Transcript unidad ii: manufactura y diseño asistido por computadora

UNIDAD II: MANUFACTURA Y DISEÑO
ASISTIDO POR COMPUTADORA
oINTRODUCCIÓN
oSISTEMAS
COMPUTARIZADOS EN LA MANUFACTURA
oSISTEMAS CAD/CAM
oCIM
Y EL AMBIENTE MANUFACTURERO
oSISTEMA
oDISEÑO
DE MANUFACTURA FLEXIBLE (FMS)
DEL PRODUCTO, DEL PROCESO Y LA PRODUCCIÓN
INTRODUCC IÓN

La máquina herramienta ha jugado un papel fundamental en el
desarrollo tecnológico, hasta el punto que la tasa del desarrollo de
máquinas herramientas gobierna directamente la tasa del
desarrollo industrial.
Por ejemplo, si para la mecanización total de un número de piezas
fuera necesario realizar las operaciones de fresado, mandrinado y
perforado, es lógico que se alcanzaría la mayor eficacia si este grupo
de máquinas herramientas estuvieran agrupadas, pero se lograría
una mayor eficacia aún si todas estas operaciones se realizaran en
una misma máquina.
Esta necesidad, sumada a numerosos y nuevos requerimientos que
día a día; aparecieron forzaron la utilización de nuevas técnicas que
reemplazaran al operador humano. De esta forma se introdujo el
control numérico en los procesos de fabricación, impuesto por varias
razones:
Necesidad de fabricar
productos, los cuales
no se podían producir
en cantidad y calidad
sin recurrir a la
automatización del
proceso.
PRODUCTIVIDAD
Necesidad de fabricar
productos, a precios
suficientemente
bajos.
Necesidad de obtener
productos muy
difíciles ó muy
imposibles de fabricar
por ser excesivamente
complejos para ser
controlados por un
operador humano.
En 1942, surgió el primer control numérico verdadero, debido a una
necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la realización;
de helicópteros de diferentes configuraciones.
SISTEMAS COMPUTARIZADOS EN LA
MANUFACTURA
SISTEMAS CAD/CAM


La combinación de CAD y CAM, en el término CAD/CAM simboliza
el esfuerzo para integrar tanto el diseño y la manufactura dentro de
una actividad continua.
El CAD puede dirigir los problemas centrales de manufactura según
Hunt (1989).
Los sistemas CAD fueron los
primeros en aparecer.
Posteriormente los
sistemas CAM.
Y finalmente se llegó
al concepto CIM.
Algunas razones importantes para el uso del sistema CAD:
INCREMENTAR LA
PRODUCTIVIDAD
DEL DISEÑO
MEJORA LA
DOCUMENTACIÓN
DEL DISEÑO
MEJORA LA
CALIDAD DEL
DISEÑO
CREA BASE DE
DATOS DE
MANUFACTURA
APLICACIONES



DE
CAD/CAM
La base de cualquier sistema CAD / CAM es la plataforma de
software usada en generar y documentar el modelo de una parte o
documento y es el llamado corazón del sistema.
Es a través de aplicaciones que las verdaderas eficiencias del CAD /
CAM en términos de ahorro en producción y costos relacionados con
el proceso se pueden ver realizadas.
Las aplicaciones en el ambiente CAD / CAM pueden ser separadas
en tres tipos principales:
Ver Tabla 1.1
FUNCIÓN
DISCIPLINA
INDUSTRIA
Diseño
Estructural
Aeroespacial
Análisis
Mecánica
Automotriz
Documentación
Eléctrica
Electrónica de
consumo
Planeación de
producción
Electrónica
Otros
Manufactura
Arquitectura
Control de
calidad
Civil
Simulación
Otros
Soporte logístico
FUNCIÓN: SON NORMALMENTE AQUELLAS OPERACIONES, HERRAMIENTAS O ACCIONES SOPORTADOS POR LA
PLATAFORMA DE SOFTWARE.
DISCIPLINA: SON CREADAS CON LA ADICIÓN DE SOFTWARE ESPECIALIZADO DE APLICACIÓN, LIBRERÍAS, INTERFACES DE USUARIO
Y HERRAMIENTAS SOBRE LAS FUNCIONES BÁSICAS CON EL FIN DE CREAR DIAGRAMAS ESQUEMÁTICOS O APLICACIONES DE ESTILO DE
SOFTWARE DE MODELACIÓN DE SUPERFICIE.
INDUSTRIA:
SON CREADAS CON EL SOFTWARE ESPECÍFICO PARA DISCIPLINAS O INDUSTRIAS, Y LA ADICIÓN DE LIBRERÍAS Y
HERRAMIENTAS ESPECIALES PARA CADA PROCESO.
EJEMPLO DE APLICACIONES:
DISEÑO MECÁNICO
DISEÑO ELECTRÓNICO
Pionera del CAD, tuvo su origen en los
desarrollos efectuados por las empresas
aeronáuticas europeas y americanas.
Ayuda a:
Dibujos geométricamente sencillos, no
precisa de superficies complejas ni
modelos de tres dimensiones. El
problema es por poco complejo que sea
el circuito, la cantidad de elementos y
conexiones es tan grande que es difícil de
representar manualmente siendo muy
laboriosa.
1. Estudios de distribución de espacios.
2. Estilo exterior e interior.
3. Estudios ergonómicos.
4. Campos de visión.
5. Simulación aerodinámica.
6. Análisis estructural, dinámico y
térmico.
INGENIERIA
INDUSTRIAL
1. Distribuciones de planta: Máximo
aprovechamiento de espacio, mínima
distancia entre elementos, secuencias
determinadas, mínimo recorrido, etc.
2. Diseño y ubicación de redes de
transporte: electricidad, agua, gas. aire
comprimido.
3. Diseño de los edificios
industriales.
HERRAMIENTAS CAD/CAM




La modelación básica, la modelación del ensamblado, el cuidar los
detalles, el dibujo y la documentación son las herramientas que
componen la plataforma de software en el ambiente CAD / CAM.
En el mundo del CAD / CAM, el primer foco está apuntado a la
geometría. Es al mismo tiempo, la herramienta con la que el sistema
se construye y la primera constante en cualquiera de sus
aplicaciones.
Muchos sistemas CAD / CAM disponibles están confinados a la
creación de diseños y dibujos a través de los gráficos de un
computador. Otros proveen un más comprensivo juego de
herramientas y geometría, tal y como lo permite la tecnología
actual.
Los métodos básicos de modelación usados por estos sistemas son los
que definen su precio, capacidad y productividad para el usuario.
Por ejemplo, Los sistemas de dibujo de dos dimensiones requieren
algoritmos matemáticos más simples, y producen archivos menores.
Los de dos y media dimensiones necesitan procesadores más
poderosos, pero proveen información de profundidad, muestran
imágenes tridimensionales y generan vistas que aumentan la
productividad.




Hay distintas maneras de generar modelos de ensamblado en estos
sistemas, los cuales son:
Modelos en modelos.
Figuras y ensamblados inteligentes.
Etc.
Todo va en el software y hardware del que se disponga.
CAM (Computer-Aided Manufacturing).
 Una vez definido el producto en la etapa de diseño; estudia y
establece los medios, máquinas-herramientas. CAM es el uso
efectivo de la tecnología en la planeación y control de la función de
la manufactura.


CAM se emplea para el control directo de los equipos de proceso y/o
transporte, manejo de materiales ó para apoyar indirectamente las
operaciones de fabricación. Se trata básicamente de sistemas que
controlan las operaciones de las máquinas herramientas en el
taller.
Estas pueden desarrollar varias operaciones, por lo que se le
suministran instrucciones desde un ordenador en relación a las que
deberán llevar a cabo para obtener los distintos tipos de artículos.
BENEFICIOS DE LA APLICACIÓN DE CAM
Disminución en el tiempo de manufactura.
Aumento en la flexibilidad de manufactura
Reducción en los costos de mano de obra
directa.
Disminución de materiales, etc.
APLICACIONES DE CAM

Las aplicaciones del CAM pueden ser divididas en dos
grandes categorías:
PLANEACIÓN DE LA
MANUFACTURA
CONTROL DE
MANUFACTURA
La
computadora
es
usada
indirectamente para soportar la
función de la producción. Incluye:
1.Estimación de costos.
2.Planeación del proceso asistido
por computadora (CAPP).
Manejo y control de las
operaciones físicas en la
fábrica.
El
control
de
procesos, control de calidad y
monitoreo de procesos.
3.Datos para maquinado
computarizado.
4.Planeación de producción e
inventarios.
CIM Y EL AMBIENTE MANUFACTURERO
 John
Bernard lo define así:
La integración de las computadoras digitales en todos los aspectos del
proceso de manufactura.
Otra definición afirma:
Se trata de un sistema complejo, de múltiples
capas diseñado con el propósito de minimizar
los gastos y crear riqueza en todos los
aspectos.
Automatiza, controla y eleva el
nivel de integración en todos los
niveles de la manufactura.
Las meta más importante en la automatización en la
manufactura son:
Calidad del
producto
Integrar
varias
operaciones
para mejorar
la
productividad
Minimizar
tiempo
Reducir el
costo de
fabricación
Sin importar cuán eficientes sean las operaciones de corte, ensamble
y movimiento de materiales, mientras no exista una buena
coordinación y planificación no existirá eficiencia.
 La tecnología CIM que mejora la administración de la manufactura
son:
Sistemas MRP II (manufacturing resource planning) ó
planeación
de insumos de manufactura.
JIT (just in time).

Para entender la tecnología CIM, se requiere entender los siguientes
conceptos:
CIM
MANUFACTURA
INTEGRACIÓN
COMPUTADORAS
En el ambiente manufacturero existen, una jerarquía de control
en la cual hay cinco niveles:
 Control de máquinas (PLCs): Nivel más bajo, productos basados en
microprocesadores que controlan directamente las máquinas.
 Control de celdas: Varias máquinas trabajan en conjunto, y aunque
cada una de ellas trabaja con su propio control, existe un computador
central que las maneja.
 Computador de área: Monitorea operaciones de un área de la planta,
por ejemplo, una línea de ensamblado o una línea de soldadura
robotizada.
 Computador de planta: Sirve más para funciones administrativas,
puesto que a pesar de que la planeación debe hacerse a distintos
niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide las labores
en la planta.
 Computador corporativo: Al tope de la jerarquía de control,
encontramos el computador corporativo, dentro del cual reside la
base de datos y los programas financieros y administrativos de la
empresa.
BENEFICIOS ESTRATÉGICOS DEL CIM
BENEFICIOS
DESCRIPCIÓN
Flexibilidad
Capacidad de responder más rápidamente a cambios en los requerimientos
de volumen ó composición.
Calidad
Resultante de la inspección automática y mayor consistencia en la
manufactura.
Tiempo perdido
Reducciones importantes resultantes de la eficiencia en la integración de
información.
Inventarios
Reducción de inventario en proceso y de stock de piezas terminadas, debido
a la reducción de pérdidas de tiempo y el acceso oportuno a información
precisa.
Control gerencial
Reducción de control como resultado de la accesibilidad a la información y
la implementación de sistemas computacionales de decisión sobre factores
de producción.
Espacio físico
Reducciones como resultado de incremento de la eficiencia en la
distribución e integración de operaciones.
Opciones
Previene riesgos de obsolescencia.
SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE
(FMS)
Consiste en un
grupo de máquinas
controladas por
computadoras y
sistemas
automáticos de
manejo, carga y
descarga de
material, todo ello
controlado por un
computador
supervisor.
Es un sistema
integrado por
máquinas herramientas
enlazadas
mediante un
sistema de manejo
de materiales
automatizado
operados
automáticamente
con tecnología
convencional o al
menos por un
CNC
Capacidad de
manufacturar piezas o
ensamblados usando
el mismo grupo de
máquinas
Una línea de producción con uso y operación variable de las
estaciones puede funcionar como FMS. Es por esto que la
manufactura flexible describe cualquier grupo de máquinas o centros
con el objeto de mover material entre ellos. El sistema completo está
manejado por computadores, los cuales pueden manufacturar
colectivamente diferentes partes y productos desde el inicio al final.
El FMS de manufactura está caracterizado por la capacidad de
integrar estaciones de trabajo, manejo automático de materiales y
control computacional.



El uso de FMS conlleva el uso de otros sistemas como son:
Tecnología de grupo (Group Technology): Permite clasificar piezas
con características de fabricación similares.
Justo a tiempo (JIT): Permite que las materias primas lleguen al
lugar indicado en el momento preciso.
Planeación de requerimientos de productos (MRP): El material
entrante es seleccionado para llegar al lugar correcto a la hora
indicada.


Sistemas CAD: con el fin de permitir el uso de datos y
especificaciones milimétricas del diseño en la programación de
máquinas de control numérico (NC) e inspección automática.
COMPARACIÓN DE SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE
(FMS)
La mayor parte de las instalaciones FMS actualmente en operación
se emplean para manufacturar partes prismáticas que requieren
operaciones de taladrado, fresado, ranurado o torneado.
CLASIFICACIÓN DE PROCESOS DE
PRODUCCIÓN IMPLEMENTADOS EN LA
MANUFACTURA
Existen ocho tipologías de sistemas productivos:
Proyecto
Producción generalmente de productos únicos
complejidad que requieren gran cantidad de inputs.
de
cierta
Deben fabricarse en un lugar definido debido a que es difícil o
casi imposible transportarlos una vez terminados.
El sistema de producción Job-Shop fabrica muchos productos
diferentes en volúmenes que varían entre la unidad y pocas
unidades de cada producto. Consiste en una fabricación no en serie,
de lotes pequeños, para pedidos únicos o de pequeñas cantidades.
Configuración del
taller (Job Shop)
Por lo regular implica productos adaptados, diseñados a la medida
del cliente y de naturaleza muy poco repetitiva. Se requieren
operaciones poco especializadas, las cuales son realizadas por un
mismo obrero o por un grupo pequeño de ellos, los cuales tienen
la responsabilidad de terminar todo o casi todo el producto. Como se
fabrican productos muy diferentes, los recursos son flexibles y
versátiles.
El flujo material es irregular, aleatorio y varía considerablemente de
un pedido al siguiente. Se requiere que el fabricante interprete el
diseño y las especificaciones del trabajo, así como que aplique
capacidades del alto nivel en el proceso de conversión. En la
producción Job-Shop lo que se trata es de obtener un "producto a
medida" del cliente.
El sistema de flujo en lotes produce menos variedad de producto
en volúmenes más elevados que el caso anterior.
Configuracion por
lotes (Batch)
El mayor volumen se debe a un aumento de la repetitividad en
ciertos artículos que se hacen dominantes.
Estos productos se fabrican en lotes, que representan unos pocos
meses de requerimientos de clientes. En este caso se requieren
más operaciones, y éstas son más especializadas, por lo que
difícilmente un mismo operario pueda dominarlas todas con
una eficiencia aceptable. En tal sentido, el trabajo se divide en
diferentes etapas tecnológicas, en las cuales los lotes sufren
distintas operaciones. Así la instalación se suele dividir en
secciones o talleres, en los cuales se agrupan los equipos
con funciones similares. Se suele emplear una combinación de
layouts celulares y funcionales. Los layouts celulares se utilizan
cuando es efectivo en cuanto a costos disponer el equipo
en células, para producir familias de productos.
Como hay muchos productos, el equipo y utillaje son mayormente
flexibles, de propósito general. El flujo material es desconectado
aunque regular, variable de un pedido a otro, aunque existen
pautas de flujo para familias de productos y para grandes lotes. Es
el sistema más utilizado.
Configuracion en linea
acompasada por el equipo (LAE)
El equipo y procesos están organizados en una
línea o líneas especializadas para producir un
pequeño número de productos diferentes o
familias de productos.
Estos sistemas se usan sólo cuando el diseño
del producto es estable y el volumen es lo
suficientemente elevado para hacer un uso
eficiente de una línea especializada con
capacidades dedicadas.
Se fabrica a una tasa constante, con un flujo
automatizado e intensivo en capital. Los
operarios realizan tareas relativamente simples a
un ritmo determinado por la velocidad de la
línea.
El control del ciclo productivo está automatizado,
existe alta estandarización y una elevada
eficiencia en todo el proceso.
Se utiliza cuando el número de productos diferentes es
demasiado elevado y los volúmenes de producción
demasiado variables para el sistema en línea con flujo
acompasado por el equipo.
Configuración en
línea acompasada por
operarios (LAO)
En este sistema, la línea es más flexible que en el caso
anterior, y puede funcionar con una variedad de velocidades.
La tasa de producción depende del producto particular que
se fabrique, del número de operarios asignados a la línea y
de la eficacia del trabajo en equipo de los operarios.
Aunque los productos sean algo diferentes, son
técnicamente
homogéneos,
usando
la
misma
instalación, personal y la misma secuencia de estaciones de
trabajo, aunque alguno de ellos pueda no pasar por alguna
que no le es necesaria.
El ciclo de productivo está controlado por los operarios a
diferencia de la LAE donde dicho control está automatizado,
esto hace que sea más flexible y versátil que el anterior.
Configuración de flujo
continuo
Este sistema es similar al de línea en flujo acompasado por el
equipo. Sin embargo, es más automatizado, más intensivo en
capital y menos flexible.
Cada máquina y equipo están diseñados para realizar siempre
la misma operación y preparados para aceptar de forma
automática el trabajo suministrado por la máquina precedente.
Está diseñado para fabricar un producto o una familia limitada
de productos en volúmenes muy elevados. El diseño del
producto es muy estable, a menudo es un producto genérico o
«commodity». El flujo material es continuo sincronizado,
integrado a través de toda la instalación como si fuera un gran
proceso tecnológico.
Este rígido sistema, se basa en un proceso muy automatizado,
costoso y especializado en la obtención de un producto
estándar, donde la homogeneidad es total y absoluta,
funcionando continuamente con mínima intervención del
personal de línea.
Generalmente precisa laborar las 24 horas para procurar ser un
sistema costeable y eficiente.
Es importante distinguir entre el sistema de producción JIT y las técnicas JIT.
JIT
Las técnicas denominadas JIT incluyen:
Control estadístico de la calidad.
Reducción de los tiempos de cambio.
Polivalencia de los trabajadores.
Versatilidad de los equipos.
Estandarización de operaciones.
Enfoque de la producción mediante «arrastre» (Kanban).
Mantenimiento autónomo.
Implicación de todo el personal en las decisiones gerenciales.
Control automático de defectos.
Dichas tecnicas, se usan en el sistema de producción JIT.
Surgido en Toyota Motor, es un sistema de flujo lineal (virtual o físico) que fabrica muchos productos
en volúmenes bajos a medios. Por su diseño, el sistema JIT fuerza la eliminación de todos los
innecesarios ("desperdicios"), y a partir de aquí, impone la mejora continua.
Esto conduce naturalmente a:
Costos inferiores.
Mejoras en la calidad.
Entregas más rápidas.
El sistema JIT es el más difícil de diseñar, implantar y gestionar de todos, y pueden existir diferentes
niveles de implantación del mismo.
SISTEMA FLEXIBLE
DE FABRICACIÓN
(FMS)
Consiste en un grupo de máquinas controladas por computadoras y
sistemas automáticos de manejo, carga y descarga de material, todo
ello controlado por un computador supervisor.
Puede funcionar sin atención de personal durante largos periodos.
Las máquinas, el sistema de manipulación de materiales y las
computadoras son muy flexibles, versátiles, lo que permite a un sistema
FMS fabricar muchos productos diferentes en bajos volúmenes. Por ser
sumamente costoso, se emplea comúnmente en situaciones en las que
no pueden utilizarse sistemas de producción en línea de flujo más
simples y baratos. Por lo general, se desarrolla en un entorno CIM
(manufactura integrada por computador).
CONCLUSIÓN DE LOS SISTEMAS PRODUCTIVOS
Las seis primeras modalidades de sistemas de producción se han denominado sistemas
tradicionales ó clásicos y están fundamentados por los enfoques de gestión craft y
producción en masa, que van desde la búsqueda de habilidades y capacidades
individuales basadas en la funcionalidad del proceso y la pericia del operario, hasta la
consecución de alta productividad y eficiencia a través de la optimización de las
operaciones y economías de escala.
Las dos últimas, Just in Time (JIT) y Sistemas Flexibles de Fabricación (FMS),
han surgido producto de un nuevo enfoque de gestión de la producción denominado
«lean production» o producción ajustada, surgido en los últimos años y que se basa en la
producción con mínimo desperdicio, que busca la eliminación de aquellas actividades
que no añaden valor, así como los consumos innecesarios de recursos, que se consideran
como despilfarro.
Ambos sistemas, híbridos por naturaleza, están dotados de eficiencia y flexibilidad, y
sus diferencias básicas radican en el grado de intensidad tecnológica utilizado en sus
operaciones y procesos.
Estos sistemas de producción, clásicos y modernos, se diferencian entre sí
por:
El comportamiento descrito en las diversas dimensiones técnicas y empresariales,
propias del diseño del sistema así como de su funcionamiento, tales como, y por citar
algunos ejemplos:
•Repetitividad
•Nivel
•Tipo
•Mix
de las operaciones y trabajos.
de continuidad o intermitencia en el flujo material.
de producción predominante.
de producto con que se opera (volumen-variedad).
•Estructura
espacial utilizada.
•Estructura
temporal de la producción.
•Propia
naturaleza del producto que se fabrica y comercializa (estándar, especial ó
adaptado).
•Nivel
de especialización de las capacidades.
•Nivel
de estandarización de productos.
•Grado
de automatización incorporado.
Así como las dimensiones de competencia /mercado que se proveen al cliente final, entre
otras.
DISEÑO DEL PRODUCTO, PROCESO, Y
PRODUCCIÓN.
EL DISEÑO DEL PRODUCTO:
•
•
•
•
•
Concepto de producto
Estrategias en la introducción de nuevos productos
El proceso de desarrollo de nuevos productos
El ciclo de vida del producto
El diseño modular
CONCEPTO DE PRODUCTO
El producto es la
capacidad de darnos a
cada uno lo que
deseamos.
ESTRATEGIAS
EN LA INTRODUCCIÓN DE NUEVOS PRODUCTOS
1. ARRASTRE DEL
MERCADO



Se debe fabricar lo que se
puede vender.
Se determinan las
necesidades del cliente y
luego la empresa organiza
los recursos y procesos
para abastecer al cliente.
El mercado arrastrará los
productos que se hagan.
2. EMPUJE
3. INTERFUNCIONAL
TECNOLÒGICO  El producto no solamente
•
•
La tecnología
constituye el
principal
determinante de los
productos que la
empresa debe
fabricar, sin
preocuparse del
mercado.
Se “empujan”
productos al
mercado y la labor
de mercadotecnia
es crear demanda
para esos
productos
superiores.
debe adaptarse a las
necesidades del mercado,
sino debe contar con una
ventaja técnica. Todas las
funciones (mercadotecnia,
ingeniería, operaciones y
finanzas) deben cooperar
para diseñar los nuevos
productos.
ETAPAS DEL PROCESO DE DESARROLLO DE
NUEVOS PRODUCTOS
EL PROCESO DE DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS
1. Generación de la idea
1.1 Relación de atributos: Esta técnica requiere enumerar los principales atributos de un producto existente
y después de modificar cada uno de ellos en la búsqueda de un producto mejorado.
1.2 Relaciones forzadas: Aquí varios objetos se consideran en relación con el resto.
1.3 Análisis morfológico: Este método busca identificar las dimensiones estructurales de un problema y el
examen de las relaciones entre ellos, la esperanza radica en encontrar alguna combinación novedosa.
1.4 Identificación de necesidades y problemas: Las anteriores técnicas creativas no requieren del
consumidor para generar ideas. Los consumidores reciben una lista de problemas y dicen cuales de ellos
acuden a su mente cuando se mencionan dichos problemas.
1.5 Tormenta de ideas: El problema debe ser específico, el grupo común para esta técnica, consiste de seis
a diez personas estimulando lacreatividad del grupo por medio de la tormenta de ideas. Las ideas comienzan
a fluir, una idea sigue a la otra y en una hora es probable grabar cien o más ideas. Se señalan
cuatro principios para que una deliberación alcance una máximo de eficacia:
No se permite la crítica (los comentarios negativos deben dejarse para después).
Es bienvenida la espontaneidad (Mientras más original sea la idea mejor).
Estimular la cantidad (más ideas, mayor probabilidad).
Estimular la combinación y mejora de ideas (Debe sugerir la forma de integrar las ideas a otros
aún más nuevos).
2. Selección del producto
Las ideas generadas en la primera fase pasan por un triple filtro:
¿Se puede fabricar?
¿Se puede vender?
Filtro de
Operaciones
Filtro de
Mercado
¿Es rentable fabricarlo y venderlo?
Filtro
Financiero
La idea de un nuevo producto también puede someterse a un análisis
financiero típico mediante el cálculo de un rendimiento aproximado
sobre la inversión. Es necesario estimar un flujo de efectivo de la
inversión, y los ingresos y costos de las ventas del producto en el
futuro.
2. Diseño preliminar del producto
Costo
El resultado debe ser,
un diseño que resulte
competitivo en el
mercado y que se pueda
producir operaciones.
Calidad
4. Construcción del prototipo.
La construcción del prototipo puede tener varias formas diferentes,
debe parecerse lo más posible al producto final.
5. Pruebas
Las pruebas en los prototipos buscan verificar el desempeño en:
El desempeño comercial, es construir suficientes
prototipos para apoyar una prueba de mercado
para el nuevo producto
El desempeño técnico, comprobando cada una de
sus especificaciones técnicas, si estas están
funcionando correctamente.
6. Diseño definitivo del producto
1. Se incorporan los cambios considerados oportunos en las fases anteriores.
2. Se enfoca en la terminación de las especificaciones de diseño para que se pueda
proceder con la producción.
3. La investigación y desarrollo (I+D), no solo debe desarrollar especificaciones de diseño
para las operaciones.
4. Se desarrolla la tecnología de proceso, datos de control de calidad, procedimientos de
prueba del rendimiento del producto o fabricación.
EL CICLO DE VIDA DEL PRODUCTO
Volumen
de Ventas
Declive
Crecimiento
Introducción
Madurez
Tiempo
LAS ETAPAS DEL CICLO DE VIDA
Costos y precios altos
Alto riesgo técnico/mercado
Producto en pocas versiones/
pocos accesorios
Distribución problemática
Estancamiento de la demanda
Saturación del mercado
Competencia alta
Competencia
Proceso (costes)
Producto (precios, comunicación,
estrategia)
Tasa de crecimiento de las ventas
Distribución
Crecimiento
Alto crecimiento de la demanda
Variantes y accesorios de producto
Perfeccionamiento del proceso
Abaratamiento de costos
Madurez
Declive
Reducción de la demanda
Exceso de capacidad
Agresiva competencia en precios
Obtener toda la información posible
Responder con rapidez a los
cambios
Consolidar la innovación
Diferenciación del producto
basada en servicio, calidad
Centrarse en segmento con
mayores posibilidades
Internacionalización
Madurez
Crecimiento
ESTRATEGIAS
RECOMENDADAS
Política adecuada de precios
Perfeccionamiento del proceso
Perfeccionamiento del producto
Potenciar imagen empresa
Declive
Liderazgo mediante fusiones, etc.
Segmento c/mejores condiciones
Cosecha: maximizar efectivo
Retirada rápida: abandonar
EL DISEÑO DEL PROCESO
PROCESO PRODUCTIVO
Concepto:
Secuencia de operaciones que transforman inputs en
outputs. Resultado de la implementación de una
tecnología: forma concreta de hacer trabajar en equipo
a unos inputs combinados en una proporción dada
Influencia en :
Estructura
de costos
Calidad del producto.
Tiempos de entrega.
 Flexibilidad de las
operaciones.
EL DISEÑO DEL PROCESO Y LA PRODUCCIÓN:
El diseño del proceso, específica como se
desarrollarán las actividades que la función
de producción debe realizar.
El tipo de diseño del proceso a su vez afecta los trabajos disponibles, y el tipo de fuerza
de trabajo empleada. El proceso también afecta la calidad del producto, debido a que
algunos procesos se controlan mas fácilmente que otros.
TIPOS DE PROCESO
1.
Flujo lineal: El producto se somete siempre a la misma
secuencia de operaciones desde un extremo a otro de la línea de
fabricación. Se da en alto volumen, y un producto o familia
estandarizado; las empresas deben de analizar con cuidado.
Producción en masa:
cadenas de montaje
2.
Producción continua: procesos para
servicios/ productos no contables
Flujo intermitente ó en lotes: El producto pasa por unos
centros de trabajo u otros en una secuencia variable según sus
especificicaciones. El volumen es bajo.
3.
Proyecto: Flujo de operaciones único
Flujo Lineal
Centro
Trabajo B
Centro
Trabajo A
Centro
Trabajo C
Flujo Intermitente
Centro
Trabajo D
Centro
Trabajo E
Centro
Trabajo F
Proyecto
Versiones
distintas
TIPOS DE PROCESO
PRODUCTO
Condiciones del
mercado
FLUJO DE
TRABAJO
POR PRODUCTO
POR PROCESO
POR POSICIÓN
FIJA




Diversificado
Volúmenes de
producción variable
 Tasas de producción
variables
Mercado de volumen
menor,
precios
intermedios
 Flujo variable
 Cada Item puede
requerir una
secuencia de
operaciones propia


Fundamentalmente
cualificada, sin
necesidad de
estrecha supervisión
y moderadamente
adaptable


Necesario en
programación,
manejo de
materiales y control
de la producción y
los inventarios

Estandarizado
Alto volumen de
producción
 Tasa de producción
constante
Mercado masivo para
productos económicos


MANO DE OBRA


PERSONAL
STAFF

Línea continua o
cadena de
producción
Todas las unidades
siguen la misma
secuencia de
operaciones
Altamente
especializada y poco
cualificada
Capaz de realizar
tareas rutinarias y
repetitivas a ritmo
constante
Numeroso personal
auxiliar en
supervisión, control
y mantenimiento

Normalmente, bajo
pedido
Volumen de
producción bajo
Mercado para productos
de precio alto


Mínimo o
inexistente
Personal,
maquinaria y
materiales van al
producto cuando se
necesita
Alta flexibilidad
Fundamental en la
programación y
coordinación de las
actividades
POR PRODUCTO
POR PROCESO
MANEJO DE
MATERIALES
 Previsible, sistematizado
y, a menudo,
automatizado
INVENTARIOS
 Alto de productos
terminados
 Alta rotación de materias
primas y material en
proceso
Materias primas
(precio y
disponibilidad)
Problemática. Cambios
costosos si se interrumpe la
oferta
 Eficiente
 Variable, a menudo
 Variable, y, a menudo,
hay esperas,
escaso
duplicaciones y
retrasos
 Escaso de productos  Inventarios variables y
terminados
frecuentes
 Altos inventarios y baja
inmovilizaciones (ciclo
rotación de materias
de trabajo largo)
primas y materiales en
curso
Menos problemática
Sin problemas. Muy
flexible.
 Ineficiente
 Gran necesidad de
espacio del material en
proceso
 Elevada inversión en
 Inversiones más bajas
NECESIDADES
procesos y equipos
en proceso y equipos
DE CAPITAL
altamente especializados
de carácter general
 Costes fijos relativamente  Costes fijos
COSTO DEL
altos
relativamente bajos
PRODUCTO
 Bajo coste unitario por
 Alto coste unitario por
mano de obra y materiales
mano de obra y
materiales
Posibles cambios de Alto riesgo
Riesgo intermedio
UTILIZACIÓN
DEL ESPACIO
tecnología
POR POSICIÓN FIJA
 Generalmente toda la
superficie es requerida
por un único producto
 Equipos y procesos
móviles de carácter
general
 Costes fijos
relativamente bajos
 Alto coste unitario por
mano de obra y
materiales
Bajo riesgo
CORRESPONDENCIA ENTRE TIPO DE PROCESO Y
DISTRIBUCIÓN
Flujo Lineal
Orientada producto
Flujo Intermitente Orientada proceso
Proyecto
Posición Fija
CLASIFICACIÓN POR TIPO DE PEDIDO
a. Proceso de fabricación para inventarios.
•No se asignan pedidos individuales.
• Se cuenta con una línea de producción estandarizada.
• La compañía acumulara inventario anticipándose a la demanda; por lo tanto, los pronósticos, la
administración de inventarios y la planeación de la capacidad se vuelven esenciales.
b. Proceso de fabricación por pedido.
• Se responde a los requerimientos del cliente.
• Se realizan pedidos individuales.
• Se cuenta con una amplia gama de especificaciones.
• Las actividades de procesamiento se relacionan con los pedidos individuales.
Características
Fabricación para
inventarios
Fabricación por pedido
Producto
Especificado por el
productor.
Baja variedad.
Poco costo.
Especificado por el
cliente.
Alta variedad.
Costo alto.
Objetivos
Balancear inventarios
Capacidad y servicio
Administrar tiempos
de entrega y capacidad.
Principales problemas Pronósticos, planeación Promesas de entrega y
en las operaciones
y control de
tiempos de entrega.
inventarios.
MATRIZ DE LAS CARACTERISTICAS DEL PROCESO
DESCRIPCIÓN
FABRICACIÓN PARA
INVENTARIOS
FABRICACIÓN POR PEDIDOS
Flujo lineal
I
Refinación del petróleo
molinos de harina
productos enlatados
II
Línea de ensamble automotriz
compañía telefónica
servicio eléctrico
Flujo intermitente
III
Fabrica de vidrio
fabrica de muebles
alimentos rápidos
IV
Restaurante
hospital
joyería
Por proyecto
V
Casas para especulación
pinturas comerciales
VI
Edificios, cines
Barcos, Vehículos espaciales
DISTRIBUCIÓN

Ordenación y ubicación de los factores productivos para
integrar los diferentes elementos en un sistema productivo
que consiga los objetivos propuestos.
REQUERIMIENTOS:
•UNIDAD: conformación de sistema
•CIRCULACIÓN MÍNIMA: economía de movimientos / recorridos
•FLEXIBILIDAD: Adaptabilidad a cambios (particiones modulares)
•SEGURIDAD: satisfacción, comodidad
INDICIOS QUE SUGIEREN UNA
REDISTRIBUCIÓN
Falta de espacio
 Cuellos de botella
 Accidentes laborales
 Acumulación de materiales en proceso
 Distancias excesivas a recorrer en el proceso
 Malestar de los trabajadores

CARACTERISTICAS DE LA DISTRIBUCIÓN
EN FORMA DE “U”
Se suele utilizar para células de trabajo.
 Son pequeñas líneas de fabricación, es decir conjunto
de máquinas y trabajadores que realizan una serie
de operaciones sobre una serie de productos o piezas.
 Las piezas siguen un camino secuencial (la U) pero
los operarios no.
 Intenta compatibilizar los objetivos de eficiencia y
flexibilidad.

EJEMPLO: DE DISEÑO Y FABRICACIÓN DE LA
CERVEZA.
Introducción:
Somos una Industria NICA dedicada a la fabricación e instalación, y puesta en marcha
de maquinarias y productos para la elaboración de cerveza.
Una empresa que trabaja con la más alta tecnología que requiere la industria
alimentaria para cada proceso, con accesorios sanitarios.
DISEÑO DEL PROCESO
Dicha empresa, el tipo de proceso que utiliza es de flujo lineal, utilizando la tipología de producción producción en masa
debido al alto grado de volumen de producto que se fabrica.
DIAGRAMA DE FLUJO
PROCESO DE MOLIENDA
DE LA MALTA
PROCESO DE
MACERACIÓN
FILTRACIÓN DE GRANO
LAVADO DE GRANO
COCCIÓN DEL MOSTO
ENFRIAMIENTO DEL
MOSTO
INYECCIÓN DE
LEVADURA
FERMENTACIÓN Y
MADURACIÓN
FILTRACIÓN
CARBONATACIÓN
LLENADO DE BOTELLAS
PASTEURIZADO
ETIQUETADO
ENCAJONADO
PROCESO PRODUCTIVO
 DIAGRAMA DE BLOQUE
Estado Inicial
Materia Prima:
•Malta
•Lúpulo
•Levadura (Saccharomyces
carlsbergensis)
•Agua
•Adjuntos
Proceso Productivo
1. MANEJO DE LA MATERIA PRIMAS
Una vez que la malta llega a la
fábrica, pasa directamente a planta
de producción, específicamente la
cocina donde comienza a tratarse la
malta. La malta es sometida a un
proceso de limpieza para retener las
impurezas que se encuentren
mezcladas (piedras, espigas, metales,
etc. Al igual los adjuntos.
2. ADECUACIÓN DE LAS MATERIAS
PRIMAS
Una vez que las materias primas
(malta y adjuntos) han sido
sometidos
a
los
tratamientos
adecuados de limpieza, son molidas
al grado necesario para poderlas
someter a los procesos: la malta
pasa luego del molido por un proceso
de tamizado en el que se selecciona
las partículas de acuerdo al tamaño
del tamiz, la harina que atraviesa
por los tamices va directamente a la
olla de mezclas; los adjuntos luego
de ser molidos pasan directamente a
la olla de crudos.
Producto Final
Estado Inicial
Proceso Productivo
3. OBTENCIÓN DEL MOSTO
En la olla de crudos se vierte la
totalidad del grits, más un 15% de
malta
con
relación
al
grits,
acondicionando un volumen de agua
adecuado hasta obtener una masa
uniforme por medio de agitación
constante. Al mismo tiempo que se
hierve la masa de crudos, el resto de
harinas de malta está en la olla de
mezclas, a una temperatura de 50 a
55º C, con una cantidad también
adecuada de agua, solubilizando sus
componentes valiosos (maceración). Al
final se obtiene de la olla de crudos,
una masa hervida y apta para ser
atacada por las enzimas y en la olla
de mezclas una masa de malta cuyas
enzimas están listas para actuar
sobre el material crudo. Los crudos a
una temperatura de 98º C son
bombeados a la olla de mezclas la
acción enzimática es sumamente
rápida y transforma la totalidad de
los almidones en azúcares.
Producto Final
Estado Inicial
Proceso Productivo
De la olla de mezcla pasa la masa a la olla
de filtración, de la cual se obtiene, un
líquido claro y azucarado llamado mosto,
se conoce como primera filtración.
Los materiales sólidos que quedan después
de está filtración, quedan libres de mosto,
pero se encuentran saturados de
sustancias solubles aún valiosas; por este
motivo se vierte sobre la olla de filtración
agua a una temperatura de unos 75º C,
comenzando la segunda filtración.
Este mosto segundo, se reúne con el mosto
de la primera filtración; de esta forma se
obtiene en la olla de cocción el mosto total.
En esta olla, durante un período largo de
ebullición, se logra la destrucción de
microorganismos. Durante este proceso de
cocción, se agrega el lúpulo con el
propósito de suministrar las sustancias
amargas y aromáticas que dan el sabor
característico a la cerveza.
El proceso busca la inactivación de
enzimas para evitar degradaciones y la
coagulación
de
ciertas
sustancias
nitrogenadas que pueden causar turbidez.
Producto Final
Estado Inicial
Proceso Productivo
4. OBTENCIÓN DE CERVEZA
El mosto saliente de la olla de cocción se
envía al tanque de sedimentación. Se
retienen los materiales sólidos presentes en
el mosto.
El mosto libre de partículas en suspensión
se bombea del tanque de sedimentación al
tanque de fermentación. En este trayecto se
enfría el mosto, empleando un equipo de
refrigeración, a una temperatura entre 5° y
10º C que es la adecuada para la
fermentación alcohólica; también se procede
a airear el mosto antes de agregar la
levadura pero sin dejar subir la
temperatura para impedir el desarrollo de
agentes contaminantes.
El mosto frío y aireado se recibe en los UniTank (que realizan el proceso de
fermentación y de maduración),donde se les
inyecta la levadura.
En estos tanques se tiene en si la
transformación del mosto en cerveza, ya que
las enzimas contenidas en la levadura
actúan sobre algunos de los compuestos
presentes en el mosto.
Producto
Final
Estado Inicial
Proceso Productivo
En el tiempo de fermentación de 5 a 7 días, se
realiza la transformación fundamental de
azúcar en alcohol y gas carbónico.
Una vez terminados los días de fermentación,
la cerveza verde se bombea hacia los Uni-Tank
de maduración al mismo tiempo que se baja su
temperatura hasta una lo más próxima a los 0º
C.
En estos tanques permanece por periodo de 3 a
4 semanas.
Luego la cerveza se filtra eliminando hasta el
máximo las materias insolubles, como
levadura o proteínas coaguladas que puedan
contener.
Una vez filtrada la cerveza, viene el proceso de
carbonatación que consiste en una inyección
de gas carbónico cuyo contenido es el necesario
para que la cerveza produzca una buena
formación de espuma. La cerveza saliente de
los filtros y carbonatada, se recibe en los
tanques
de
almacenamiento.
Producto
Final
Estado Inicial
Proceso Productivo
5. TERMINACIÓN Y ENVASE
De aquí pasa a la llenadora de botellas,
donde se busca envasar la cerveza a un nivel
fijo dentro de las botellas en las mejores
condiciones asépticas posibles.
A pesar de que las botellas de envase han
sido previamente esterilizadas, y en todo su
recorrido la cerveza ha sido perfectamente
controlada contra las infecciones, se debe
pasteurizar, para garantizar su conservación
durante periodos largos.
La pasteurización consiste en calentar la
cerveza a 60º C.
http://beertec.galeon.com/productos1652605.html
Producto
Final
Diagrama de Maquinaria y Equipo: Este contendrá diseño, número de serie y utilización de los mismos .
DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS EN LA ELABORACION DE
CERVEZA
En general, los diseños mecánicos, eléctricos y de control están automatizados a lo largo de todo el
proceso puesto que aumentan la eficiencia de las operaciones y disminuyen los posibles riesgos de
daños ocasionados por la manipulación.
Calderos
Usados los del tipo pirotubulares, cuyos hogares constan de sopladores y quemadores para combustibles líquidos (en
nuestro caso Diesel) que se encargaran de generar el vapor necesario para el edificio de cocinas. Cabe recalcar que
para mayor rendimiento térmico el sistema de combustión, así como el de transporte continuo, se encuentran
confinados en un cuerpo especialmente diseñado con aislamientos térmicos seleccionados para la aplicación y las
temperaturas de operación.
Motores
Son empleados en el accionamiento de las bandas transportadoras, los transportadores de canguilones, bombas,
ventiladores y compresores. Para los accionamientos, de preferencia, en la adquisición de motores de corriente alterna
que funcionan a una velocidad constante donde su eficiencia será la máxima únicamente cuando la carga es máxima,
se acoplaran accionamientos de velocidad ajustable de corriente alterna con el propósito de variar la frecuencia de la
potencia suministrada al motor con el fin de reducir la velocidad para que concuerde con la necesidad de carga.
Motores Diesel
Pueden ser empleados en la generación de energía eléctrica caso no se satisfaga la demanda por la compañía de
electricidad y en caso de emergencias por apagones en tiempo de estiaje.
Bombas
Son del tipo axial y se emplean para transportar los diferentes fluidos conformados a lo largo del proceso. Por lo
general empleados en evacuaciones realizadas en el edificio de cocinas, como las salidas entre: Olla de crudo, olla de
mezclas, olla de filtración (afrechos), olla de cocción, sedimentador, tanques de fermentación, tanques de maduración,
tanques de almacenamiento y por ultimo hacia la llenadora.
Se propone el empleo de bombeo programado para satisfacer pronta y eficientemente la presión y caudales requeridos
en cualquier instante, sin aplicar una fuerza innecesaria y con un mantenimiento mínimo
Compresores
Empleados en su mayoría del tipo pistón, permiten el funcionamiento de: el sistema de aire comprimido para la
inyección del aire en la fermentación y en la maduración, el sistema de enfriamiento mecánico directo de refrigeración
con gas amoniaco y el transporte y llenado del gas carbónico producido en la fermentación para la conformación del
producto final.
El rendimiento del sistema de aire comprimido puede aumentarse mediante el uso de aire de entrada de los lugares
más fríos posibles, puesto que el aire frío es más denso y requerirá menos energía para ponerlo a la presión requerida
para su inyección en los tanques.
Ventiladores
Se utilizan en las instalaciones de recepción de malta así como en la instalación de molienda para extracción de polvo.
Transporte Cambio y Almacenamiento
Bandas Transportadoras.
Usadas para el transporte de la malta y adjuntos desde su recepción realizada por camiones hasta los elevadores y
transportadores de canguilones hacia las tolvas de dosificación o canalones. Son bandas deslizadoras en pasantes de
lámina de metal y bandas de protección contra el polvo.
Su velocidad de flujo es pequeña debido al peso de la malta y los adjuntos, que en este caso viene determinado por el
grado de humedad que estos contengan.
Elevadores y Transportadores de Canguilones.
Empleados para mover la malta y los adjuntos en forma vertical, receptándolos de las bandas transportadoras
procediendo de esta forma a descargarlos por encima de la polea del eje de cabezal conductor en la parte superior
sobre los silos de almacenamiento. Estos canguilones son por lo común bandas flexibles con bolsas.
Transportadores Oscilantes.
Los cuales constan de una zaranda o tamiz que por medio de un sistema vibratorio selecciona las partículas de
acuerdo al tamaño de la zaranda. La harina que pasa por las zarandas pasa directamente a una tolva de harinas.
Montacargas.
Utilizadas como máquinas para manejo de materiales mas comunes. Dentro del extenso campo de aplicación de estos,
la realiza su modelo más básico que es el de contrapeso tipo estibador. Se destinan a las operaciones de cargas de
camiones en la sección de empaque, transportando las javas o chancletas.
EQUIPOS AFINES AL PROCESO DE LA CERVEZA
Molinos.
Empleados para el desprendimiento de la película del grano de malta, triturándose el cuerpo principal
del almidón al grado necesario para poderlo someter a proceso.
Intercambiadores de calor.
Son usados para enfriar el mosto en su recorrido hacia los tanques de fermentación y facilitar la acción del
amoniaco como refrigerante.
Horno de Túnel (Pasteurizador).
Cuya determinación, a pesar de que las botellas de envase han sido previamente esterilizadas y todo su recorrido ha
sido perfectamente controlados contra las infecciones la cerveza se debe pasteurizar, para garantizar su
conservación durante periodos largos, la pasteurización consiste en calentar la cerveza a 60º C durante un corto
tiempo, con el objeto de eliminar residuos de levadura que pueden pasar en la filtración
Llenadora (Envasadora).
Busca envasar la cerveza a nivel fijo dentro de las botellas en las mejores condiciones asépticas posibles, con la
menor agitación para eliminar la pérdida de gas carbónico, sin aumento de temperatura y sin inyección de aire. El
llenado de las botellas es un proceso en series que en el transcurso de las botellas son lavadas con sosa cáustica para
evitar cualquier tipo de microorganismo en ella. A la botella ya llena se le hace pasar por unos censores electrónicos
que distinguen si una de ellas no tiene algo propio, no está totalmente llena o está rota. En el llenado, a la cerveza se
le agrega gas carbónico y agua caliente para que ésta haga espuma y no exista aire al momento de taparla.
Bombas Dosificadoras.
Inyectaran la levadura en la etapa de fermentación a los tanques.
Filtros.
Por lo general se tienen: filtros lauther que sirven para separar el mosto dulce de la masilla. Estos filtros tienen un
falso fondo en el cual cae el líquido y se va quedando la masilla (ésta masilla se aprovecha como alimento de ganado),
filtro que consiste en panes de celulosa (masa filtrante), eliminando hasta el máximo las materias insolubles, como
levadura o proteínas coaguladas que puedan contener la cerveza.
Los filtros diatomeas de placas cierran el ciclo de clarificación de la cerveza previa a la etapa del envasado.
Tanques de Contrapresión.
Los cuales son herméticos. En el momento del almacenamiento de la cerveza una vez carbonatada estos tanques,
poseen entradas de cerveza controladas por medio de presión, con el fin de evitar que exista desprendimiento de gas,
debido a la turbulencia en el seno de la cerveza.
Tanques Whirpool.
Utilizados en la clarificación del mosto donde este se bombea y se hace pasar a alta velocidad a través de una tubería
tangencial a la pared del tanque, creando un flujo en el mosto que a medida que va perdiendo velocidad va provoca la
deposición de los sólidos en suspensión.
Centrífugas.
Como paso previo a la clarificación de la cerveza, ésta es utilizada para eliminar un 99% de la levadura presente.
BIBLIOGRAFÍA
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CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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EJEMPLO DEL CONCEPTO DE HIBRIDO
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http://www.lupulo.es PROCESO DE LA CERVEZA
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http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=195&fdname=CHEMICAL+MATERIAL&pagename=Planta+de+produccion+de+ox
igeno PROCESO DEL OXIGENO
GRACIAS!!