Administración de la Producción
8. Procesos de Producción.
UNAM-FAC. DE QUIMICA.
MAESTRIA EN ADMON. INDUSTRIAL
PROF. MARCOS ENRIQUEZ R.
Mayo 08, 2009
Índice
Procesos de Producción
•Introducción
•Sistemas de Producción
•Sistemas de manufactura flexible
•Sistemas de manufactura integrados por computadora
Introducción
PROCESO DE PRODUCCIÓN
Es un sistema de acciones que se encuentran interrelacionadas de forma
dinámica y que se orientan a la transformación de ciertos elementos.
De esta manera, los elementos de entrada (conocidos como factores)
pasan a ser elementos de salida (productos), tras un proceso en el que
se incrementa su valor.
insumo
SISTEMA DE PRODUCCIÓN
producto
Introducción
FUNCIÓN
Medio
ambiente
Externo
INSUMO
Medio
ambiente
interno
AGENTE FÍSICO
SECUENCIA
AGENTE HUMANO
PRODUCTO
Introducción
El objetivo del sistema productivo tiene una función tridimensional
Función
Física
Generación de bienes y de
servicios
Sistema
Productivo
Función
Social
Superación técnica de la población y
modificaciones importantes en la
estructura social que derivan en la
urbanización.
Función
Económica
Generar utilidades a la empresa
Introducción
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
Sistema
Productivo
Época
artesanal
Revolución
Industrial
Época de los
científicos
Época
Moderna
Función
Fabricación de
bienes
Fabricación de
bienes
Fabricación de
bienes
Lugar de
Producción
Medio
doméstico
Taller
Manufactura
Multinacional
Medios de
Producción
Herramientas
manuales,
energía
muscular, solar.
Herramientas
mecánicas,
fuerza de vapor
y energía
eléctrica.
Máquinas,
energía
hidráulica,
química, etc.
Automatización.
Métodos De
Análisis
Intuitivo.
Empírico.
Analítico y
científico.
Investigación de
operaciones
con enfoque
sistemático.
Introducción
SÍSTEMAS DE PRODUCCIÓN
Preguntas para el diseño y análisis de procesos
• ¿El proceso está diseñado para realizar una ventaja
competitiva en términos de diferenciación, respuesta o
bajos costos?
• ¿El proceso elimina pasos que no agregan valor?
• ¿El proceso maximiza el valor que percibe el cliente?
• ¿El proceso ganará ordenes?
Introducción
Planificación y
Control
Administración
de Inventarios
Administración
de Compras
ADMINISTRACIÓN DE OPERACIONES
Administración
de Inventarios
procedimiento
Capacidad de
producción
producto
CONCEPCIÓN DE UN SISTEMA
Localiza
ción
Arreglo de
Instalaciones
Manuten
ción
Administración
de la Calidad
Operación del
Sistema de
Trabajo
Introducción
SÍSTEMAS DE PRODUCCIÓN (Estrategias de Proceso)
• Determina como producir un producto o proveer un servicio
• Objetivos
– Cumplir o exceder los requerimientos de los clientes
– Cumplir o exceder las metas gerenciales
• Tiene efectos en la cantidad de corridas de producción.
– Flexibilidad de producto y volumen
– Costos y Calidad
Introducción
Clasificación de sistemas de producción:
1. Sistema de producción por proceso (Intermitente)
2. Sistema de producción repetitiva (Modular)
3. Sistema de producción por producto (Continua)
4. Nuevos Sistemas de Producción
Introducción
VARIEDAD (FLEXIBILIDAD)
SÍSTEMAS DE PRODUCCIÓN
Una o pocas
unidades por corrida.
Alta variedad
Corridas moderadas.
Módulos
estandarizados
Bajo Volumen
Proceso Repetitivo
Alto Volumen
(Intermitente)
(Modular)
(Continuo)
Producción
por proceso
Producción
Repetitiva
Producción
por producto
Solo corridas largas.
Cambio en atributos
VOLUMEN
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PROCESO (INTERMITENTE)
Es un sistema de producción organizado alrededor del proceso para
facilitar el bajo volumen y la alta variedad
Cada proceso es diseñado para realizar una amplia variedad de
actividades y tener cambios frecuentes. Consecuentemente también es
llamado Proceso Intermitente
Alta Variedad de Salidas
Varias Entradas
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PROCESO (INTERMITENTE)
Características:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Bajo volumen de producción por producto.
Gran diversidad de productos por fabricar.
Reagrupamiento de máquinas similares por taller.
Alto grado de especialización de mano de obra.
Desigualdad en la distribución de los trabajos entre los diferentes talleres,
máquinas o empleados.
Baja tasa de utilización de ciertas máquinas.
Flexibilidad de la producción.
Posibilidad de fabricar ciertos productos estándar durante los periodos de baja
demanda.
Product A
Operation
1
Product B
2
3
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PROCESO (INTERMITENTE)
•
Ventajas
– Gran flexibilidad de productos
– Equipo con propósito más general
– Baja inversión inicial
•
Desventajas
– Altos costos variables
– Personal altamente entrenado
– Mayor dificultad en planeación y control de producción
– Baja utilización del equipo (5% a 25%)
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PROCESO (INTERMITENTE)
Ejemplos:
•Fabricación: Muebles, Camisas, Zapatos, Libros
•Servicios: Hospitales, Bancos, Pavimentación, Consultarías jurídicas
Banco
Hospital
Machine
Shop
.
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN REPETITIVA (MODULAR)
Es un sistema de producción orientado a la producción de proceso que
usa módulos. Los módulos son partes o componentes de un producto
previamente preparados, frecuentemente en un proceso continuo
La línea de proceso repetitivo es una línea clásica de ensamble, tiene una
mayor estructura y consecuentemente menos flexibilidad que un sistema
por proceso
Módulos combinados en diferentes
opciones
Pocos
Módulos
Entrada de materia prima y módulos
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN REPETITIVA (MODULAR)
Características:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bajo volumen de cada producto.
Corridas moderadas
Recurre a líneas de producción de ensamble
Ventajas económicas del modelo continuo
Variedad de productos relativamente alta y al mismo tiempo, una variedad de
componentes baja.
Un gran número de variaciones en los productos incrementa mucho la
complejidad y el costo de las operaciones
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN REPETITIVA (MODULAR)
Ejemplos:
•Fabricación: vehículos, motocicletas, comida rápida
Fast
Food
Clothes
Dryer
McDonald’s
over 95 billion served
Truck
.
.
.
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PRODUCTO (CONTINUO)
Es un sistema de producción orientado a la producción de proceso que
usa módulos. Los módulos son partes o componentes de un producto
previamente preparados, frecuentemente en un proceso continuo
La línea de proceso repetitivo es una línea clásica de ensamble, tiene una
mayor estructura y consecuentemente menos flexibilidad que un sistema
por proceso
Salidas con variación en
tamaño, forma y empaque
Pocas entradas
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PRODUCTO (CONTINUO)
Características:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Elevada cantidad por fabricar de cada producto.
Procedimientos de fabricación mecanizados o automatizados.
Ajustes de máquinas escasos por la poca diversidad de productos.
Elevado volumen de producción por empleado.
Mano de obra poco especializada.
Inventario de productos en curso muy reducido.
Servicio permanente de mantenimiento.
Sistema de Distribución.
Products A & B
Ejemplos:
Fabricación: Papel, Cemento, Azúcar, Petróleo
Servicios: Luz, Agua y Teléfono
1
2
Operation
3
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PRODUCTO (CONTINUO)
•
Ventajas
– Costos variables unitarios bajos
– Habilidades especializadas
– Fácil planeación y control de producción
– Alta utilización del equipo (70% a 90%)
•
Desventajas
– Baja flexibilidad de producto
– Equipo más especializado
– Usualmente, alta inversión de capital
Sistemas de Producción
SISTEMA DE PRODUCCIÓN POR PRODUCTO (CONTINUO)
Ejemplos:
Fabricación: Papel, Cemento, Azúcar, Petróleo, Bebidas
Servicios: Luz, Agua y Teléfono
Light Bulbs
.
Soft Drinks
Paper
Sistemas de Producción
NUEVOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN

Just in Time

TOC (Teoría de restricciones)

Sistemas de Manufactura flexible
Sistemas de Producción
NUEVOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
Just in Time.
El JIT es un sistema de producción con flujo en línea que produce muchos productos
en volúmenes bajos o medios.
El sistema Just-in-Time tiene cuatro objetivos esenciales que son:
1
2
3
4
Atacar los problemas fundamentales.
Eliminar despilfarros.
.
Buscar
la simplicidad.
Diseñar sistemas para identificar problemas
Sistemas de Producción
NUEVOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
TOC
Es un conjunto de procesos de pensamiento que utiliza la lógica de la causa y efecto para entender
lo que sucede y así encontrar maneras de mejorar
TOC propone el siguiente proceso para gestionar una empresa y enfocar los esfuerzos de mejora:
Paso 1
Paso 2
Paso 3
Paso 4
Paso 5
IDENTIFICAR las restricciones de la empresa
Decidir cómo EXPLOTAR las restricciones de la empresa
SUBORDINAR todo lo demás a la decisión anterior
ELEVAR las restricciones de la empresa
Volver al Paso 1
1
2
TOC se basa en 3 indicadores de desempeño
1 Troughput (Facturación)
2 Inventario
3 Gastos de operación
5
3
4
Sistemas de Manufactura
Flexible
Origen
Estados Unidos
Conceptos
AUTOMATIZACIÓN.
Es el uso de sistemas o elementos computarizados para controlar
maquinarias y/o procesos industriales substituyendo a operadores
humanos.
Sistemas de Manufactura
Flexible
AUTOMATIZACIÓN FIJA.
• Se caracteriza por la secuencia única de operaciones de
procesamiento y ensamble.
• Sus operaciones son simples pero su integración en las diferentes
estaciones de trabajos dan lugar a sistemas complejos y costos
aplicados a la producción.
• La secuencia de operaciones es controlada por un programa y
puede cambiar para diferentes configuraciones del producto.
Sistemas de Manufactura
Flexible
AUTOMATIZACIÓN PROGRAMABLE.
• Es la secuencia de operaciones controladas por un programa y
puede cambiar para diferentes configuraciones del producto.
• Este tipo de automatización es apropiado para la producción por
lotes de tamaño bajo o medio.
• La inversiones equipo es alta, y las velocidades son inferiores a
las características de la producción fija y el tiempo de
preparación de los equipos para cada lote es considerable.
Sistemas de Manufactura
Flexible
SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE.
• 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
(control numérico por computador).
• Se basa en el control efectivo del flujo de materiales a través de una
red de estaciones de trabajo muy versátiles y es compatible con
diferentes grados de automatización.
Sistemas de Manufactura
Flexible
• Es una extensión de la programable.
• Además de la capacidad para trabajar diferentes secuencias de
operaciones en forma automática
permitiendo la fabricación
continua de mezclas variables de productos con tiempos de
preparación y cambio de herramientas virtualmente nulos, al pasar
de un producto a otro.
• Esta requiere alta inversión en equipo adaptado a las necesites del
cliente y esta orientada a la manufactura de partes afines en lotes
de tamaño bajo y medio bajo a una velocidad media de producción
Sistemas de Manufactura
Flexible
• Las herramientas pueden ser entregadas al FMS tanto en forma
manual como automática, ya que disponen de un sistema de
manejo de materiales automatizado que transporta las piezas de
una máquina a otra hacia dentro y fuera del sistema.
• El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestión en
tiempo real y acelerado nivel de automatización general, así que
una celda en línea es en resumen aceptar el ingreso de materia
prima y sacar productos listos para ser ensamblados.
Sistemas de Manufactura
Flexible
En un sistema de manufactura flexible existen tres componentes
principales:
1. Almacenamiento y manejo de partes.
2. Almacenamiento y manejo de herramientas
3. Sistemas de control por computador
Un sistema de cómputo debe tener los
siguientes archivos:
• Programa para control numérico de partes.
• Hojas de ruta
• Programa de producción de partes
• Referencia de porta piezas
• Localización de herramientas
• Vida útil de las herramientas
Sistemas de Manufactura
Flexible
CLASES DE SISTEMAS.
•
Sistemas de manufactura de espectro reducido: Producen un número
limitado de partes con pequeñas diferencias en geometría diseño.
•
Sistema de manufactura flexible de alto espectro: Producen familias de
partes numerosas con variaciones sustanciales en la configuración de las
partes y en la secuencia de operaciones
•
Modulo de manufactura flexible: Unidad compuesta por una sola
maquina con capacidad para cambio de herramientas equipo para manejo
de materiales y almacenamiento temporal de partes
•
Celda de manufactura flexible: grupo de modos que comparten el mismo
sistema de materiales.
•
Sistema de manufactura flexible de maquinas múltiples: conjunto de
módulos conectados por medio de un sistema de manejo de materiales
capaz de visitar dos ago mas maquinas al tiempo.
Sistemas de Manufactura
Flexible
Ventajas de los SFM.

Incrementan la productividad.

Menor tiempo de Preparación en nuevos productos.

Reducción de inventarios de materiales dentro de la planta.

Ahorro en fuerza de trabajo.

Mejora en la calidad del producto.

Mejora en la seguridad de los operarios.

Las partes pueden ser producidas de forma aleatoria y
también en lotes.
Manufactura Integrada por
Computadora
• Describe la integración de los aspectos de diseño, planeación,
manufactura, distribución y administración.
• La manufactura integrada por computadora es una metodología y
un acierto que envuelve el ensamble y manufactura de materiales y
sistemas computarizados.
• La manufactura integrada por computadora envuelve el total de
operaciones de una compañía, debe ser fácil de comprender y a su
vez contar con una amplia base de datos
Manufactura Integrada por
Computadora
La manufactura integrada por computadora incluye:
• Manufactura asistida por computadora CAM
• Diseño asistido por computadora CAD
• Ingeniería asistida por computadora CAE
• Planeación del proceso auxiliada por computadora
• Funciones administrativas y comerciales de las empresas.
Manufactura Integrada por
Computadora
Beneficios que aporta la MIC:
• Énfasis en uniformidad y calidad del producto a través de mejor
control del proceso.
• Mejor control de la producción, programación y administración de la
operación total manufacturera, lo que lleva a reducir costos.
• Mejor uso de los materiales, maquinaria y personal
• Reducción de material en proceso ayudando a disminuir los costos
Manufactura Integrada por
Computadora
Estos procesos se integran en un todo. Los cuales son:
•
•
•
•
•
•
1.Planeacion y respaldo comercial
2. Diseño de producto
3. Planeación del proceso de manufactura
4. Control del proceso
5. Sistemas del monitoreo
6. Automatización del proceso
CAM (Computer Aided Manufacturing)
Implica el uso de computadores y tecnología de cómputo
para ayudar en todas las fases de la manufactura de un
producto, incluyendo la planificación del proceso y la
producción, mecanizado, calendarización, administración
y control de calidad, con una intervención del operario
mínima.
CAD (Computer Aided Design)
Es el uso de un amplio rango de herramientas
computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a
otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades.
También se llega a encontrar denotado con las siglas CADD,
dibujo y diseño asistido por computadora (Computer Aided
Drafting and Design). El CAD es también utilizado en el
marco de procesos de administración del ciclo de vida de
productos (Product Lifecycle Management).
CAD/CAM
Debido a sus ventajas, se suele combinar el diseño y la
fabricación asistidos por computadora en los sistemas
CAD/CAM.
Esta combinación permite la transferencia de información desde
la etapa de diseño a la etapa de planificación para la fabricación
de un producto, sin necesidad de volver a capturar manualmente
los datos geométricos de la pieza.
La base de datos que se desarrolla durante el CAD es
procesada por el CAM, para obtener los datos y las instrucciones
necesarias para operar y controlar la maquinaria de producción,
el equipo de manejo de materiales y las pruebas e inspecciones
automatizadas para establecer la calidad del producto.
CAD/CAM
• Una función de CAD/CAM importante en operaciones de
mecanizado es la posibilidad de describir la trayectoria de la
herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo
torneado, fresado y taladrado con control numérico.
• Las instrucciones o programas se generan en computadora, y
pueden modificar el programador para optimizar la trayectoria
de las herramientas.
• El ingeniero o el técnico pueden entonces mostrar y
comprobar visualmente si la trayectoria tiene posibles
colisiones con prensas, soportes u otros objetos.
CAD/CAM
Algunas aplicaciones características del CAD/CAM son las siguientes:
• Calendarización para control numérico, control numérico
computarizado y robots industriales.
• Diseño de dados y moldes para fundición en los que, por ejemplo,
se preprograman tolerancias de contracción (pieza II).
• Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo, dados
complicados para formado de láminas, y dados progresivos para
estampado.
• Diseño de herramientas y sopones, y electrodos para
electroerosión.
• Control de calidad e inspección; por ejemplo, máquinas de medición
por coordenadas programadas en una estación de trabajo
CAD/CAM.
• Planeación y Calendarización de proceso.
• Distribución de planta.
CAE (Computer Aided Engineering)
«Ingeniería Asistida por Ordenador o Computadora».
• Se denomina así al conjunto de programas informáticos que
analizan los diseños de ingeniería realizados con el
ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el
ordenador, para valorar sus características, propiedades,
viabilidad y rentabilidad.
• Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos
de fabricación y reducir al máximo las pruebas para la
obtención del producto deseado.
CAPP (COMPUTER AIDED PROCESS
PLANNING)
PLANIFICACIÓN DE PROCESOS ASISTIDA POR
COMPUTADOR
• Es un sistema experto que captura las capacidades de un
ambiente
manufacturero
específico
y
principios
manufactureros ingenieriles, con el fin de crear un plan para
la manufactura física de una pieza previamente diseñada.
• Este plan especifica la maquinaria que se ocupará en la
producción de la pieza, la secuencia de operaciones a
realizar, las herramientas, velocidades de corte y avances, y
cualquier otro dato necesario para llevar la pieza del diseño al
producto terminado.
CAD/CAM
CONCLUSIONES
• Para el diseño de un sistema de producción se deben considerar
los siguientes factores: Flexibilidad de producción (volumen y
variedad), Tecnología, Costo, Recursos Humanos, Calidad,
Rentabilidad
• Los temas de control de un FMS involucran el monitoreo en tiempo
real, para asegurarse de que el sistema se desempeñe como uno
piensa y que se ha logrado la producción esperada.
• Existen varios programas que ayudan a eficientar las operaciones
(cada vez mas complejas) de cada área funcional dentro de la
empresa. Se usan programas
y dispositivos como CAD,
CAM,CAPP, CAE y otros; los cuales son herramientas básicas para
cada área
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Los Negocios Virtuales