,5mm de acero perfilada y caños
estructurales.
Construcción de mecanismo de dosificado en acero inoxidable, grilon y
bronce.
Motor: 220v
Reductor de velocidad relación 60:1.
Tablero de comando eléctrico
Dosificación mediante bomba de pistón, gramaje de 5 a 30grs. Regulable
mecánicamente.
Los tubos alimentadores tienen registro en altura y el ancho de la galletita y
se pueden desmontar.
Los movimientos son mecánicos sobre rodamientos
Velocidad de maquina fija
33
3.3.5. Dosificadora de chocolate
La dosificadora de chocolate fabricada a medida para el cliente cumple la
función a través de una bomba de inyectar chocolate a presión en los picos
dosificadores los cuales a través de una regulación dosifican sobre la cinta
transportadora la cual ingresa al túnel de frió. Fue construido el equipo en
acero inoxidable calidad 304 pulido sanitario. El equipo tiene una tolva por
donde se ingresa la materia, luego la bomba genera la presión que es regulada
manualmente a través de un variador de velocidad que se encuentra montado
en el tablero de comando; la materia ingresa al dosificador que cuenta con 19
picos regulables, el excedente de materia ingresa a un reciclo para luego pasar
nuevamente por la bomba dosificadora. .
Este equipo trabaja en forma automática y no necesita de personal
especializado.
Fig.6. Dosificadora de chocolate Fig.7. Dosificadora de chocolate
34
Fig.8. Dosificadora de chocolate Fig.9. Dosificadora de chocolate
3.3.6. Dosificadora pastelera: existen tecnologías muy variadas de dosificadoras
de chocolate en este caso la dosificadora tiene un diseño muy específico ya
que se dedica exclusivamente a los pasteles.
Fig.10. Dosificadora pastelera
35
3.3.7. Dosificadora de chocolate
Fig.11. Dosificadora de chocolate
o Construcción de cuerpo dosificador en fundición gris perlítica o en bronce
especial de uso sanitario.
o Calefaccionado.
o Rotores y válvulas en acero S/M o acero inoxidable.
o Rotores motorizados. (Servomotores de 1 HP Marca SEW controlados por
PLC Marca Allen Bradley)
o Válvulas accionadas por cilindros neumáticos controladas por PLC.
4. o Batea calefaccionada por circuito de agua caliente en acero inoxidable con
removedor de chocolate.
o Placas dosificadoras de punto en aluminio.
o Placa dosificadora de lengua en bronce especial uso sanitario.
o Control digital de temperatura.
o Planilla programable para opciones de gramaje, velocidad de colado,
rechupe (anti-goteo) etc.
36
3.3.8. Conclusiones de la tecnología de equipos
Las maquinas dosificadoras que existen en el mercado presentan diferentes
variaciones que están relacionadas con el tipo de tecnología que se utiliza para
llevar a cabo la función deseada. Existen dosificadoras que manejan altos niveles
de automatización que permiten procesos más eficientes pero que implican una
gran inversión para aquellas empresas que deseen adquirirlas. Además de estas
existen otras dosificadoras que no son muy automatizadas y por tal razón no
cumplen con todas las funciones que se esperaría y algunas de las tareas que si
desarrolla implican desperdicio de material, de tiempo o utilización de mano de
obra innecesaria.
Las diferentes dosificadoras existentes en el mercado hacen uso de principios
mecánicos como la gravedad, utilizando tolvas que por su ubicación facilitan la
dosificación del chocolate, esto se hace con el fin de evitar el uso de otros
elementos para llevar a cabo dicha función, pues estos implicarían una mayor
complejidad en el diseño y un aumento en el costo de la dosificadora.
La tecnología alrededor de las industrias chocolateras es muy variada, pero esta
variedad no implica que sea asequible para las mismas. En el mercado existen
tecnologías fabricadas en diferentes países, lo que implica un costo adicional de
envío y de pago de impuestos para aquellas empresas que estén interesadas en
adquirir ese tipo de producto y aquellas opciones que suelen ser viables
económicamente hablando, presentan deficiencias en su funcionamiento
(refiriéndose al manejo de los moldes, alimentos o del chocolate).
A pesar de que las diferentes dosificadoras presentes en el mercado no sean una
opción válida para una gran cantidad de empresas en nuestro país, si representan
una gran ayuda en la visualización de las tecnologías utilizadas para llevar a cabo
su funcionamiento y además muestran la constante tendencia que existe en la
industria, no solo alimenticia, de obtener procesos más eficientes haciendo uso de
herramientas de control o instrumentación.
37
Los diferentes tipos de tecnología son una pauta muy clara para poder seguir un
camino no necesariamente de transversal sino una posible guía para saber el
estado del arte actual, con el cual posteriormente se generen ideas que puedan
dar una verdadera solución técnica y tecnológica, competentes y a la vanguardia.
3.4. TECNOLOGIA DE MERCADO
Las empresas fabricantes de dosificadoras de chocolate y diferentes tipos de
productos utilizan el internet como herramienta para darlas a conocer en
Colombia y en todos aquellos países que tienen acceso a este medio. Este es un
medio de fácil acceso en diferentes partes del mundo y las organizaciones no
desperdician tal oportunidad para poder darse a conocer y llegar a la mayor
cantidad de clientes posibles.
En internet es posible encontrar las especificaciones técnicas y en ocasiones se
explica el funcionamiento y el tipo de mecanismos que se utilizan en las
dosificadoras, gracias a esto se conocen las compatibilidades con el tipo de
proceso que se maneja en las diferentes empresas y en consecuencia se tienen
mayores posibilidades de elegir una maquina adecuada. Después de que la
persona ha elegido la opción que considera más idónea puede contactarse
directamente con los distribuidores haciendo uso de correos electrónicos y
teléfonos que se presentan en las diferentes páginas.
Además de esto hay ciertos fabricantes que se valen de revistas industriales para
dar a conocer sus productos y de esta forma llegar al mercado que se han
planteado satisfacer y porque no a clientes esporádicos.
38
4. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Un colombiano consume alrededor de 450g de chocolate al año y se espera que
gracias a la introducción de nuevos productos al mercado por parte de diferentes
empresas dicho consumo se incremente. Para que las empresas fabricantes de
productos de chocolate puedan mantener e incluso ampliar su mercado, estas
deben diversificar e innovar sus productos y además conservar altos estándares
de calidad de los mismos.
En la actualidad el constante cambio de la industria, no solo alimenticia, obliga a
las empresas a aumentar sus niveles de producción, la calidad de sus productos y
la eficiencia en el proceso de obtención de los mismos. Para poder llevar a cabo
procesos de producción eficientes que garanticen la calidad del producto y
beneficios económicos las empresas fabricantes de productos de chocolate se
valen del método que consideran más viable.
Dentro del proceso de fabricación de productos de chocolate el dosificado es una
parte esencial, es por esto que las empresas buscan mejorarlo o mantener un
método eficiente para llevarlo a cabo. Para llevar a cabo dicho procedimiento las
empresas se pueden valer de maquinas que existen en el mercado como las
dosificadoras, pues estas representan una herramienta muy útil. A pesar de que
las dosificadoras se encuentran diseñadas para llevar a cabo su función
eficazmente, algunas de ellas presentan fallas en la dosificación del chocolate,
manejo de desperdicios, mala disposición de los moldes bajo los inyectores e
incluso que en ocasiones se hace necesaria la presencia de un operario para la
ubicación de los mismos.
La disposición de los moldes o de los alimentos que se deseen procesar suele
hacerse de forma manual, lo que implica una gran pérdida de tiempo y esfuerzo
por parte del operario es por esto que se hace necesario un sistema eficiente que
trasporte los moldes y alimentos hacia los inyectores.
39
Para obtener productos de chocolate de alta calidad es necesario que durante el
proceso de fabricación el chocolate se encuentre a una temperatura adecuada,
este no se debe derretir directamente en la fuente de calor puesto que se alteran
las propiedades del mismo. Es necesario un método indirecto que permita
mantener a una temperatura constante el chocolate hasta que este se inyecta en
los moldes o es aplicado sobre algún alimento.
No se debe pasar por alto el manejo adecuado del chocolate derretido para no
desperdiciar materia prima, es por esto que se debe controlar la cantidad que es
inyectada en moldes o aplicada en diferentes alimentos, garantizando un producto
homogéneo y un desperdicio mínimo. Adicional al control de la cantidad de
chocolate inyectado se debe monitorear y controlar la ubicación de los moldes o
de los diferentes alimentos, de esta forma se evitan desperdicios y en el caso de
los moldes se garantizaque estos se llenen correctamente.
Una vez se ha dosificado el chocolate este no se distribuye inmediatamente en
toda el área a cubrir, por esto es necesario encontrar un método que facilite la
distribución del chocolate.
ESTADO A ESTADO B
Chocolate derretido SISTEMA Chocolate en moldes, sobre galletas o
kjfkjsdhfksdjhfksdjhfksjdnvksjdfvnskdjvnsdjvsndkjvbsdkjvbskdjvnsldjfnsjk sobre alfajores
Fig.12. Diagrama del estado A y el estado B del sistema
40
4.1. Variables de entrada: chocolate derretido
Teniendo en cuenta que es el chocolate derretido el que entra en el proceso se
definen las siguientes variables de entrada con sus respectivas limitaciones:
Variables de entrada
Chocolate
Volumen de chocolate
Temperatura
Limitaciones de entrada
<=30 cm3 40ºC<=Tº<=50ºC
Moldes
Tamaño
Temperatura
Largo: 40cm-60cmAncho: 40cm-50cm30ºC<=Tº<=40ºC
Numero de superficies convexas en el molde
24 (6 por fila 4 por columna)
Alimentos
Tipo de alimento Galletas y alfajores redondas
Tamaño Temperatura
Galletas: diámetro 3cm-4cm30ºC<=Tº<=40ºC
Como se mencionó en un punto anterior es importante que la temperatura del
molde o del alimento sobre el que se aplicará el chocolate sean similares, para de
esta forma evitar mala cristalización de este y ocasionar perdidas de brillo y mayor
sensibilidad al calor del producto terminado.
41
4.2. Variables de salida: chocolate en moldes, sobre galletas o sobre alfajores.
Al terminar el proceso de dosificado se debe obtener un producto uniforme en
cantidad adecuada.
Variables de salida
Numero de superficies convexas
llenas por molde
Numero de galletas recubiertas
Cantidad de chocolate en los
moldes, galletas o alfajores
Brillo del producto de chocolate de
molde o en las galletas
Cantidad de burbujas en el
producto terminado
Limitaciones de la salida
24
6
30 cm3
0
Variables de solución
Método de desplazamiento de los moldes o las galletas
Método de posicionamiento de los moldes bajo los dosificadores
Método de control de nivel de chocolate en la tolva
Fuente de energía Método de dosificación del
chocolate Materiales de fabricación Método de eliminación de
burbujas
Limitación de la solución
Tasa de desperdicio: <2%
42
Método de calentamiento de los moldes o los alimentos
4.3. Restricciones
Fuente de alimentación debe ser de 120v AC
Los materiales en los que se fabrique la dosificadora deben ser
apropiados para el manejo de alimentos y también resistentes a los
componentes que podrían llegar a oxidarla.
La maquina debe poder dosificar correctamente el chocolate con el
menor desperdicio posible.
La maquina debe ser a prueba de errores en su manejo
4.4. Criterios
Facilidad de manejo
Costo de fabricación e implementación
Efectividad en su funcionamiento (manejo de moldes, dosificado de
chocolate y manejo del descenso del chocolate a los inyectores)
Fácil acople a los procesos de producción existentes
Mayor sincronización entre los moldes y la inyección de chocolate.
43
Facilidad de mantenimiento y reparación
Seguridad para el operario
Control robusto y rápida corrección de perturbaciones
Interfaz de control adecuada de fácil lectura, manejo y buena
confiabilidad.
Ahorro de energía.
4.5. USOS
Al ser una maquina de uso industrial, la dosificadora de chocolate
debe tener una vida útil de 20 años.
5. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
La parte más conflictiva del proyecto, desde el punto de vista de la automatización,
es el módulo de dosificado. Éste contempla el uso de 3 elementos principales que
44
tienen diseños mecánicos diferentes y deben estar perfectamente sincronizados
con precisión para su correcta dosificación. Los 3 elementos son:
- Manejo de moldes .
- Tolva móvil .
- Dosificadores
El método de manejo de moldes es el sistema que permite desplazar a éstos a
lo largo de las distintas estaciones de la máquina, incluyendo la colocación de los
mismos en la fase de depositado donde se dosificará el chocolate. Esta etapa se
puede llevar a cabo de diferentes formas: manualmente, mediante un método
semiautomático, automático o uno mecánico.
Modo manual: requiere de un operario que suministre (coloque) los moldes en el
sitio de dosificación. Este método presenta muchas inconveniencias entre las
cuales encontramos:
La monotonía y agotamiento del operario.
La falta de precisión en la ubicación de los moldes, lo que no permite el
sincronismo entre las boquillas dosificadoras y los moldes. Razón por la
cual habría un mayor desperdicio de materia prima.
Lentitud en el proceso de dosificación lo que disminuye el volumen de
producción.
Modo mecánico: costa de una banda trasportadora generalmente con eslabones
de cadena que gira infinitamente ayudada por un servomotor (con el fin de ahorrar
potencia).
Modo automático: Mediante el uso de una banda trasportadora automática
graduable para diferentes tamaños de molde. La banda transportadora está
controlada por ejemplo con un Lexium05 [2] y un servomotor BSH. Cuenta con
45
sensores de proximidad para determinar cuándo se debe realizar la detención de
la banda para el descenso de las boquillas (en el caso de que sean dinámicas). De
esta manera se garantiza el total sincronismo entre las boquillas y los moldes.
Modo semiautomático: Cuenta con muchos elementos del modo automático pero
no cuenta con un sistema de graduación de la banda para los diferentes tamaños
de molde, lo que puede ocasionar márgenes de error en el sincronismo entre
molde y boquilla dosificadora. Y el nivel de automatización no se encuentra al
100%.
La tolva es donde se almacena el material a dosificar en este caso chocolate,
este elemento también debe mantenerse en sincronismo con el molde que circula
por la línea mientras dura el dosificado. Su movimiento, controlado por otro
Lexium05, corresponde a un mecanismo biela-manivela (mecanismo que
transforma un movimiento circular en un movimiento de traslación, o viceversa) y
debe ir perfectamente sincronizado con la línea ya que el material a dosificar debe
estar siempre en movimiento.
Otro aspecto importante a controlar en la tolva es el nivel de chocolate, para
garantizar que haya un suministro continuo de materia prima a los inyectores y a
los moldes en la cantidad requerida. Este control de nivel se puede hacer
mediante diferentes lazos de control y con poca instrumentación para no
incrementar el precio de la dosificadora. O bien como el descenso de nivel no se
presenta de forma abrupta se puede realizar un control manual.
Los dosificadores son los encargados de expulsar (inyectar) el chocolate ya sea
en los moldes o como cubrimiento de productos comestibles. El numero de
boquillas de dosificación es un factor determinante del volumen de producción de
la maquina, entre mas boquillas de un tamaño adecuado se tengan se puede tener
un mayor volumen de producción.
Los dosificadores pueden ser estáticos o dinámicos con movimientos lineales.
Deben contar con un sistema que permita expulsar la cantidad de chocolate
46
deseada en el tiempo deseado con la suficiente precisión para dar forma una
forma adecuada a los productos. El proceso de dosificación debe tener lugar
únicamente mientras exista sincronismo entre los inyectores y los moldes
(básicamente con la banda transportadora)
Debido al mercado meta de nuestra dosificadora se busca que esta pueda
funcionar en al menos dos modos diferentes de trabajo, si los dosificadores
pueden funcionar en más de un modo se consideran dosificadores
multifuncionales, si este es el caso los dosificadores deben poder operar en forma
sincronizada e individual. Los modos mínimos de funcionamiento que se desea
para nuestro producto son:
Modo básico: la tolva, los dosificadores y la ubicación de los moldes se
encuentran sincronizados y todos los dosificadores expulsan el producto a
la vez. Tan solo es necesario ajustar bien la cantidad y el momento, es
decir, adaptar mediante software las rampas y la velocidad máxima para
dosificar el suministro deseado.
En el modo lengua, diseñado generalmente para dosificar productos con
inclusiones sólidas de gran tamaño (por ejemplo, frutos secos), el carro no
avanza en sincronismo con el molde de la línea. En esta situación, el
dispositivo puede estar parado o regresando para ganar cadencia.
Existe otro modo, el avanzado, este es similar al básico, pero cada dosificador
suministra un producto diferente (crema, chocolate u otros). Además, cada pistón
es disparado de forma independiente con tiempos diferentes con la finalidad de
hacer formas distintas en el producto acabado. Este modo lo tenemos en cuenta
como una alternativa de solución; sin embargo no tiene tanto peso como los dos
modos anteriores. Un sistema que permite cumplir los tres modos de operación
es uno que utilice cabezales dosificadores multifunción.
Entre las alternativas de solución también es importante tener en cuenta que
existen dosificadoras que cuenta con sistemas de vibración de los moldes y otras
que no cuentan con este él. Es importante la adición de un sistema de vibración
47
que agite los moldes una vez se ha inyectado el chocolate. Es necesario un
control para sincronizar también el sistema de vibración.
Finalmente es importante mencionar el ahorro energético que supone utilizar los
servoaccionamientos como los Lexium, ya que consiguen un factor de potencia
cercano a la unidad. Muchos otros mecanismos suponen un consumo de
energético elevado lo que no resulta viable para los usuarios de las dosificadoras.
[1] De cadena sin fin, Banda transportadora mecánica
http://www.youtube.com/watch?v=j4A3c53w2XE&feature=related
[2] Lexium05 es un servodriver que generalmente se usa en combinación con el
servomotor BSH. Para mayor información: http://www.global-download.schneider-
electric.com/852575770039EC5E/all/
7A2DCD10135D3C8E8825757C002C04C1/$File/cat%E1logo%20lexium
%2005_es.pdf
Mediante la utilización de la búsqueda sistémica tenemos:
48
Fig.13. Alternativas de solución 1
El método de manejo de moldes automático debido a que tiene varias alternativas
más se desarrolla a continuación de manera individual para mayor claridad.
49
Fig.14. Alternativas de solución 2
50
Fig.15. Alternativas de solución 3
El método de control de moldes se encarga de mantener el sincronismo entre los
inyectores (boquillas, dosificadores) y los moldes. Garantizando que estos se
encuentren en la posición adecuada y de esta manera que haya un desperdicio
mínimo de chocolate, así como la correcta dosificación del mismo.
Nota: cuando se habla de un escenario stand alone se dice que se trabaja con
dispositivos (sensores, transmisores, controladores y actuadores) que operan con
4-20mA
51
Fig.16. Alternativas de solución 4
Fig.17. Alternativas de solución 5
A parte de los métodos desarrollados anteriormente no podemos desestimar la
importancia de hacer un control del nivel de chocolate dentro de la tolva existen
dos formas:
Mediante un control automático (sensores, controladores, actuadores, etc.)
el cual es costoso y en este caso innecesario ya que la variable controlada
no sufre cambios bruscos a lo largo del tiempo por lo que la hace una
variable controlada fácil de monitorear y corregir.
Manualmente que para el caso de la dosificadora sería una solución óptima
y bastante económica. El operario se puede encargar sin mayor dificultad
52
de verificar el estado del nivel de chocolate dentro de la Tolva y así abrir la
válvula de paso de chocolate o cerrarla dependiendo del caso.
Finalmente se resaltan otros aspectos que debe cumplir la alternativa de solución
elegida y que son comunes a la gran mayoría de alternativas presentadas:
Debe contar con una interfaz de usuario que permite el ajuste de los
parámetros de control de los diferentes métodos desarrollados
anteriormente. También debe permitir la visualización de la información de
proceso y la activación de alarmas en casos críticos. Este sistema permite
el control general de toda la maquina
Debe obligatoriamente ser en acero inoxidable, en cumplimiento de las
normas de higiene y calidad de la industria de productos alimenticios.
Debe ser desarmable con el ánimo de facilitar, mantenimiento,
reparaciones, intercambio de piezas y limpieza.
53
6. EVALUACIÓN
Se deben comparar las alternativas con base en los funcionamientos
pronosticados. Para hacer una selección inteligente de entre las alternativas estas
se deben comparar en forma significativa con respecto a los criterios.
A continuación se realiza la evaluación de las posibles alternativas de solución
que se tiene en: método de manejo de moldes. Se definirá por medio de la técnica
“Puntuación de factores ponderados”.
La calificación va de 0-5 donde cero es la peor calificación y r es la calificación
más alta.
ALTERNATIVAS
CRITERIO PONDERACIO
N (%)
Manu
al
Mecánic
o
Semiautomáti
co
Automátic
o
Facilidad de
manejo
10 2.5 2.5 3 4
Costo de
fabricación e
implementaci
ón
8 5 4 3 2
Efectividad en
su
funcionamient
o
14 2 3 4 5
Fácil acople a
los procesos
de producción
existentes
5 4 4 3 3
Mayor
sincronizació
14 2 2 5 5
54
n entre los
moldes y la
inyección
Facilidad de
mantenimient
o y
reparación
10 3 4 4 3
Seguridad
para el
operario
8 4 3 4 5
Control
robusto y
rápida
corrección de
perturbacione
s
14 2 2.5 4 5
Interfaz de
control
adecuada de
fácil lectura,
manejo y
buena
confiabilidad
10 1 2.5 4 5
Ahorro de
energía
7 5 4 3 2
100% 2.76 2.99 3.84 4.15
Cuadro 4. Evaluación de alternativas de solución 1
La alternativa de solución escogida en este caso es método de manejo de moldes
automático. De esta manera ahora se evaluación dentro del método automático
cual es la mejor alternativa de solución como se muestra a continuación
55
ALTERNATIVAS
Servomotores y
servo-drives
Motores y drives
CRITERIO PONDERACION
(%)
Con
sistema
vibratorio
Sin
sistema
vibratorio
Con
sistema
vibratorio
Sin
sistema
vibratorio
Facilidad de
manejo
10 4 4 4 4
Costo de
fabricación e
implementació
n
8 2.5 3 3 3.5
Efectividad en
su
funcionamiento
14 4.5 3.5 4 3
Fácil acople a
los procesos
de producción
existentes
5 3 3 3.5 3.5
Mayor
sincronización
entre los
moldes y la
inyección
14 5 5 5 5
Facilidad de
mantenimiento
y reparación
10 3.5 4 4 4.5
Seguridad para
el operario
8 5 5 5 5
Control robusto 14 5 4.5 4.5 4
56
y rápida
corrección de
perturbaciones
Interfaz de
control
adecuada de
fácil lectura,
manejo y
buena
confiabilidad
10 5 5 5 5
Ahorro de
energía
7 3.5 4 2.5 3
100% 4.275 4.19 4.22 4.095
Cuadro 5. Evaluación de alternativas de solución 2
La mejor alternativa de solución es el método de manejo de moldes automático
con utilización de servomecanismos y con un sistema de vibración.
Ya que esta alternativa tiene tres tipos de operación mediante las cuales controla
la temperatura del chocolate es necesario evaluar cual sería la mejor opción. A
continuación se realiza la evaluación
ALTERNATIVAS
CRITERIO PONDERACI
ON
(%)
Con
control de
T° con
agua
Con
control de
T° con
vapor
Con control
de T° con
horno a gas
Facilidad de manejo 10 3 2 4
Costo de
fabricación e
implementación
8 4 2 3
57
Efectividad en su
funcionamiento
14 4 5 4
Fácil acople a los
procesos de
producción
existentes
5 5 3 4
Mayor
sincronización entre
los moldes y la
inyección
14 5 5 5
Facilidad de
mantenimiento y
reparación
10 4 2 4
Seguridad para el
operario
8 3 3 4
Control robusto y
rápida corrección
de perturbaciones
14 5 5 5
Interfaz de control
adecuada de fácil
lectura, manejo y
buena confiabilidad
10 5 5 5
Ahorro de energía 7 4 2 2
100% 4.25 3.69 4.16
Cuadro 6. Evaluación de alternativas de solución 3
De la anterior evaluación se determino que la mejor alternativa de solución es el
método de manejo de moldes automático con utilización de servomecanismos, con
un sistema de vibración y un control de temperatura del chocolate mediante el uso
de agua.
58
A continuación realizamos la evaluación para determinar cuál es la mejor
alternativa de solución para el método de inyección de chocolate
ALTERNATIVAS
CRITERIO PONDERACION
(%)
Manual Inyectores
Facilidad de manejo 10 3.5 4
Costo de fabricación e
implementación
8 5 3
Efectividad en su funcionamiento 14 3 5
Fácil acople a los procesos de
producción existentes
5 4 3.5
Mayor sincronización entre los
moldes y la inyección
14 2 5
Facilidad de mantenimiento y
reparación
10 4 3
Seguridad para el operario 8 2 5
Control robusto y rápida corrección
de perturbaciones
14 3 4
Interfaz de control adecuada de
fácil lectura, manejo y buena
confiabilidad
10 3 4
Ahorro de energía 7 5 3
100% 3.28 4.085
Cuadro 7. Evaluación de alternativas de solución 4
La mejor alternativa de solución en este caso es el método de inyección de
chocolate mediante inyectores. Ya que estos tienen diferente modos de operación
a continuación se evalúa para saber qué modo de operación representa una mejor
solución.
Los dosificadores pueden ser automáticos o semiautomáticos y funcionan en
modo multifuncional (M) o unifuncional (U) a continuación se realiza la evaluación:
59
ALTERNATIVAS
CRITERIO PONDERACION Automáticos Semiautomáticos
M U M U
Facilidad de manejo 10 3 4 4 4.5
Costo de fabricación e
implementación
8 2 3 3.5 4
Efectividad en su
funcionamiento
14 5 4.5 4.5 4
Fácil acople a los procesos
de producción existentes
5 3 4 3 4
Mayor sincronización entre
los moldes y la inyección
14 4 5 3.5 4.5
Facilidad de mantenimiento
y reparación
10 3 4 3 4
Seguridad para el operario 8 5 5 5 5
Control robusto y rápida
corrección de
perturbaciones
14 4.5 5 3 3
Interfaz de control
adecuada de fácil lectura,
manejo y buena
confiabilidad
10 5 5 4.5 4.5
Ahorro de energía 7 2 3 3.5 4
100% 3.84 4.38 3.765 4.11
Cuadro 8. Evaluación de alternativas de solución 5
De la anterior evaluación se tiene que el mejor método de inyección de chocolate
es a través de inyectores automáticos unifuncionales.
Debido a que existen dos tipos de inyectores que aplican a las soluciones
anteriores que son los inyectores dinámicos y los estáticos; en este caso para
60
lograr una mayor sincronización entre los moldes y los inyectores se considera
mejor una alternativa de solución de inyectores dinámicos que presenten un
movimiento lineal.
A continuación realizamos la evaluación para el método de control de moldes:
ALTERNATIVAS
CRITERIO PONDERACI
ON
Manua
l
Semiautomáti
co
Automáti
co
Facilidad de manejo 10 3 4 5
Costo de fabricación e
implementación
8 5 3 2
Efectividad en su
funcionamiento
14 3.5 4 5
Fácil acople a los procesos
de producción existentes
5 5 4 4
Mayor sincronización entre
los moldes y la inyección
14 3 5 5
Facilidad de mantenimiento
y reparación
10 4 3 3
Seguridad para el operario 8 3 4 4.5
Control robusto y rápida
corrección de
perturbaciones
14 2 4 5
Interfaz de control
adecuada de fácil lectura,
manejo y buena
confiabilidad
10 3 4 4.5
Ahorro de energía 7 5 3 2
100% 3.43 3.89 4.21
Cuadro 9. Evaluación de alternativas de solución 6
61
La mejor alternativa es un control automático de los moldes y existen dos formas
de implementación de método y a continuación se realiza una evaluación para
determinar cuál de los dos es una mejor alternativa de solución:
ALTERNATIVAS
CRITERIO PONDERACIO
N (%)
Escenario Stand
alone
Escenario con PLC
Facilidad de manejo 10 5 4
Costo de
fabricación e
implementación
8 4 2
Efectividad en su
funcionamiento
14 4.5 5
Fácil acople a los
procesos de
producción
existentes
5 4 3.5
Mayor
sincronización entre
los moldes y la
inyección
14 5 5
Facilidad de
mantenimiento y
reparación
10 5 4
Seguridad para el
operario
8 5 5
Control robusto y
rápida corrección
de perturbaciones
14 4.5 4.5
Interfaz de control 10 5 5
62
adecuada de fácil
lectura, manejo y
buena confiabilidad
Ahorro de energía 7 4 3.5
100% 4.66 4.31
Cuadro 10. Evaluación de alternativas de solución 7
De la anterior evaluación se tiene quela mejor alternativa del control de moldes es
un control automático bajo un escenario Stand alone.
A continuación hacemos la evaluación del método de control de inyección de
chocolate donde tenemos tres opciones:
Opción A: Sistema de motor-reductor con variador de velocidad con escenario
Stand alone.
Opción B: Control de velocidad de dosificación por software + escenario Stand
alone.
Opción C: Control de volumen de dosificación por software+ escenario Stand
alone.
ALTERNATIVAS
CRITERIO PONDERACION
(%)
Opción A Opción
B
Opción C
Facilidad de manejo 10 4 4.5 5
Costo de
fabricación e
implementación
8 4 3 3
Efectividad en su
funcionamiento
14 4 5 5
Fácil acople a los
procesos de
5 3.5 4 4
63
producción
existentes
Mayor
sincronización entre
los moldes y la
inyección
14 3.5 4.5 5
Facilidad de
mantenimiento y
reparación
10 4 4.5 4.5
Seguridad para el
operario
8 4.5 5 5
Control robusto y
rápida corrección
de perturbaciones
14 4 4.5 5
Interfaz de control
adecuada de fácil
lectura, manejo y
buena confiabilidad
10 4 5 5
Ahorro de energía 7 4 3.5 3.5
100% 3.945 4.445 4.635
Cuadro 11. Evaluación de alternativas de solución 8
De la anterior evaluación tenernos que el mejor método para realizar el control de
inyección de chocolate es mediante el control de volumen por software bajo un
escenario de automatización Stand alone.
Después de todas las evaluaciones se determinó que el sistema debe estar
alimentado por corriente, ser construida en acero inoxidable. Debe funcionar con
un servomotor y un servo-driver ya que permiten ahorro de energía y mayor
robustez en el control. El manejo de moldes debe hacerse de forma automática
64
que incorpore un sistema de vibración que garantiza la correcta distribución del
chocolate dentro de los moldes y evita la formación de burbujas en el mismo.
Para mantener el chocolate a una temperatura adecuada se determino que el
mejor método era el control de temperatura utilizando agua.
El sistema inyectará el chocolate mediante la utilización de inyectores (boquillas)
inyectores automáticos unifuncionales que presenten un comportamiento dinámico
lineal para de este modo garantizar la mayor sincronía entre los moldes y las
boquillas de los inyectores. Nuestra maquina debe contar con un sistema de
control automático de los moldes bajo un escenario Stand alone y se determino
que el control de dosificación se hará mediante la configuración de los parámetros
(set point) por software controlando el volumen de dosificación.
Finalmente se tiene que la maquina cuenta con una interfaz dinámica e interactiva
que permite la configuración de los diferentes set point del sistema y la
visualización de las variables, así como la activación de alarmas en caso de fallas
u otras configuraciones dependiendo cual sea el caso. Si se desea incluso la
interfaz puede configurarse para que tenga aun registro de productos terminados
para realizar un mejor control sobre los mismos.
El control de nivel de chocolate dentro de la tolva como se había mencionado
anteriormente es más viable si lo realiza el operario. Por las razones ya expuestas.
7. DESARROLLO DE CONCEPTO
7.1. DESIGN FOR-X
Teniendo en cuenta que en la actualidad es de vital importancia que cada uno de
los productos que una empresa lanza en el mercado cuenten con las
características necesarias para garantizar la satisfacción del cliente y además la
rentabilidad de la organización se han desarrollado tecnologías o técnicas que
65
aseguran que los bienes fabricados se han hecho aprovechando cada recurso
existente en la empresa y certificando que un diseño y sus posibles fallas han sido
determinados o abordados al iniciar el proceso de producción.
Gracias al Design for-x se garantiza que el producto final cumple con ciertas
características que son definidas en el diseño preliminar y que por lo tanto
permiten al equipo de producción tener una idea clara de las especificaciones y
características del producto a fabricar. A continuación se describen diferentes
técnicas de Design for-x que se tienen en cuenta para el desarrollo del concepto
de la dosificadora de chocolate.
TECNICA FUNCIÓN DESCRICIÓN
DFA Diseño para el
ensamblaje o montaje
Se tendrán en cuenta diseños de baja
complejidad empleando piezas estándares.
La maquina debe ser construida con acero
inoxidable debido a que este tipo de
materiales permite un fácil mantenimiento y
es resistente a la corrosión y para cumplir
con las norma del higiene. El diseño será
de fácil ensamble con piezas desarmables
e intercambiables por piezas de la misma
línea para facilitar la reparación. Las parte
de la maquina que no requieren
movimiento o son bases de la misma
tendrán uniones permanentes (Soldadura).
La maquina contará con piezas fáciles de
manipular. Se debe incluir un manual de
funcionamiento y un manual de ensamble
de la máquina para facilidad de uso de la
misma.
66
DFM Diseño para
manufactura
El diseño contará con el menor número de
piezas posibles para incrementar la
facilidad de fabricación de estas. Las
piezas empleadas contarán con un gran
nivel de estandarización. La maquina debe
poder fabricarse modularmente para
facilitar su producción, tiene materiales en
acero inoxidable, sus materiales son de
fácil adquisición.
DFC Diseño para costo
El empleo de piezas estándar no solo
facilita el ensamble y la fabricación de la
maquina; sino que también mediante el
acople con un proceso de fabricación
existente puede evitar incrementos de
costo indeseado los cuales afectarían el
precio que el cliente podría ofrecer por la
dosificadora de chocolate.
El diseño debe permitir un costo de
fabricación económico que permita
establecer un precio de maquina
competitivo en el mercado. Se deben tener
en cuenta los precios de las maquinas ya
existentes. Un precio económico con los
mejores materiales y tecnología para que
un nivel de eficiencia alto y cumpla con las
necesidades del cliente.
Además el diseño de la maquina debe
garantizar que las devoluciones por
garantías, que implican costos adicionales
para la empresa, sean mínimas y en lo
posible nulas.
67
DFQ Diseño para la calidad
Se deberán elegir materiales y métodos
dentro del proceso que avalen la calidad
de las dosificadoras.
Se espera un desempeño bastante alto
del sistema, además de un gran nivel de
calidad en el producto final, la calidad del
chocolate y su textura dependen del buen
funcionamiento de la dosificadora.
DFMa Diseño para la
Mantenibilidad
Debido a que el proceso de fabricación de
productos de chocolate es un proceso
continuo se necesita que la máquina este
funcionando el mayor tiempo del año, por
lo tanto necesita de mantenimientos
periódicos preventivos realizados
regularmente.
La máquina debe garantizar un fácil
desmontaje para el mantenimiento de
manera rápida y practica sin tener mucha
destreza del operario. El sistema también
puede ser de fácil transporte, ya que
dados sus materiales, y las piezas
estándar, facilitará el desarmado y el
transporte de un lugar a otro.
DFPe Diseño para el
Rendimiento
La maquina cuenta con un diseño que
permite mayor rendimiento de la misma
buscando ahorro de energía y recursos.
Debe tener buen rendimiento ya que la
máquina se utilizará constantemente y de
su rendimiento depende el volumen y
calidad de fabricación de productos de
chocolate. Es importante que el diseño
68
permita gran exactitud en la dosificación de
chocolate para reducir de esta manera los
desperdicios de material. El rendimiento es
variable ya que depende del volumen de
producción que se desee configurar.
DFRe Fiabilidad Los materiales con los que se fabricará la
dosificadora serán elegidos teniendo en
cuenta el tipo de proceso en el que se
usará, y aquellos componentes que se
fabriquen en la empresa tendrán un diseño
que permita que los fallos causados por el
uso de la maquina se minimicen o eliminen.
Los materiales le dan la robustez
necesaria para garantizar un buen
funcionamiento. El sistema de control
también robusto permite alcanzar un
correcto funcionamiento y una gran calidad
de producto en la fabricación de los
productos, disminución de desperdicios y
atención pronta a los posibles fallos del
sistema. El diseño debe contar con una
detección rápida de fallas y avisar al
operario para que la producción no se vea
afectada de manera drástica.
DFS Seguridad Este ítem se desarrolla al final de la tabla
DFRm Refabricabilidad Si bien no todas las partes de las
dosificadoras pueden llegar a ser
aprovechadas al finalizar la vida útil de la
maquina existen materiales que se han
definido en el diseño entre ellos se
encuentra el acero inoxidable, material que
69
presenta grandes ventajas con respecto a
su facilidad de reciclaje, gracias a tales
ventajas y teniendo en cuenta que una
buena parte de la dosificadora se
construirá en dicho material, esta puede
ser desguazada cuando ya no sea útil,
permitiendo así que el acero sea
procesado de tal forma que se pueda
utilizar en la fabricación de nuevas partes.
Además del acero, otros metales que se
utilicen en la fabricación de las
dosificadoras también pueden llegar a
reutilizarse después de atravesar por un
determinado proceso.
DFRc Reciclabilidad La maquina dosificadora de chocolate
contribuye con la utilización de materiales y
piezas reciclables ayudando así con la
disminución de costos tanto en las
operaciones como en la fabricación de la
misma. Sus materiales son comunes en la
industria en este caso metales como el
acero inoxidable por lo tanto es fácil su
reciclabilidad ya que estos materiales
pueden ser reutilizados. Algunos elementos
electrónicos y baterías no pueden ser
recicladas y deben tener un tratamiento
especial. (Como el caso de las baterías de
celular).
Estas características que hacen parte del
diseño de la maquina no solo implican un
ahorro en el costo para las empresas,
70
también contribuyen a disminuir los costos
sociales, que se ven reflejados en la
preservación del medio ambiente.
DFAe Diseño para la estética La dosificadora cuenta con diseño robusto,
colores opacos ideales para la industria,
materiales adecuados para el manejo de
alimentos, superficies lizas y rectas,
sistema de ruedas para su fácil trasporte,
se busca disminución en el tamaño para
mayor facilidad de ubicación dentro de la
planta donde va a funcionar.
DFD Desmontabilidad
La maquina dosificadora de chocolate
aporta mucho en el proceso de Producción,
gracias a que cuenta con un mecanismo de
fácil desmontaje, teniendo pocas piezas, de
fácil movilidad y mecanismos que permiten
intercambio de las mismas.
DFE Diseño para el medio
ambiente
De acuerdo a los materiales, estos lo
convierten en una maquinaria duradera y
además tales materiales pueden ser
reutilizados y reciclados por lo tanto se
causa un impacto tan fuerte sobre el medio
ambiente. Se busca un consumo de
energía mínimo lo cual contribuye a la
ecología y dinámica del medio ambiente.
Se diseña la máquina de tal manera que el
desperdicio de chocolate sea el mínimo y
así también se favorece en pequeña
medida al ambiente. No se lleva a cabo
ningún tipo de combustión ni se obtiene
residuos contaminantes. Mediante un
71
sistema de auto-limpieza de gran precisión
se puede disminuir el consumo de agua
requerida para su aseo.
Cuadro 13. Técnicas de Design for-x
DFS (Diseño para la seguridad): este es un diseño que cobra gran importancia
una vez el producto está en manos del usuario, pues es este quien lo manipulará.
El diseño de las dosificadoras debe brindarle seguridad al operario encargado de
manejarlas, para esto se deben definir diseños que eliminen todos los posibles
riesgos desde el origen y no una vez se ocasionado una lesión.
Para establecer un diseño correcto se utilizará el PHA (por sus siglas en ingles:
Preliminary Azard Analisis) que permite identificar los posibles riesgos y que tan
probable es que estos se presenten en el uso de la maquinaria. Véase:
http://www.mech.utah.edu/ergo/pages/Educational/safety_modules/Pha/
PHA_ns.pdf
Descripción
del riesgoCausa Consecuencia
Probabilidad de
accidente
debido a este
riesgo
Medidas preventivas
o correctivas
Altas
temperatura
s en el
dispositivo
de
calentami-
ento del
chocolate
Procedimient
o necesario
para la
transforma-
ción de la
materia prima
Quemadura en
la piel del
operario
Razonable-
mente
probable
Etiquetas en la
máquina que
prevenga del
riesgo al operario.
Diseñar la
máquina de tal
forma que el
dispositivo de
calentamiento se
encuentre lo más
aislado posible.
Mecanismos
de rotación
Mecanismos
necesarios
El operario
accidentalmente
Ubicar los
mecanismos de
72
para la banda
transportador
a y otros
procesos que
requieren
rotación
puede meter
alguna parte del
cuerpo y esto
causarle
desmembración,
corte o fractura
Razonable-
mente
probable
rotación en cajas
aisladoras o
cubrirlos con
dispositivos en
polietileno
Dispositivo eléctrico puede generar cortos circuitos
Malas conexiones, desorden en
las instalaciones
eléctricas, mal
aislamiento.
Alta descarga eléctrica.
Aislar el compartimiento
en donde se encontrará el
operario.
Realizar un correcto aislamiento de las
partes eléctricas con el fin de que no
genere descarga sobre el operario.
Cuadro14. PHA (por sus siglas en ingles: Preliminary Azard Analisis)
Después de obtener los datos anteriores se debe verificar que cada uno de los
posibles riegos ha sido abordado en el diseño de la dosificadora.
7.2. INGENIERÍA CONCURRENTE
La Ingeniería Concurrente es un esfuerzo sistemático que se lleva a cabo para
lograr un diseño integrado del producto y de su correspondiente proceso de
fabricación y de servicio, esta busca integrar sistemáticamente y en forma
simultánea el diseño de productos y procesos, para que desde un principio sean
considerados todos los elementos del ciclo de vida de un producto, desde la
concepción inicial hasta su disposición final, incluyendo calidad, costes y
necesidades de los usuarios. Debe otorgar además una organización flexible y
bien estructurada, proponer redes de funciones apoyadas por tecnologías
apropiadas y arquitecturas comunes de referencia.
Los objetivos generales que se persiguen con la implementación de la IC son:
1. Acortar los tiempos de desarrollo de los productos.
73
2. Elevar la productividad.
3. Aumentar la flexibilidad.
4. Mejor utilización de los recursos.
5. Productos de alta calidad.
6. Reducción en los costos de desarrollo de los productos.
Así se debe tener en cuenta que para llevar a cabo el desarrollo de un producto
dentro de la filosofía de la Ingeniería concurrente se debe procurar que cada uno
de los procesos llevados a cabo desde el diseño hasta la producción del bien, en
este caso dosificadoras de chocolate, tengan en cuenta el circulo IC que se
muestra en la siguiente figura:
Fig.18. Ciclo del desarrollo del producto usando el círculo de IC
74
Es importante desarrollar la ingeniería concurrente para realizar de manera
correcta el diseño del producto, recopilar la información y el material necesario
para tener claridad en el tema y por lo tanto llegar a la mejor solución que cumpla
con las especificaciones y requerimientos establecidos.
Es de vital importancia tener una comunicación continua entre el cliente y el área
de diseño del producto, esto facilita la obtención y cumplimiento de las
especificaciones de los clientes para satisfacer de manera más eficiente sus
necesidades. La realimentación de información por parte del usuario permite
mejorar los diseños, obtener ideas innovadoras, atención de sugerencias,
detección de fallas y defectos y mejoras de la calidad. Las distintas áreas de la
empresa también deben estar comunicadas entre sí, esto permite el apoyo entre
las áreas administrativas y áreas de producción, esta dinámica contribuye a la
mejora continua de los productos y una producción más óptima.
La ingeniería concurrente es una metodología relativamente nueva y por lo tanto
no muchas empresas la han implementado o no en su totalidad, comúnmente se
encuentra que las empresas lo han hecho solamente en forma conjunta de tres
departamentos, los cuales son: Marketing, Diseño y Desarrollo. Para el desarrollo
de la maquina dosificadora se han tenido en cuenta el marketing y el diseño los
cuales se han especificado a lo largo del trabajo.
Por otra parte, de algunas fuentes de información se tienen los principios
aplicados por algunas máquinas existentes tales como las dosificadoras de jugos,
dosificadoras de crema, entre otras así como dosificadoras de chocolate ya
existentes en el mercado pero que no son la solución más eficiente al problema.
Esta recolección de información (estado del arte) se llevó a cabo durante el
desarrollo de este proyecto principalmente en la fase inicial, es importante conocer
las tecnologías existentes y los productos de la competencia para de esta manera
obtener mejores diseños y por lo tanto desarrollos más eficiente y más
competitivos en el mercado.
75
Para la fabricación del producto se optará por la utilización de piezas y materiales
comunes de fabricación industrial, esto facilita los procesos productivos y permite
la utilización de tecnologías existentes. Cuando un producto requiere de nuevas
tecnologías para su fabricación se incurren en gastos mucho mayores, es
necesario investigación y desarrollos de productividad. Debido a las limitaciones
económicas es necesario que nuestro producto no requiera de desarrollo de
nuevas tecnologías de producción, es importante que la dosificadora se ajuste de
manera fácil a las tecnologías existentes en el país o de fácil acceso en otros.
Teniendo en cuenta que la Ingeniería concurrente busca la integración de las
diferentes áreas de la empresa, el diseño juega una parte determinante dentro del
proceso de fabricación y para este se cuenta con herramientas dentro del área de
diseño y también dentro del área de talento humano. Así existen herramientas de
diseño como CAD/CAM/CIM que permiten observar la funcionalidad de las piezas
y las posibles fallas que las mismas pueden llegar a presentar dentro del proceso
de ensamblado o funcionamiento, dichas herramientas deben ser manejadas de
forma adecuada y para esto se debe contar con personal capacitado.
De igual forma para el desarrollo de cada una de las partes que conformen la
dosificadora, las diferentes áreas de la organización tendrán una intervención bien
sea directa, en el caso del área de diseño o de producción, o indirecta en el caso
del área administrativa.
Como se mencionó en un principio la aplicación de la ingeniería concurrente se
debe hacer a través de todo el ciclo de vida del producto, sin descuidarlo en
ningún punto del mismo, para esto se deben llevar a cabo diferentes etapas en el
ciclo de vida del diseño del producto, estas se muestran en la siguiente figura:
76
Fig.19. Etapas del ciclo de vida de diseño
8. DESARROLLO DE LAS ESTRATEGIAS DE MARKETING
8.1. MARCA
Organización: Innovación en maquinaria Industrial INMAIN.
Nombre de la maquina: Dosificadora de chocolate MC 2704.
Slogan: El nacimiento de nuevas oportunidades
Logo:
77
Fig.20. Logotipo de la marca de la empresa
Este logo ha sido definido para una empresa fabricante de bienes industriales, a
pesar de esto dichos bienes se pueden destinar no solamente a la industria
chocolatera. Esta es una marca basada en la extrañeza pues si bien se incluyen
componentes del nombre de la empresa, este no indica el nombre como tal.
Además como es visible se ha combinado un símbolo con un tipo de letra.
Este logo es el que representará a la empresa, que está destinada a fabricar
maquinaria industrial. En este caso se ha desarrollado el concepto de una
dosificadora de chocolate cuya marca característica será:
Fig.21. Logotipo de maquina dosificadora de chocolate MC-2704
8.2. PRODUCTO
78
La maquina dosificadora de chocolate contará con características como la
eficiencia, la seguridad y el precio que le permitirán ser más llamativa en el
mercado. Se garantizará que cada uno de los materiales utilizados en la
fabricación de la dosificadora de chocolate cumplirá con estándares de calidad y
brindarán al usuario la confianza de estar adquiriendo un producto completo.
La línea de dosificadoras que se introducirá en el mercado contará con algunos
atributos característicos de las maquinas que son usadas en dicha actividad, pues
estos le brindan una mayor probabilidad de reconocimiento por parte del
consumidor. A pesar de que la dosificadora cuente con atributos similares a los de
las existentes, es necesario marcar la diferencia y para ello se utilizarán diseños
diferentes que incluyan posibles modificaciones en color y forma (sin dejar a un
lado la robustez que caracteriza a la maquinaria industrial).
En caso de que alguna dosificadora presente algún tipo de falla, la empresa
garantiza la revisión, reparación y de ser necesario, la sustitución de la misma,
siempre y cuando dicha falla sea dentro del tiempo estipulado en la garantía.
Para lograr que el cliente este seguro de la compra que realizará, la empresa
brindará asesoría con respecto al funcionamiento de la dosificadora y aclarará
cualquier duda que se pueda llegar a presentar.
8.3. PRECIO
Durante los primeros cuatro años de comercialización se ha establecido un precio
de venta de $15.000.000 por dosificadora, este variará cada año según los
cambios en el costo de la mano de obra, materiales y herramientas utilizadas en la
fabricación de las dosificadoras. Tal precio ha sido establecido al tener en cuenta
la recuperación económica que debe atravesar la empresa después del
lanzamiento de las dosificadoras, transcurrido dicho lapso de tiempo y teniendo en
cuenta consideraciones relacionadas con el costo de materiales o de mano de
obra, el precio de venta disminuirá y será de $13.000.000.
79
Para incentivar la compra de las dosificadoras por parte de las empresas que
están incluidas en el mercado meta, se manejarán las siguientes facilidades de
pago:
Pago a crédito: se podrá pagar el 50% del valor total de la maquina en
una cuota inicial y el otro 50% se distribuirá en tres cuotas que se podrán
distribuir a conveniencia del consumidor como se señala a continuación:
la primera cuota del 10%, la segunda del 20% y la tercera del 30% y en
forma contraria para quien así lo desee, es decir, la primera cuota del
30%, la segunda del 20% y la tercera del 10%.
Pago de contado: en caso de que el consumidor pague en una sola cuota
el 100% del precio de la dosificadora, este recibirá un descuento del 4%
sobre el valor que se ha fijado anteriormente.
Descuento por cantidad: si una empresa desea adquirir dos o más
dosificadoras al mismo tiempo se hará un descuento del 12% en caso de
pagar de contado y del 6% si se paga a crédito.
8.4. PLAZA
Como primera medida para lograr que las dosificadoras de chocolate se vendan
adecuadamente, se ha establecido que el canal de distribución más adecuado
para hacer llegar las dosificadoras al mercado meta es aquel que relacione al
fabricante con los consumidores por medio de vendedores capacitados que se
encargarán de promocionar las dosificadoras en las diferentes empresas. Para
esto el personal será contratado y capacitado por la empresa fabricante y que se
trasladará a diferentes organizaciones que compongan el mercado meta con el fin
de dar a conocer los beneficios y el funcionamiento del producto. Es así como el
fabricante podrá dar a conocer el producto, no sólo como una nueva máquina, lo
dará a conocer como la posibilidad de aumentar el reconocimiento y los ingresos
gracias a la mejora del proceso productivo que se alcanza a través de la
implementación de las dosificadoras.
80
También se ha establecido que el sistema de transporte a utilizar será contratado,
esto se ha hecho teniendo en cuenta el tamaño que tendrá la empresa y con la
idea de aprovechar la experiencia que tienen organizaciones dedicadas al
transporte de bienes industriales, pues estas garantizan que los bienes llegan en
perfecto estado a las manos de los consumidores. Además después de que la
dosificadora haya llegado a su destino final, una persona de la empresa fabricante
se dirigirá al mismo para realizar la instalación de la maquina e ilustrar a los
consumidores las indicaciones pertinentes sobre el funcionamiento y manejo de la
misma.
El alcance de la distribución de las dosificadores está especialmente definido en la
zona andina (en la cual se ha establecido el mercado meta), a pesar de esto no se
descartan posibles distribuciones que se pueden llegar a realizar por pedidos
especiales en otras zonas del país, para estas se debe contratar también el
servicio de transporte, pues como ya se mencionó, la empresa fabricante no
contará con uno propio. Para acceder a este tipo de servicio de puede consultar
en la siguiente página servicios que se ofrecen alrededor del país: véase
http://www.directoriocomercial.com.co/paginasamarillas/Transporte-de-maquinaria-
pesada_1_4756.html.
8.5. PROMOCIÓN
Teniendo en cuenta el tipo de producto que se desea comercializar y las
posibilidades que entregan los medios de comunicación se han establecido las
siguientes estrategias para poder dar a conocer las dosificadoras de chocolate:
Para lograr introducir la maquina en el mercado y darla a conocer a
las diferentes organizaciones que puedan estar interesadas en
adquirirla, se harán publicaciones en revistas industriales o de
promoción de bienes industriales, esto se hará continuamente los 3
primeros meses después del lanzamiento de las dosificadoras y en
81
intervalos de uno (1) o dos (2) meses finalizado el periodo anterior.
Esta estrategia se ha adoptado al considerar que algunas de la
empresas pertenecientes al mercado meta no revisan
constantemente dichas revistas.
Una de las revistas que se puede llegar a utilizar es la de Equipos y
soluciones, que se especializa en productos, soluciones y servicios
de tecnología. De esta forma es posible llegar a aquellas empresas
que no frecuentan portales de internet.
Al mismo tiempo que se lleva a cabo la primera estrategia se ha
planeado diseñar una página web que permita dar a conocer el
producto a través de un medio masivo de comunicación (el internet).
Gracias a esta los potenciales consumidores podrán observar las
diferentes características de las dosificadoras y las ventajas que
estas pueden entregar a su organización. Este medio también se
utilizará para que los clientes puedan consultar precios y realizar los
pedidos.
Como se mencionó el medio a utilizar para desarrollar esta estrategia
será el internet, es por esto que se accederá a portales como el de
Google que permiten mostrar anuncios de la empresa junto a
resultados relacionados (que se han obtenido a través de la
búsqueda de un usuario), dichos anuncios se cobran solamente si el
usuario hace clic sobre el link que relaciona a la empresa, además la
empresa queda registrada en la base de datos AdWords de Google y
de esta forma se podrá hacer promoción por medio de otros sitios
web que tengan contenidos relacionados con el producto a
comercializar (dosificadoras) y que utilicen el programa Google
AdSence para mostrar anuncios.
La primera estrategia considera pautas en revistas del sector
industrial, en ella se mencionó a Equipos y soluciones como una
revista para anunciar las dosificadoras, además de contar con la
82
edición impresa ellos manejan un portal en internet que también
permite pautar este tipo de productos, para lograr hacer dichos
anuncios se puede acceder a Equipos y soluciones.com.
También se podrá contratar un espacio en la página de mercado
libre, esta permite promocionar los productos de todo tipo, en nuestro
caso un bien industrial. El costo dependerá de la cantidad de
unidades que se vendan y también de la categoría que se desee
contratar: oro Premium, oro, plata y bronce. Véase:
http://www.mercadolibre.com.co/jm/ml.faqs.portalFaqs.FaqsControlle
r?axn=verFaq&faqId=2407&categId=PUBL
Otro portal que permite publicar anuncios en distintos sitios web es
pautefacil.com, en este se puede contratar el servicio de anuncios y
elegir en cuál de los diferentes sitios web de revistas (se encuentran
Dinero.com o BusinessCol.com) hacer el anuncio, teniendo en
cuenta el tipo de bien que se desea comercializar. En este caso el
cobro se hace según el número de cliks que los usuarios hagan
sobre el anuncio.
Además de lo anterior y con el fin de llegar aquellas empresas que
no exploren las revistas, el internet o que desean una mayor
asesoría sobre las dosificadoras de chocolate se ha planeado brindar
capacitación a algunas personas sobre el funcionamiento, la
instalación y las ventajas de la dosificadoras, para que de esta forma
dichas personas puedan dar a conocer el producto en las
organizaciones mencionadas anteriormente.
83
CONCLUSIONES
El incremento del mercado del chocolate ofrece grandes oportunidades de
ampliación y tecnificación a las empresas chocolateras que se han
seleccionado como el mercado meta de nuestra dosificadora, gracias a esto
se hace viable desarrollar el concepto de la misma.
Nuestro bien industrial está pensado para el mercado meta que se ha
definido, puesto que las grandes empresas del país ya se encuentran muy
posicionadas y cuentan con líneas de producción con un nivel de
automatización superior al que ofrece nuestro producto.
84
Las tecnologías existentes en el mercado representan una gran pauta para
la selección opciones viables en el desarrollo del concepto de nuestra
maquina, pues es gracias a dichas tecnologías que se puede observar las
ventajas y desventajas que determinados mecanismos pueden presentar.
Nuestra maquina dosificadora de chocolate es una gran alternativa para las
medianas empresas de fabricación de productos de chocolate, ya que
cuenta con un mecanismo de control robusto y al contar con un mejor
control se tiene la calve tecnológica para lograr: productos de mayor
calidad, minimización de desperdicios, protección del medio ambiente,
mayor rendimiento y finalmente mayores márgenes de seguridad.
Es importante conocer el estado del arte, para realizar el desarrollo de
nuevos productos, así como conocer a la competencia, saber sus
estrategias y las tecnologías desarrolladas, para ir siempre un paso
adelante, ahora junto con las necesidades del cliente pueden lograrse
productos exitosos en el mercado, de alta calidad y al mismo o mejor nivel
de la competencia.
BIBLIOGRAFÍA
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#hl=es&q=como+se+hace+el+chocolate+artesanal&meta=&aq=4&aqi=g10&aql=
&oq=como+se+hace+el+chocolate+&gs_rfai=&fp=59589941af31a0c6
3. http://www.formex.es/magda/DA.pdf
4.http://www.itepacp.com/es/maquinaria-de-envasado/dosificadoras-automaticas/
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85
5.http://www.itepacp.com/es/maquinaria-de-envasado/dosificadoras-automaticas/
dosificadora-de-liquidos-y-cremas-it-gz/
6.http://www.pansechi-ingenieria.com.ar/trabajos/equipos/dosificadora/botom.html
7. http://pdf.rincondelvago.com/analisis-de-mercado_chocolate.html
8.http://www.businesscol.com/directorio/index.php3?category=5 Empresas .
Colombianas
9. http://users.servicios.retecal.es/jtorres/jtorres/mrchocolate/aboutchocolate.htm
10.http://www.educapalimentos.org/site/archivos/investigaciones/LA%20SEGUR
%20ALIMENTARIA%20CHOCOLATE.pdf
11. http://www.youtube.com/watch?v=MmRgh0GevN4&feature=related
12. Notas de Clase
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