Semi-automatización del sistema de empaque, sellado y transporte

Resumen

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

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

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

ABSTRACT

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

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

Introducción

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

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

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

OBJETIVOS

Objetivo general.

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

Objetivos específicos.

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

• Determinar las fallas presentes durante el
  proceso.

• Estudiar las posibles formas de mejorar el
  proceso.

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

• Evaluar la alternativa seleccionada.

Marco
teórico

Ingeniería de Métodos

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

Diagrama de Causa-Efecto

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

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

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

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

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

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

• Permite la acción correctiva.

Diagrama de Pareto.

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

Los propósitos generales del diagrama de Pareto
son:

• Analizar las causas.

• Estudiar los resultados.

• Plantear una mejor continua.

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

Técnica de Grupo Nominal

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

Beneficios:

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

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

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

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

Definición de términos

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

Marco
metodológico

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

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

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

Primera fase:

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

Segunda fase:

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

Tercera fase:

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

Cuarta fase:

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

Resultados

Descripción de la
Empresa

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

Figura No 1. Proceso de
Fabricación de bambinos

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

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

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

1. Tormenta de ideas:

• 1. Ineficacias del obrero

• 2. Falta de personal en la
  operación

• 3. El empaque no cuenta con una
  identificación

• 4. Falta de un dispositivo que automatice el
  proceso

• 5. Proceso es muy rudimentario

• 6. No invierten en máquinas
  adecuadas

• 7. Atraso en la producción

• 8. Excesivo tiempo de producción en cada
  empaque

• 9. Mala distribución en
  planta

• 10. Desperdicio de Bolsas

2. Técnica de Grupo Nominal

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

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

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

3. Diagrama de Pareto

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

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

Figura No 3. Diagrama de
Pareto

• 1. Diagrama
  causa-efecto

Figura No 4. Diagrama
Causa-Efecto.

Resumen del Área

ACTIVIDAD: Empaquetado de
helados

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

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

ACCIÓN A SEGUIR: Automatizar el
proceso de empaquetado.

Tabla No 2. Descripción General
del Área

Análisis y
discusión de resultados

Estado Ideal

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

Alternativa de solución
I

Tabla No 3. Alternativa I

Alternativa de solución
II

Tabla No 4. Alternativa II

Selección de la mejor
alternativa

Comparación por
puntos

Tabla No 5. Selección de la Mejor
Alternativa.

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

Evaluación
Económica

Costos de Material Directo

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

Tabla No 6. Costo de Material
Directo.

Costos de Mano de Obra Directa

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

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

Costos de Ingeniería

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

Margen de Ganancia del Fabricante del
Dispositivo

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

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

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

Ahorro y beneficio

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

Conclusiones

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

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

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

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

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

Referencias
bibliográficas

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

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

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

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

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

Autor:

Y. Bazán, D.
Carrasco

(Julio 2012)

Enviado por:

Iván José Turmero
Astros