Ing. Ana Irene Rivas
Distribución de Plantas Industriales
Ing. Ana Irene Rivas
Instrucciones para los alumnos: LIBROS
Libro texto: Guía de la Profa. Ana Irene Rivas (teoría y práctica)
Libros de consulta: Distribución en Planta de Richard Muther Instalaciones de Manufactura de D. R. Sule Diseño de Instalaciones Industriales de
Stephan Konz
EVALUACIÓN Continua (El promedio debe ser igual a 10) 50% Tareas y Prácticas en clase 20% Proyecto 20% (grupos de hasta 5 personas) Exposición 10% (el mismo grupo del proyecto)
CONSULTAS Lunes de 3 a 6
pm
MUY IMPORTANTE LA PUNTUALIDAD
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Importancia del estudio de la distribución en planta Una buena distribución es uno de los factores esenciales
de la gestión económica de una empresa
Su incidencia aparece en numerosos elementos de los que depende el costo
La longitud de losCircuitos de manejo
La superficie necesariapara producir
Número de operarios
Tiempos muertosentre operaciones
Tiempos perdidos porlos operarios en los
desplazamientos
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¿Es sencillo estudiar una distribución?
Se trata simplemente de:
Economizar espacios
Reducir los recorridos
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¿Que es realmente lo que se presenta en la práctica? En muchas empresas:
El espacio disponible no es utilizado más racional
Los recorridos son complicados
CAUSAS
1. La Distribución inicial fue buena pero nunca ha sido actualizada según las
variaciones que se han presentado
2. El edificio donde funciona la distribución ya no es adecuado
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Problemas de distribución de plantas
CIRCULACIÓNDE LOS
MATERIALES
CIRCULACIÓNDE LAS
PERSONAS
DistanciasVías de accesoGravedad
DistanciasVías de accesoCondiciones
ECONOMÍASEN EL
PERSONAL
DesplazamientosMO en el manejoHombre máquinaOperario con múltiples tareas
CALIDAD DEL
TRABAJO
CONDICIONESDE
TRABAJO
FACILIDADESDE MANDOY CONTROL
Manejo Vs. DeterioroAcabado
Iluminación, TemperaturaVentilación, SeguridadHigiene, Ambiente, etc.
PuertasAlmacenes cerradosLocalización de supervisores
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Problemas de distribución de plantas
COSTOS DE CONSTRUCCIÓN E
INSTALACIÓN
FACILIDADDE
MANTENIMENTO
Economías de superficieUtilización del volumen disponible
Facilidad para la utilización y el mantenimiento
EXPANSIÓN
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CONCEPTO DE PLANTA
INDUSTRIAL Es un conjunto o sistema
formado por máquinas, equipos y otras instalaciones dispuestas convenientemente en edificios o lugares adecuados, cuya función es transformar materias o energías de acuerdo a un proceso básico preestablecido.
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Planta industrial…………..
El hombre es la fuerza laboral directa o indirecta dentro de la planta y tiene como función el uso racional de los elementos, para obtener con ellos el máximo rendimiento de los insumos que intervienen en la producción.
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En un sistema de producción o planta industrial se utilizan recursos operacionales para transformar insumos en algún tipo de resultado deseado
RECURSOS OPERACIONALES
Personas Fuerza laboral directa o indirecta
Planta Fábrica o sucursales de servicios donde se desarrolla la producción
Partes Materia prima, suministros, materiales, etc.
Procesos Equipos, maquinas, herramientas, etc.
Sistema de planificación y control
Procedimientos e información para operar el sistema
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CONCEPTO DE PROCESO
Flujo de materialesFlujo de Servicios
Flujo de Información
Gerencia de LogísticaGerencia del Medio Ambiente
Plantas Industriales
Recursos Humanos
Materiales
Equipos y Maquinarias
Energía Sistema de ProducciónGerencia de Producción
Productos
Servicios
Desechos
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CONCEPTO DE PROCESO
Cualquier actividad o grupo de
actividades que emplee un insumo, le
agregue valor a éste y suministre un
producto a un cliente externo o interno.
Consiste en un grupo de tareas
lógicamente relacionadas que emplean
los recursos de la organización para dar
resultados definidos en apoyo a los
objetivos de la organización.
Es simplemente un grupo de actividades
estructuradas y medidas, designadas
para producir una salida específica, para
un cliente o mercado en particular.
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Macroproceso
Proceso
Actividades
Tareas
Movimientos
EJEMPLO DE MACROPROCESO
Para estudiar y entender los procesos se hace necesario:
• Mapear y entender el macroproceso
• Dividir el macroproceso en procesos.
• Definir inicio y fin de cada proceso• Identificar los recursos y los
productos que requiere cada proceso
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TIPO DIVISIÓN DESCRIPCIÓN EJEMPLOS
Por la índole del proceso puesto en práctica
a.Proceso continuo Es aquella planta en la que los equipos y grupos de trabajo laboran las 24 horas del día
Industria del cemento, embotelladoras, refinerías
b. Proceso repetitivo Es aquella planta en la que el tratamiento o fabricación del producto se hace por lotes
Industria de fabricación de calzado y vestido
c. Proceso intermitente
Es aquella planta en la que el procesamiento del producto es contra pedido
Fabricación de Turbinas, barcos.
Por la naturaleza del proceso
a. Mecánico Son aquellas empresas en donde el proceso de fabricación involucra actividades de cambios físicos
Fabricación de muebles de hierro forjado
b. Químico Son aquellas empresas en donde el proceso de fabricación involucra actividades de cambios en la composición de los elementos
Fabricación de productos de limpieza
CLASIFICACIÓN DE LAS PLANTAS INDUSTRIALES
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CLASIFICACIÓN DE LAS PLANTAS INDUSTRIALES
Por el tipo de productos obtenidos
a. Alimenticia Es aquella planta cuya salida son productos para el consumo humano o animal
Alfonso Rivas
b. Farmacéutica Es aquella planta cuya salida son productos medicinales
Comercial Belloso
c. Textilera Es aquella planta cuya salida son telas
Textilera Lanex
d. Cementera Es aquella planta cuya salida es Clinker o Cemento
Cementos Catatumbo
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CLASIFICACIÓN DE INDUSTRIAS
INDUSTRIA CLASIFICACIÓN
Tradicional Alimentos Bebida Tabaco Textil Vestuario y calzado Madera y corcho Muebles y accesorios Cueros y pieles
Intermedia Papel y celulosa Caucho Productos químicos Derivados del petróleo Minerales no metálicos Metálicas básicas
Mecánica Productos metálicos Maquinaria Equipos eléctricos Material de transporte
Residual Artes gráficas Diversas
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Definición de producción
Es el resultado obtenido de un conjunto de hombres, materiales y maquinaria actuando bajo alguna forma de dirección.
METALMECANICA
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MÉTODO: CONTINUO, MASA O PRODUCCIÓN EN LINEA
En este método el trabajo requerido para producir una parte o producto es dividido en operaciones individuales, las cuales son usualmente arregladas en una secuencia, en una “línea”.
Cada parte viaja, de una máquina a la próxima máquina para la próxima operación, y así sucesivamente a través de todo el ciclo requerido de
operaciones.
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Planta ensambladora de la Ford
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MÉTODO: PROCESOS SIMILARES
En este método el trabajo es hecho
similar al método continuo pero
existe una variación entre una orden
y otra. Ejemplo: Fábrica de calzados
y ropa. La ordenación o arreglo de
las máquinas es siguiendo la
transformación del producto y el
elemento movido es el material. Calzado Fion, C.A. es una empresa especializada en la fabricación de botas y zapatos de seguridad. Es un grupo de tradición familiar que nace en Puerto Ordaz (Ciudad Guayana) en el año 1960
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Calzado Fion, C.A
Bota dieléctrica desarrollada en conjunto con el Departamento de Seguridad Industrial de Reynolds International.
Calzado de Seguridad
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MÉTODO: INTERMITENTE, ORDEN DE TRABAJO
Cuando el producto no puede ser estandarizado, o donde las cantidades de partes o productos en proceso en cualquier tiempo es bajo. Ejemplo: Fabricación de una pieza de repuesto para una máquina.
VALVULA
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MÉTODO: INTERMITENTE, ORDEN DE TRABAJO
TALLER DE TORNOS
El arreglo de las facilidades es agrupando las máquinas por similitud de funciones y el elemento movido es el material y el hombre
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Mandos numéricos
Tornos de mandos de control numérico
Tornos multihusillos
Tornos para metal en rollos
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VEGE Motoren esta siendo una de las mayores fabricantes independiente de motores reconstruidos del mundo.
VISITA A LA FÁBRICA:
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1. Los motores viejos se clasifican por tipo y se almacenan en estanterías especiales.
2. Se desmontan los motores según normas minuciosas para evitar daños a los componentes que sí pueden refabricarse.
3. En un gran horno a una temperatura de 380º C, se destruye con fuego la suciedad, restos de las juntas y aceites. Lo que queda es solo polvo.
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4. En máquinas de limpieza totalmente automatizadas se quita la carbonilla y los aceites.
5. Los bloques se limpian a presión de partículas de hierro y las culatas a presión con huesos de cerezas.Después de la limpieza se controlan los componentes por fisuras - daños - roscas - barrenos y los planos de los bloques y culatas.
6. Se rectifican los planos de los bloques, dentro de las tolerancias permitidas.
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7. Todos los cilindros se rectifican con una maquina taladradora todos a la misma medida, dentro una tolerancia de máxima 0.01 mm.
8. Después de taladrar los cilindros se mandrinan al tamaño exacto, se rectifican a la asperosidad exacta y se montan pistones nuevos en sobremedida.
9. Las bielas del cigüeñal se rectifican con una tolerancia de 0.01 mm. máxima. Se usan solo cigüeñales con un circulo dentro de 0.03 mm.
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10.Se rectifican todas las levas del árbol de levas.
11. Piezas pequeñas como por ejemplo; tapas de bombas de aceite, arboles de mando, balancines, taquets etc. se rectifican antes de montarlas.
12. Después de una meticulosa limpieza se comprueban las culatas por presión para ver si tienen fisuras, poros etc. Se limpian las roscas y dentro de la tolerancia del fabricante se planifican las culatas.
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13. Fisuras y otros desperfectos de la culata se soldaran por un procedimiento especial. Una experiencia de mas de 20 años en esta soldadura especial garantiza nuestra reputación en culatas refabricadas.
14. Asientos y reglajes de válvulas se rectifican en una operación.
15. Después de la rectificación de todas las partes de la culata y la limpieza meticulosa se ensamblan las culatas refabricadas. Casi siempre se montan válvulas nuevas
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16. Cuando se han elaborado todas las partes y componentes del motor, se empiezan con la construcción de los motores. Todos los componentes desgastados y los cuales no se pueden refabricar, se cambiaran por nuevos.
17. Después del montaje se comprueben todos los motores en bancos de prueba. Se controla la presión de aceite en ralentí y en altas revoluciones, perdidas de aceite y agua y funcionamiento equilibrado del motor. Solo una vez aprobado el buen funcionamiento, el motor recibe la garantía VEGE.
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01 Patio de Materias Primas 10 Horno Junker 10 ton.
02 Area de Productos Elaborados 11 Línea de Limpieza #1
03 Auditoría de Productos 12 Línea de Shell Molding
04 Hornos tratam.térmico Lee Wilson 13 Noyerías cajas calientes
05 Area reparación piezas 14 Noyerías cajas frías
06 Terminado y ensamble de noyos 15 Hornos Lindberg 10 ton.
07 Línea de Limpieza #2 16 Línea moldeo Kunkel Wagner
08 Línea de moldeo Disamatic 17 Hornos Lindberg 15 ton.
09 Hornos de cubilote 9 ½ 18 Planta aluminio
PLANTA DE ALUMINIO
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MÉTODO. TRABAJOS ESPECIALES
Cuando el producto final es único, de tal manera que los procesos son distintos de un trabajo a otro. Ejemplo: La construcción de un puente.
El arreglo de las facilidades es dejando el producto en una posición fija y son los hombres el material y la maquinaria los que se mueven.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN
CARACTERÍSTICAS CONTINUO PROCESOS SIMILARES
ORDEN DE TRABAJO
TRABAJOS ESPECIALES
Producto final Ordinario Ordinario No – ordinario Único
Ejemplos Fabricación y ensamble de carros, artefactos eléctricos, refinerías, etc.
Fabricación de zapatos, Despacho y recepción en un almacén, etc.
Fabricación de máquinas herramientas, ingeniería general
Investigación, construcción de un puente, etc.
Cantidad de unidades por orden
Grande Grande Pequeña Usualmente una
Tipo de equipo Propósito Especial
Propósito especial
Propósito general
Propósito General
Arreglo del equipo Por producto Por producto Por proceso Por proceso
Equipo de manejo de materiales
Transportadores Transportadores o vehículos de movilización
Vehículos Vehículos
Inventario en proceso Bajo Relativamente bajo
Alto Relativamente alto
Nivel de habilidad del trabajador (relativo)
Muy bajo Bajo Alto Relativamente alto
Dificultad de Supervisión
Muy fácil Relativamente fácil
Muy difícil Altamente difícil
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Instrucciones de trabajo
Muy pocas Relativamente pocas
Muchas y muy detalladas
Muchas y muy detalladas
Planificación previa Muy compleja pero única para todas las cantidades
Relativamente fácil
Compleja Compleja
Control Muy fácil Fácil Complejo Complejo
Grado de Flexibilidad
Muy poco Alguno Alto Alto
Tiempo del ciclo Muy corto Relativamente corto
Relativamente corto
Largo
Balanceo de la carga de trabajo
Muy difícil Relativamente difícil
Fácil Fácil
Costo por unidad Bajo Relativamente bajo
Alto Muy Alto
CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN
CARACTERÍSTICAS CONTINUO PROCESOS SIMILARES
ORDEN DE TRABAJO
TRABAJOS ESPECIALES
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DISEÑO DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Una vez que se ha llevado a cabo el análisis de mercado y que se ha determinado que el producto tiene un mercado probable suficiente, el siguiente paso es realizar el diseño a detalle adecuado para la producción.
DISEÑO DEL PRODUCTO Y FACILIDADES DE PRODUCCCIÓN
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DISEÑO DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Los requerimientos de recursos y la complejidad en el diseño son casi directamente proporcionales a la medida en que el producto contemplado requiere un análisis original.
Si ya hay un producto semejante en el mercado, se puede aprovechar la situación sintetizando sus características de diseño.
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Identificar el problema y desarrollar ideas
preliminares
Refinar las ideasModificar: formas y
proced. pesos y volúmenes, propied.
físicas, etc.
Analizar y seleccionar el diseño
(Pruebas y modificaciones de un prototipo)
Llevar a la práctica la decisión
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE
UN DISEÑOFuente: Sule, 2000
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Antes de iniciar el desarrollo de un producto, es útil tener algunos puntos en cuenta:
Las tolerancias estrictas son
importantes porque definen la
calidad del producto, pero se
requieren costosas máquinas
herramientas y operaciones
mecanizadas para producir
piezas con gran precisión.
Control de calidad en el proceso de fabricación de rieles para manejo. Empresa ErgoProSys
Rieles para el manejo de materiales
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Antes de iniciar el desarrollo de un producto, es útil tener algunos puntos en cuenta:…………………………………
No debe sobrediseñarse un
producto. Siempre hay
necesidad de admitir cierto
factor de seguridad, pero el
sobrediseño es costoso. La
mayoría de los artículos no
necesitan ser los mejores del
mercado; sin embargo, deben
ser competitivos.
Estas mesas reducen el riesgo de lesiones en la espalda o de otros daños relacionados con el trabajo; esto da como resultado gran calidad y seguridad así como también menores costos en manufactura y requerimientos de mantenimiento, permitiendo la mejor relación posible entre el operario y su puesto de trabajo.
MESAS ERGONOMICAS
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Antes de iniciar el desarrollo de un producto, es útil tener algunos puntos en cuenta:…………………………………
Un producto suele juzgarse por su apariencia así como por lo bien que desempeña su función designada; con todo, como es el caso de la tolerancia, el costo de la apariencia (acabado de la superficie, recubrimientos) crece rápidamente.
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Antes de iniciar el desarrollo de un producto, es útil tener algunos puntos en cuenta:…………………………………
El diseñador tiene que estar consciente
del volumen estimado de producción del
artículo terminado. El artículo diseñado
para las ventas masivas tiene que ser
adaptable para la manufactura en
máquinas de producción masiva con un
mínimo de disposiciones diferentes.
Brazo articuladoPara manejo de materiales
Sistema de transferenciade pallets
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Instalaciones especiales para la industria automovilística
Las máquinas especiales son
construidas alrededor de una pieza
mecánica específica. Estas
máquinas construidas totalmente
en acero inoxidable están dotadas
de los sistemas más modernos de
filtración, soplado y movimiento de
las piezas.
Destacamos de manera especial
las lavadoras de: bombas de
aceite, alternadores, árboles de
levas, cárteres varios en aluminio,
válvulas, colectores de aspersión y
de escape, tubos amoriguadores,
carcasas turbosoplantes...
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Lavadora a cinta Flex-on-line con pallet independiente para el lavado de colectores de escape
Instalaciones especiales para la industria automovilística
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El proceso de diseño del proceso de fabricación puede ser definido como: El análisis del producto o servicio
La determinación de las operaciones
necesarias para producir el producto
¿Cómo estas operaciones serán
puestas en práctica?
¿Qué máquinas, equipos,
herramientas y facilidades serán
necesarias?
¿Qué estándares de salida
gobernarán la realización de las
operaciones?
SEPARADORES PARA ACEITES E HIDROCARBUROS.
GRUA
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ANÁLISIS DEL PRODUCTO
Dentro del diseño del proceso de producción
un paso importante es el análisis del
producto, en donde el objetivo de estudiar
las especificaciones y diseño es ver si el
producto será:
a. Funcional: que apropiadamente
realizará la función deseada
b. De apropiada calidad: según el
cliente
c. Aceptable al comprador en
apariencia
d. Producible: A un costo compatible
con su precio de venta
CHIPS
QUIMICOSCENTRO
DE LUBRICACIÓN
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PRODUCTO
A. PRODUCTO (PARTE)1. Cantidad total – mercado,
tendencia2. Rata de producción
• Por hora• Por lote
3. Método de producción4. Vida esperada5. Probabilidad de cambio6. Durabilidad7. Función8. Deseos del consumidor9. Nivel de calidad10. Requerimientos del proceso:
Calidad, tolerancia, apariencia, precisión y acabado
11. Precio estimado de venta12. Complejidad13. Grado de estandarización14. Competencia
B. MATERIAL1.Tipo2.Forma3.Tamaño4.Propiedades5.Desperdicios6.Costos de Acabado7.Costo8.Origen9.Inventario estimado10.Manejabilidad11.Fragilidad12.Disponibilidad13.Método de recepción
FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE UN PROCESO
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PROCESO (EQUIPOS)
C. FACTORES MECANICOS
1. Capacidad para realizar el trabajo
2. Precisión obtenible
3. Estabilidad dimensional
4. Propósito general Vs. Especial
5. Flexibilidad
6. Adaptabilidad
7. Vida esperada
8. Obsolescencia potencial
9. Compatibilidad con el equipo actual
10. Método de alimentación
11. Materiales de construcción
12. Durabilidad
13. Disponibilidad
14. Características físicas – tamaño, peso.
15. Grado de mecanización: Presente y potencial
16. Capacidad
17. Capacidad de reserva
18. Necesidad para operaciones subsecuentes
D. FACTORES DE OPERACIÓN
1. Eficiencia
2. Tiempo de preparación
3. Frecuencia de uso
4. Porcentaje de tiempo usado
5. Requerimientos de mano de obra:
Cantidad, habilidad, entrenamiento, costo,
supervisión, inspección y manejo.
6. Factores humanos
7. Esfuerzo físico requerido
FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE UN PROCESO
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PROCESO (EQUIPOS)
E. FACTORES DE COSTO
1. Inversión
2. Herramientas
3. Instalación
4. Arranque
5. Operación
6. Disponibilidad
7. Ahorros
8. TIR
9. Compra-Alquiler
10. Valor de reventa
11. Espacio perdido
12. Tendencia de costo de los equipos
F. FACTORES DEL EDIFICIO
1. Espacio disponible
2. Espaciamiento entre columnas
3. Capacidad del piso
4. Altura del techo
G. FACTORES MISCELANEOS
1. Disponibilidad
2. Estándares aplicables: Producto, gobierno, industria
3. Consecuencias ecológicas
4. Garantía
5. Patentes
6. Factores intangibles: Seguridad, Disponibilidad del servicio, reputación del fabricante, calidad del servicio.
7. Planes de expansión
8. Tendencia de los negocios
FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE UN PROCESO
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Este proceso de diseño usualmente resulta en: Diseños de operaciones (Planificación
de operaciones)
Hojas de producción/operaciones
Lista de partes
Hojas de ruta
Rutinas de producción
Dibujos preliminares de la distribución
de los lugares de trabajo
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PROCEDIMIENTO FORMAL DE DISEÑO
1. OBTENGA LOS DATOS NECESARIOS
• Un dibujo del producto y sus componentes
• Las especificaciones de funcionalidad, calidad y apariencia
• Lista de materiales y/o partes
• Cantidad total requerida
• Rata de producción requerida
• Disponibilidad de los componentes
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2. ANALICE LAS PARTES
Se efectúa un análisis completo de las partes del producto a fin de conocer exactamente todas sus características y evaluar dicho diseño
desde el punto de vista del proceso de fabricación.
Partes de un carburador
Partes de una turbina en una pequeña central hidroeléctrica
PIEZA COMPONENTES 1- Volante2- Aro de sellado del eje3- Eje4- Cuerpo5- Esfera6- Aro de sellado del cuerpo7- Sellado de la esfera8- Soporte de la esfera9- Sellado de la extremidad10- Media unión11- Extremidad hembra
DIAMETROS
DISPONIBLES 1/2"3/4"1"1¼"1½"2"2½"3"4"
VALVULA
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3. CONSTRUYA LA HOJA DE LA LISTA DE TRABAJO
La hoja de la lista de trabajo es un instrumento
para registrar los detalles importantes; Es una
lista tabulada de todos los elementos de trabajo
contenidos en una parte y estos se clasifican
en:
1. Elementos de trabajo que dan forma y
configuración a la parte, los cuales son
obtenidos del dibujo. Todas las superficies del
dibujo deben ser listadas separadamente y si
es posible dar un nombre descriptivo o
numerarlas.
Ing. Ana Irene Rivas
Lista de trabajo………………..
2. Aspectos internos y externos
que no aparecen en el dibujo:
debe tomarse nota sobre el
dibujo de elementos de trabajo
que serán requeridos como:
dureza, pintura, anticorrosivo,
etc.
3. Elementos de trabajo creados
por el proceso, por ejemplo:
rebabado, limpieza, etc.
Ing. Ana Irene Rivas
1
Selección de la MP
2
Preparada la Lista de
Trabajo
3
Tarea propia de diseñar el proceso
Proceso de fabricación o
Unidad de proceso para cada parte o
pieza
4
Ing. Ana Irene Rivas
4. COMBINE UNIDADES DE PROCESO EN OPERACIONES DE FABRICACIÓN Establecer puestos de trabajos con máquinas y herramientas específicas.
Ing. Ana Irene Rivas
5. ARREGLE LAS OPERACIONES EN SECUENCIA LÓGICA Y DETALLE LOS EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
Ing. Ana Irene Rivas
6. DISEÑO PARA LA MANUFACTURA
El objetivo primordial en el diseño de
un producto es satisfacer las
necesidades del cliente. Al mismo
tiempo, debemos ser capaces de
transformar el diseño en un producto
trabajable. A fin de invertir menos
esfuerzo, dinero en costo y tiempo en
la manufactura, el diseñador debe
tomar en cuenta la economía de la
manufacturabilidad (e incluso
mantenibilidad) del diseño desde sus
etapas iniciales de desarrollo.
Ing. Ana Irene Rivas
INGENIERÍA CONCURRENTE
la IC concierne no sólo el
desarrollo de un nuevo
producto que sea fácil de
manufacturar, sino que se
concentra también en mejorar,
modernizar y/o crear nuevos
procesos y nuevas políticas de
operación