optimizaciÓn del proceso productivo de hoja superior...
TRANSCRIPT
FACULTAD DE INGENIERIA
Carrera de Ingeniería Industrial y Comercial
OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE HOJA SUPERIOR PARA APLICACIONES HIGIÉNICAS PARA INCREMENTAR LA CAPACIDAD PRODUCTIVA
EN UNA EMPRESA
Tesis para optar el Título Profesional de Ingeniero Industrial y
Comercial
CARLOS ERIK LOPEZ OSORIO
Asesor:
Darío Enrique Flores Marín
Lima - Perú
2019
JURADO DE LA SUSTENTACION ORAL
……………….………………………………………
Presidente
……………….………………………………………
Jurado 1
……………….………………………………………
Jurado 2
_____________________________________________
Entregado el: Aprobado por:
……………….……………………….. ………….……………………..
López Osorio Carlos Erik Flores Marín Darío Enrique
UNIVERSIDAD SAN IGNACIO DE LOYOLA FACULTAD DE INGENIERIA
DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD
Yo, Carlos Erik López Osorio, identificado/a con DNI Nº 76751070 Bachiller del
Programa Académico de la Carrera de Ingeniería Industrial y Comercial de la
Facultad de Ingeniería de la Universidad San Ignacio de Loyola, presento mi tesis
titulada: “Optimización del proceso productivo de hoja superior para aplicaciones higiénicas
para incrementar la productividad en una empresa, 2019”.
Declaro en honor a la verdad, que el trabajo de tesis es de mi autoría; que
los datos, los resultados y su análisis e interpretación, constituyen mi aporte. Todas
las referencias han sido debidamente consultadas y reconocidas en la
investigación.
En tal sentido, asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier
falsedad u ocultamiento de la información aportada. Por todas las afirmaciones,
ratifico lo expresado, a través de mi firma correspondiente.
Lima, setiembre de 2019
…………………………….………………....
Carlos Erik López Osorio
DNI N° 76751070
EPÍGRAFE
El fracaso es una gran oportunidad
para empezar otra vez con más
inteligencia.
(Frederick Taylor)
“Tanto si piensas que si puedes,
como si piensas que no puedes,
estás en lo cierto”
(Henry Ford)
1
INDICE DE CONTENIDO
INDICE DE TABLAS 5
INDICE DE FIGURAS 8
INDICE DE ANEXOS 11
DEDICATORIA 12
AGRADECIMIENTO 13
RESUMEN 14
ABSTRACT 15
INTRODUCCION 16
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 17
Identificación del Problema 17
Formulación Del Problema 29
Problema General. 29
Problemas Específicos. 29
MARCO REFERENCIAL 30
Antecedentes 30
Antecedentes Internacionales 30
Antecedentes Nacionales 32
Estado del Arte 35
Marco Teórico 36
Proceso 36
Manufactura 36
2
Proceso de Producción 37
Herramientas de Lean Manufacturing 37
Herramienta 5’s 40
Desperdicios o Mudas 43
Estudio de Tiempos y Movimientos 46
OBJETIVOS 50
Objetivo General 50
Objetivos Específicos 50
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 50
Justificación Económica 50
Justificación Técnica 51
Justificación Social 51
Justificación Ambiental 51
HIPOTESIS 52
Hipótesis General 52
Hipótesis Específicos 52
Hipótesis Nulas 52
MATRIZ DE CONSISTENCIA 56
MARCO METOLOGICO 57
Metodología 57
Metodología 57
Paradigma 57
Enfoque 57
Método 57
VARIABLES 58
3
Variable Independiente 58
Variable Dependiente 58
POBLACION Y MUESTRA 59
Población 59
Muestra 61
Unidad de Medida 68
INSTRUMENTOS Y TECNICAS 69
Instrumentos 69
PROCESAMIENTO DE DATOS 72
RESULTADOS 74
Resultados antes de la Implementación 74
Gráficas Control de Autocorreciones y Tensiones (antes) 77
Implementación SMED 84
Fase de Observación. 84
Fase de Clasificación. 91
Fase de Organización. 93
Fase de Mejoramiento. 96
Criterios para Cambio de Parámetros: 98
Caso 1: Cambio de Posición del Jumbo. 100
Caso 2: Ajuste de Autocorrección y Tensiones 102
Caso 3: Cambio de Neck-In. 103
Fase de Estandarización. 113
Resultados de Mejoras Después de la Implementación 115
Graficas de Control Autocorrecciones y Tensiones (Después) 119
Resumen de Resultados de Hipótesis 126
4
Capacidad de Producción 128
DISCUSIÓN 131
CONCLUSIONES 132
RECOMENDACIONES 134
REFERENCIAS 135
ANEXOS 137
5
INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Ubicación según frecuencia de uso 42
Tabla 2: Tipos de Desperdicios 45
Tabla 2.1: Escala de Valoración de Ritmo de Trabajo 47
Tabla 2.2: Sistema de Valoración de Suplementos 48
Tabla3: Matriz de Consistencia 56
Tabla 4: Tipos y descripción de tiempos el proceso 59
Tabla 5: Prioridad por Down time 61
Tabla 6: Significado de receta: PR-Q15-24X162 62
Tabla 7: Volumen de producción de las recetas del proceso productivo de hoja
superior o tratado por zona en el trimestre 63
Tabla 8: Diagrama de Pareto de Cantidad de Rechazos en el trimestre 64
Tabla 9: Tiempos de cambios de preparación y ajuste de las recetas del proceso
productivo de hoja superior o tratado por zona 65
Tabla 10: Tiempo total trimestral del cambio de preparación y ajuste de hoja
superior o tratado por zona 66
Tabla 11: Diagrama Ishikawa Causas – Efectos 67
Tabla 12: Encuesta de Recolección de Datos 70
Tabla 13: Procesador de Tiempos 71
Tabla 14: Descripción de los Tiempos de cambio de receta 72
Tabla 15: Distribución de Tiempos de Cambio 73
Tabla 16: Control de Medias - Autocorrector Rodillo R4 (Célula de Carga) 77
Tabla 17: Control de Rangos - Autocorrector Rodillo 4 (Célula de carga) 78
Tabla 18: Control de Medias - Autocorrector Rodillo 5 (Rodillo Banana) 78
Tabla 19: Control de Rangos - Autocorrector Rodillo 5 (Rodillo Banana) 79
Tabla 20: Control de Medias - Autocorrector del Rodillo 6 (Guía Bajo) 79
Tabla 21: Control de Rangos - Autocorrector del Rodillo 6 (Guía Bajo) 80
Tabla 22: Control de Medias - Autocorrector del Rodillo 7 (Guía Arriba) 80
6
Tabla 23: Control de Rangos - Autocorrector del Rodillo 7 (Guía Arriba) 81
Tabla 24: Control de Medias - Tensión superior desbobinador 82
Tabla 25: Control de Rangos - Tensión superior desbobinador 82
Tabla 26: Control de Medias - Tensión Inferior desbobinador 83
Tabla 27: Control de Rangos - Tensión Inferior desbobinador 83
Tabla 28: Tiempo estándar de Cambio de Preparación y ajuste de Hoja Superior o
Tratado por Zona 87
Tabla 29: Diagrama de Actividades del Cambio de Preparación y Ajuste de Hoja
Superior o Tratado por zona
¡Error! Marcador no definido.
Tabla 30: Separación y Descripción de Actividades Internas y Externas 91
Tabla 31: Diagrama de Actividades (Paso 3 SMED) 95
Tabla 32: Lluvia de Ideas 97
Tabla 33: Evaluación de Acciones 97
Tabla 34: Especificaciones de producto de tratado por zonas (Hoja Superior)
100
Tabla 35: Formato para auditoría 113
Tabla 36: Tiempo estándar de Cambio de Preparación y ajuste de Hoja Superior o
Tratado por Zona (Post-mejora) 117
Tabla 37: Diagrama de Actividades (SMED) 118
Tabla 38: Control de Medias - Autocorrector Rodillo 4 (Célula de carga) 120
Tabla 39: Control de Rangos - Autocorrector Rodillo 4 (Célula de carga) 120
Tabla 40: Control de Medias - Autocorrector Rodillo 5 (Rodillo Banana) 121
Tabla 41: Control de Rangos - Autocorrector Rodillo 5 (Rodillo Banana) 121
Tabla 42: Control de Medias - Autocorrector del Rodillo 6 (Guía Bajo) 122
Tabla 43: Control de Rangos - Autocorrector del Rodillo 6 (Guía Bajo) 122
Tabla 44: Control de Medias - Autocorrector del Rodillo 7 (Guía Arriba) 123
Tabla 45: Control de Rangos - Autocorrector del Rodillo 7 (Guía Arriba) 123
Tabla 46: Control de Medias - Tensión superior desbobinador 124
7
Tabla 47: Control de Rangos - Tensión superior desbobinador 124
Tabla 48: Control de Medias - Tensión Inferior desbobinador 125
Tabla 49: Control de Rangos - Tensión Inferior desbobinador 125
Tabla 50: Resumen de Resultados de Hipótesis 126
Tabla 51: Comparación entre los tiempos y capacidad productiva antes y después
de la prueba Piloto 128
Tabla 52: Capacidad Productiva mediante la implementación en la prueba piloto
(antes – después) 129
Tabla 53: Estudio y evaluación de hoja superior, representado en minutos y metraje
lineal(Antes) 130
Tabla 54: Proyección de tiempo general del proceso de hoja superior a partir de la
implementación de la prueba piloto, expresado en minutos y metros lineales
(Después) 130
8
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Diagrama de Flujo del Proceso de Producción General 18
Figura 2: Diagrama de Flujo del Proceso de Extrusión 18
Figura 3: Extrusora 19
Figura 4: Matriz de Hilar 19
Figura 5: Calandra 19
Figura 6: Banda Transportadora 20
Figura 7: Humidificador 20
Figura 8: Winder o bobinador 20
Figura 9: Proceso de Extrusión 21
Figura 10: Diagrama de Flujo del Proceso de Corte 21
Figura 11: Carro porta-jumbos 22
Figura 12: Proceso de Corte 22
Figura 13: Máquina Rewinder 22
Figura 14: Máquina Cortadora (Zona Interior) 23
Figura 15: Proceso de Corte (Zona Exterior) 23
Figura 16: Diagrama de Flujo del Proceso de Empaque 24
Figura 17: Proceso de Empaque 24
Figura 18: Mesa de Descarga (RC-100) 24
Figura 19: Mesa de Transporte (RC-201) 25
Figura 20: Rodillo Transportador 25
Figura 21: Apilador (Robot Fanuc) 25
Figura 22: Embaladora 26
Figura 23: Porcentaje de Down Time por Proceso 27
Figura 25: Área de Corte 28
Figura 26: Cuarto de Reglas y Humidificador 28
Figura 27: Kiss Roll 29
9
Figura 28: Pasos o fases para la implementación del SMED 40
Figura 29: Las 5’s 40
Figura 30: Flujo de clasificación de elementos (Seiri) 41
Figura 31: Rotulación de objetos y herramientas 42
Figura 32: Clasificación de Despilfarros o Desperdicio 44
Figura 33: Identificación de la muda mediante el diagrama de un proceso de
producción 44
Figura 34: Las 7"M" de Desperdicios 45
Figura 35: Escala de Valoración del Ritmo de Trabajo 48
Figura 36: Sistema de Valoración de Suplementos 49
Figura 37: Data Iba Analyzer Monitoreo de Producción del Área de Corte- Proceso
de cambio y preparación de ajuste de hoja superior (Antes) 74
Figura 38: Data IbaAnalyzer Monitoreo de Producción del Área de Corte- Proceso
de cambio y preparación de ajuste de hoja superior (Antes) 75
Figura 39: Presentación del panel de corte 76
Figura 40: Posición de los rodillos del proceso del área de corte 77
Figura 41: Diagrama de Flujo de Cambio de Preparación y ajuste de hoja superior o
tratado por zona (Antes) 85
Figura 42: Diagrama de Flujo de Cambio de Preparación y Ajuste de Hoja Superior
o Tratado por Zona (Paso 3 SMED - Antes) 94
Figura 43: Presentación del Rollo de Hoja Superior 99
Figura 44: Zonas hidrofóbicas e hidrofílicas. 99
Figura 45: Presentación de la receta PR-Q15-24X162(Prueba Piloto) 100
Figura 46: Presentación central del corte 101
Figura 47: Pantalla táctil de rebobinadora 101
Figura 48: Presentación del corte hacia afuera 102
Figura 49: Presentación del corte hacia adentro 102
Figura 50: Medida de la presentación hacia afuera del corte 103
Figura 51: Cambio de neck-in de la presentación hacia afuera 104
10
Figura 52: Medida de la presentación hacia adentro del corte 104
Figura 53: Cambio de Neck-in de la presentación hacia adentro 105
Figura 54: Diagrama de Flujo Propuesto del proceso de Hoja Superior o Tratado por
Zona 106
Figura 55: Etapa Separar (Antes) 107
Figura 56: Etapa Separar (Antes) 108
Figura 57: Etapa Separar (Despúes) 108
Figura 58: Etapa Separar (Después) 108
Figura 59: Etapa Orden (Antes) 109
Figura 60: Etapa de Orden (Después) 110
Figura 61: Etapa Orden (Antes) 110
Figura 62: Etapa Orden (Después) 110
Figura 63: Contenedores de Corte (Antes) 111
Figura 64: Contenedores de Corte (Después) 111
Figura 65: Foto Estandarización 5's 112
Figura 66: Capacitación de Cuadrillas (Teoría) 114
Figura 67: Capacitación de Cuadrillas (Práctica) 114
Figura 68: Data IbaAnalyzer Monitoreo de Producción del Área de Corte- Proceso
de cambio y preparación de ajuste de hoja superior (Después) 115
Figura 69: Data IbaAnalyzer Monitoreo de Producción del Área de Corte- Proceso
de cambio y preparación de ajuste de hoja superior (Después) 116
11
INDICE DE ANEXOS
Anexo 1: Registro de capacitación- Cuadrilla D 137
Anexo 2: Registro de capacitación- Cuadrilla C 138
Anexo 3: Registro de capacitación- Cuadrilla A 139
Anexo 4: Registro de capacitación- Cuadrilla B 140
Anexo 5: Encuesta de Evaluación del Proceso 139
Anexo 6: Formatos Fase Clasificar (5’s) 140
Anexo 7: Formatos Fase Organizar (5’S) 141
Anexo 8: Formato Fase Estandarizar (5’s) 142
Anexo 9: Formato Fase Mantener (5’s) 143
Anexo 10: Formato para recolección de datos y cálculo de Tiempo Estándar 144
Anexo 11: Formato de DAP 145
Anexo 12: Procedimiento de Cambio de Preparación y Ajuste de Hoja Superior o
Tratado por Zonas 146
12
DEDICATORIA
A mi madre Rebeca por darme esta
grandiosa vida, por su apoyo
incondicional en la distancia, porque
ella es el motivo de ser mejor, para
darle todo lo que se merece y esto es
la primera recompensa.
A mi padre David Carlos, por esa
actitud tan optimista conmigo siempre,
por enseñarme que se puede luchar
cuando todo está perdido.
A mis hermanos David, Wendy y
Araceli, por sus impulsos, sugerencias
y deseos de superación tanto
personalmente como familiarmente.
13
AGRADECIMIENTO
Mi agradecimiento a la Universidad
San Ignacio de Loyola, por ser mi
casa de estudios y darme toda las
competencias para mi realización
profesional.
A mi centro de labor por todo el apoyo
brindado desde el primer día de inicio,
por el gran nivel cognitivo de
enseñanza y su infraestructura
brindada en las mejores condiciones.
A todos mis compañeros de trabajo,
en especial a mi Jefe Cristiano
Ribeiro, Francisco Díaz y Zuley
Álvarez, por su apoyo en esta
investigación, confianza depositada
en mí y creer en mi capacidad
profesional.
Por ultimo agradezco a Darío Flores
Marín, asesor de la presente tesis, por
ser guía en el desarrollo de esta
investigación.
14
RESUMEN
La siguiente investigación se planteará en el estudio de la implementación de
mejoras y el uso de Lean Manufacturing, en un proceso de producción la cuál es
partícipe para lograr un incremento en la capacidad de producción.
La investigación de esta tesis surge producto del reciente incremento de
producción en este último año, por lo que éste proceso representa un cuello de
botella y un elevado down time para lograr dicho objetivo, siendo un problema
específico ejecutar esta investigación bajo el enfoque y paradigma de las
herramientas Lean Manufacturing.
La insuficiencia de capacidad productiva es motivo al proceso de producción
de hoja superior o tratado por zona que es unos de los más representativos dentro
de los factores de deficiencia, por lo que se hará el estudio para optimizar dicho
proceso.
De la misma manera, se analizarán minuciosamente las actividades que
representa dicho proceso, la cual encabezan gran parte de los tiempos muertos por
el área de corte, se estudiarán el impacto a partir de una prueba piloto, y la
reducción tiempos de cambios de preparación y ajustes para dar inicio a un nuevo
lote de producción de este proceso, mediante la aplicación de herramientas Lean
Manufacturing y criterios de mejora.
Los resultados de esta investigación y cambios que se analizarán sobre la
optimización del proceso productivo de hoja superior o producto de tratado por zona
que será la variable independiente, serán evaluados mediante el MES
(Manufacturing Execution System), dónde se evaluará como indicador de medición
de aumentar la capacidad productiva (variable dependiente), el tiempo útil de
actividad del proceso, rechazos generados por parte del proceso, y la velocidad o
rendimiento con la que ejecuta la máquina, mediante el software Data Iba Analyzer,
que monitorea el performance en tiempo real del proceso de corte. Asimismo, estos
resultados serán proyectados a partir de la implementación de una prueba piloto
con respecto a la receta más crítica y que tiene mayor capacidad de demanda.
Palabras clave: Lean Manufacturing, Capacidad de Producción, Down Time,
Tiempos de cambios de preparación, Up- time, Rendimiento, Rechazos.
15
ABSTRACT
The following research will be consider in the study of the implementation the use of
slender tools in a production process wich is a participant to achieve an increase in
production capacity.
The investigation of this thesis appear product of the recent increase of
production in this last year, reason why process represents a neck of bottle to
achieve this objective, being a specific problem to execute this investigation under
the approach and paradigm of the tools Lean Manufacturing.
The insufficiency of productive capacity is due to process of production of top
sheet for zone coated that is one of the most representative within the neck of bottle
factors, so the study will be do to optimize this process.
In the same way, the activities represented by this process, which lead a
large part of the downtime by the cutting area, will be analyzed in detail, the impact
will be studied from a pilot test, and the reduction times of preparation changes and
adjustments to start a new production batch of this process, through the application
of Lean Manufacturing tools and improvement methods.
The results of this research and changes that will be analyzed on the
optimization of the production process of upper sheet or product of treaty by zone
that would be the independent variable, will be evaluated by the MES
(Manufacturing Execution System), where it will be evaluated as an indicator of
measurement of Increase the productive capacity (dependent variable), the useful
time of activity of the process, rejections generated by the process, and the speed or
performance with which the machine runs, using the Data Iba Analyzer software,
which monitors the performance in real time of the cutting process. Likewise, these
results will be projected from the implementation of a pilot test with respect to the
most critical recipe that has a greater demand capacity.
Keywords: Lean Manufacturing, Production Capacity, Change of Die and
Process, Production Cycle, Up time, Performance or Throughput, Scrap.
16
INTRODUCCION
La siguiente tesis tiene como propósito primordial incrementar la capacidad
productiva del área de corte, pero parte de ello es mediante la optimización del
proceso de hoja superior o proceso de tratado por zona, que serán medidos en
capacidad productiva, disponibilidad de la máquina, down time o tiempo muerto,
rechazo generado, etc., que serán aplicados mediante herramientas de
manufactura esbelta.
La presente tesis está conformada por lo siguiente:
Problema de Investigación, donde definimos el problema y situación actual
de la investigación en estudio, de tal manera que se planteen los problemas
específicos y generales.
Marco Referencial, se detallan las aplicaciones utilizadas y la evolución en la
metodología de Lean Manufacturing describiendo teóricamente cada herramienta a
utilizar y cómo ejecutar.
Objetivos, tanto el objetivo general como los objetivos específicos nos
permitirán tener una visión clara sobre nuestro problema general, de tal manera que
sirva como alineación al estudio en investigación.
Justificación, mediante los objetivos específicos propuestos, se entiende que
son los motivos para ejecutar la presente investigación que son planteados para dar
soluciones de mejora y beneficios al problema general.
Hipótesis, se desarrollarán las hipótesis propuestas teniendo la opción de
descartar cual hipótesis no genera valor a la presentación del problema general y
específico.
Matriz de Consistencia, que consta de la presentación de los problemas
específicos y general que posee la investigación.
Marco Metodológico, este siguiente paso trata en explicar el método a
realizar considerando el enfoque, paradigma y la metodología de la siguiente
investigación.
Variables, parte de este punto tenemos a nuestra variable independiente
donde se ejecutarán aplicaciones de mejora y Lean para obtener cambios y
resultados positivos en nuestra variable dependiente.