INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLIGÍA GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V INFORME TÉCNICO DE LA OPCIÓN CURRICULAR EN LA MODALIDAD DE ESTANCIA INDUSTRIAL QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN ALIMENTOS PRESENTA: FERNÁNDEZ HERRERA ROBERTO CARLOS DIRECTOR EXTERNO: ING. GIL RODRIGUEZ PAREDES. DIRECTOR INTERNO: M. EN C. PATRICIA VAZQUEZ LOZANO. México, D.F. Mayo 2007
AGRADECIMIENTOSAGRADECIMI ENTOS
Doy gracias a mi madre Gloria Herrera por haber hecho posible este logro ya que gracias a su apoyo incondicional, el esfuerzo que realizó a lo largo de mi vida académica y a sus enseñanzas me fue posible concluir satisfactoriamente la carrera de IngenieríaI ngeniería en Alimentos.
Gracias a mi hermana Bianca Pamela quien me apoyo en diferentes aspectos de mi vida y me brindo herramientas que hoy puedo aplicar para el camino que me espera.
GraciasGGGracias a mis tías Maru, Alicia, a mi tío David ,,, mi abuela GloriaGlor ia y mi primo Emmanuel que siempre han estado al pendiente de mí y sese han prepreocupadoocupado por todos los acontecimientos de mi vida y por ofrecer su ayuda incondicional.
Gracias a todos mis amigos:amigos : Sinahí (China), Andrés, Xanat,Xanat, Renato (Large), Alejandra (Mafis), a todos aquellos que me fue imposible mencionar y que me han acompañando todo este tiempo yay aaa que gracias a su apoyo y las experiencias que hemos vivido forjaron la persona que ahora soy.
Gracias por el apoyo del LAN Javier Montes, del Ing.Ing. GilGi l Rodríguez y del personal de alpura quienes me brindaron las herramientasherramientas necenecesariassarias para la realización de este trabajo y que me enseñaron a desarrollarme en un ambiente profesional.
Gracias a todos los profesores que he conocido a lo largo de mi estadíaesta día en UPIBI, que me soportaron, ayudaron y formaron.
Contenido. Página Resumen III 1. Introducción 1 1.1. Datos Generales de la Empresa 1 1.1.1. Antecedentes de la Empresa 1 1.1.2. Giro de la Empresa 1 1.1.3. Estructura organizacional 1 1.1.4. Localización de la empresa 2 1.1.5. Misión, Visión y valor 2 1.1.6. Distribución de áreas 3 1.2. Descripción del Proceso 3 1.2.1. Productos Elaborados en Alpura 3 1.2.2. Leche Acidificada 4 1.2.2.1. Metabolismo de la Lactosa 4 1.2.2.2. Cambios en el Producto 4 1.2.3 Proceso Frutal 5 1.2.4 Sistema de Envasado 6 1.2.5 Plataforma Tetra Top 7 1.2.6 Envasado en Plataforma 7 1.2.7 Secuencia en Cámara Higiénica 9 1.3 Estudio de Productividad 9 1.3.1. Ciclo de Productividad 9 1.3.2. Factores que Afectan la Productividad de un Proceso 10 1.3.3. Importancia del Análisis de Tiempos 11 1.3.4. Cálculo de eficiencia en Línea de Envasado Tetra Top 12 2. Justificación 13 3. Objetivos 13 3.1. Objetivo general 13 3.2. Objetivos Específicos 13 4. Metodología 14 4.1. Actividades Desarrolladas 14 4.2. Cronograma de Actividades 15 5. Resultados y Discusión 16 5.1. Eficiencia Obtenida 16 5.2. Tiempos Muertos Generales 16 5.3. Tiempos Muertos pos Fallas Mecánicas 17 5.3.1. Cambios en la Maquinaria 18 5.4. Tiempos Muertos Por Operación 21 5.5. Derivados 22 5.6. Almacén 23 5.7. Proceso General 24 5.8 Horas Perdidas 25 6. Conclusiones 26 7. Recomendaciones para la empresa 28 8. Bibliografía 29 Anexos Índice de Figuras Figura 1 Organigrama de Ganaderos Productores de Leche Pura S.A. de C.V. 1 Figura 2 Distribución de Áreas en el Departamento de Producción 3 Figura 3 Metabolismo de la Lactosa en Bacterias Ácido Lácticas 5 Figura 4 Diagrama de Proceso, Elaboración de Frutal 6 Figura 5 Plataforma Tetra Top 7 Figura 6 Funcionamiento de plataforma TT/3 8 Figura 7 Sistema de Inyección de Tapa 8 Figura 8 Secuencia en Cámara Aséptica 9 Figura 9 Ciclo de Productividad 10 Figura 10 Formato de Registro de Tiempos Muertos 12 Figura 11 Formato de Frecuencia 13 Figura 12 Sistema de Lubricación Central 19 Figura 13 Sistema de Monitoreo de Lubricante 19 Figura 14 Sistema Regulador 20 Índice de Cuadros Cuadro 1 Productos Elaborados en Alpura 3 Cuadro 2 Factores Involucrados en la Variación de un Proceso 10 Cuadro 3 Cronograma de Actividades Desarrolladas en la Empresa 15 Índice de Gráficos Gráfica 1 Promedio de Eficiencia Mensual 16 Gráfica 2 Tiempos Muertos Globales 16 Gráfica 3Tiempos Muertos por Fallas Mecánicas 17 Gráfica 4 Tiempos Muertos por Operación 21 Gráfica 5 Tiempos Muertos por Derivados 22 Gráfica 6 Tiempos Muertos por Almacén 23 Gráfica 7 Tiempos Muertos por Proceso General 24 Gráfica 8 Comparación de Tiempos 25 Gráfica 9 Volumen de producción 25 GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
RESUMEN Todo proceso productivo es un sistema formado por personas, equipos y transformaciones de la materia prima. La técnica de control por medio de tablas y gráficas durante el proceso presenta al ingeniero de control una perspectiva de las condiciones de operación hora a hora o día tras día. A lo largo de la operación se presentarán factores que intervienen en esta y el ingeniero de control a través del registro de estos en gráficas y tablas, llevará acabo las fases del ciclo de productividad, que comprende cuatro etapas formales, medición, evaluación, planeación y mejoramiento; para llegar a la meta que la organización planea. Durante la estancia la actividad realizada consistió en el análisis de tiempos muertos en la línea de envasado Tetra Top, para llevar a cabo esta actividad de forma adecuada se verificó que en la bitácora de área y en las hojas de actuación se registraran todas las actividades que los operadores realizaron durante el día así como los paros generados en la plataforma, ya que estos datos son la base para el cálculo de eficiencia. Una vez verificados los datos se realiza un desglose de los mismos separando para cada departamento los diversos factores que actuaron durante el tiempo de operación e impidieron que la plataforma opere de acuerdo a las necesidades de la empresa. Ya desglosados los datos se realiza un reporte que permite a dirección y jefaturas una rápida y fácil identificación de los principales factores que afectan la productividad del área para tomar las acciones correctivas adecuadas. Los resultados obtenidos al evaluar la eficiencia de la línea de envasado muestran que estos niveles de eficiencia se encuentran muy alejados de la meta planteada por la empresa, esto debido a la combinación de todos los factores que impiden el crecimiento de la organización, dichos factores involucran a diferentes departamentos, no solo a producción por lo que se debe trabajar el equipo para la obtención de la eficiencia deseada. Gracias a la estandarización del análisis y la capacitación ofrecida, el estudio permanecerá de forma indefinida garantizando que la empresa tome las acciones correctivas necesarias para alcanzar sus metas. Al realizar este tipo de estudios, se permite identificar puntualmente los factores que ocasión una pérdida de recursos así como la influencia de los diferentes departamentos en los niveles de eficiencia de un área en específico. El mantenimiento para cada plataforma es de gran importancia ya que si este no se realiza de forma oportuna y adecuada generará niveles de tiempo muerto elevado, esto es un factor determinante en la eficiencia de una plataforma y en la productividad del departamento. La capacitación continua es una herramienta indispensable en una organización ya que permite la optimización de tiempos y recursos por parte de los empleados. El diseño de un programa de mantenimiento, preventivo y predictivo, adecuado para cada plataforma es un elemento básico para el crecimiento de una organización ya que garantiza el buen desempeño de los equipo y evita la perdida innecesaria de recursos. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
1. INTRODUCCIÓN 1.1 Datos generales de la Empresa 1.1.1. Antecedentes de la empresa Alpura surge a raíz de la unión de cuarenta y tres ganaderos de los estados de México, Hidalgo, Tlaxcala, Puebla y Guanajuato, propietarios de un total de 14,065 vacas y cuya producción aproximada era de 168,000 litros diarios de leche, estos constituyeron la asociación inicial. Desde el primer momento, se sentaron bases equitativas y éticas, lo que dio a la asociación la solidez inicial sobre la que se erigiría una empresa fuerte. La construcción dio inicio el 3 de mayo de 1971. El 25 de julio de 1972, se pasteurizó la primera leche preferente. En 30 años alpura ha logrado posicionarse como una marca sólida, asociada a una empresa líder en la venta de productos lácteos y sus derivados, que se ha ganado la confianza del consumidor. 1.1.2. Giro de la empresa Esta empresa pertenece al sector económico de industrias manufactureras con el giro de Pasteurizadora de Leche y sus Derivados. 1.1.3. Estructura Organizacional
Asamblea de Socios
Consejo Consejo de Administrativo Administración de la Unión de de Grupo Crédito Alpura Alpura Comité Ejecutivo
Director General de Empresas Alpura Director General Adjunto Gerente de la Dirección Director Director de Adjunto y de Unión de Finanzas Crédito
Director de Dir. De Dir. De Sistemas, Director de Director de Gestión de Director de Recursos Proyectos e Nuevos Planta Gerente de Director Calidad Administración Humanos Informática Productos Cuautitlán Finanzas Comercial
Gerente de Producción Lácteos FIGURA 1. Organigrama de Ganaderos Productores de Leche Pura S.A. de C.V.
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1.1.4 Localización de la Empresa La empresa, GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A. DE C.V, se encuentra localizada en la Autopista México Querétaro Km.37.4, parque industrial Cuamatla Cuautitlán Izcalli Estado de México, Código Postal 54730. 1.1.5 Misión, Visión y Valor Misión Procesar y comercializar la totalidad de la leche contratada, buscando la satisfacción del cliente y obtener por ella una operación redituable que garantice la permanencia y el crecimiento de la Organización y de las explotaciones ganaderas de sus socios. Visión Consolidar la permanencia de la Organización adecuándola a los cambios, hábitos y costumbres de los mercados futuros. Valor Grupo a l p u r a establece con sus colaboradores, accionistas y sociedad los siguientes valores y compromisos mutuos: Valores: Honestidad Respeto Lealtad Compromisos: Relación madura Desarrollo personal Crecimiento mutuo Reconocimiento al mérito Remuneración justa al trabajo de sus colaboradores Satisfacer expectativas de utilidad a sus accionistas GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
1.1.6. Distribución de Áreas En la siguiente figura se puede observar la distribución de áreas en el departamento de producción
FIGURA 2. Distribución de Áreas en el Departamento de Producción
1.2 Descripción del Proceso
1.2.1. Productos Elaborados en alpura Actualmente alpura cuenta con una amplia gama de productos elaborados, los cuales mostramos en el siguiente cuadro. Cuadro 1. Productos Elaborados en alpura
LECHE CREMA YOGHURT POSTRES QUESOS MANTEQUILLA Pasteurizada Alpura Normal Frutas con crema Manchego Ultrapasteurizada Alpura 2000 Cremoso Arroz con leche Chihuahua Frutal Reducida en grasa Vivendi Espumas Panela Especializadas Bebible Oaxaca Natural Saborizadas Light Americano En polvo C real Fortileche Deslactosado
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1.2.2. Leche Acidificada La utilización de microorganismos como agentes de transformación es una práctica muy antigua que ha tenido una gran contribución en la expansión del consumo de la leche. Existen muchas leches fermentadas distintas, pero con respecto a la tecnología de su fabricación todas son similares. El crecimiento de las bacterias ácido lácticas se puede ver afectado por el crecimiento de otras bacterias contaminantes, por ello, la leche antes de ser inoculada es sometida a un tratamiento térmico para garantizar que todas la bacterias contaminantes sean eliminadas. La leche después de ser pasteurizada es inoculada con el cultivo a una concentración de 1 2% y posteriormente se incuba entre 38 40 °C por un periodo de tiempo, el cual dependerá del cultivo. Esta maduración se lleva a cabo hasta que la leche alcance una acidez titulable de 0.65%. 1.2.2.1. Metabolismo de la Lactosa La transformación energética y las rutas fermentativas en el metabolismo de los carbohidratos por las bacterias ácido lácticas han sido estudiadas a detalle. La lactosa es un disacárido compuesto por glucosa y galactosa, siendo el único azúcar que se encuentra presente en la leche de forma libre (40 50 g/l). Las bacterias introducen la lactosa a la célula mediante el sistema de la fosfotranferasa del fosfofenol piruvato. La lactosa es fosforilada durante la translocación y posteriormente es escindida mediante una fosfo β galactosidasa a glucosa y galactosa 6 fosfato. La glucosa entra a la vía glucolítica y la galactosa 6 fosfato es transformada en tagatosa 6 fosfato mediante la ruta de la tagatosa. Ambos azúcares son transformados por aldosas específicas a triosas fosfato, que se transforman en piruvato a expensas de NAD + . Para continuar la producción de energía debe regenerarse el NAD +. Esto se consigue mediante la reducción del ácido pirúvico en ácido láctico. Este proceso se puede observar en la Figura 3. 1.2.2.2. Cambios en el Producto Los cambios que sufre el producto a raíz de esta modificación y como ya se mencionó, el primero es el aumento de la acidez titulable, aparte de este, la leche sufre modificaciones en cuanto a color, viscosidad, olor, valor nutrimental, etc., todos estos cambios son deseables en el proceso de fermentación y en realidad se están buscando para dar las características deseadas al producto final. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
FIGURA 3. Metabolismo de la Lactosa en Bacterias Ácido Lácticas
1.2.3. Proceso Frutal El proceso en el que se enfoca este trabajo es el frutal, este comienza con la recepción de la leche proveniente de los ranchos, se hace un muestreo del contenido y se realizan pruebas de laboratorio como son: antibióticos, grasa, punto crioscópico, acidez titulable y estabilidad al alcohol al 74%; una vez aprobada se descarga en los tanques deaereadores donde se extrae el aire que pueda llegar a absorber del ambiente en su traslado y pasa a los sistemas de filtros duales donde primero se eliminan partículas groseras y consecutivamente se clarifica en otro sistema de filtros, a continuación es transportada por tuberías y bombas a los silos de almacenamiento. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
Después de estar en los silos de almacenamiento a una temperatura controlada de 4 6°C pasa a las descremadoras, y posteriormente la leche parcialmente descremada es almacenada en silos para ser estandarizada en el área de derivados. En un pasteurizador la leche es calentada a 65ºC y a continuación es dirigida al homogenizador donde es sometida a una presión de 16 bar., terminada la homogeneización regresa al pasteurizador donde es sometida al proceso HTST (Hig Temperatura Short Time), donde se mantiene a 90ºC durante 15 segundos, de esta manera se garantiza la inocuidad del alimento. Una vez terminado este proceso el producto alcanza una temperatura de 40ºC y es transferido a los tanques de maduración donde se inocula para su acidificación, terminada la acidificación, es mezclada con el jugo de frutas y sufre una segunda pasteurización bajo el mismo esquema pero la etapa de sostenimiento es a 85ºC por 15 segundos y disminuye hasta una temperatura final de 5ºC. Terminado el proceso es almacenada en los tanques para autorizar su envasado en la línea Tetra Top.
FIGURA 4. Diagrama de Proceso, Elaboración de Frutal 1.2.4. Sistema de Envasado El mecanismo de envasado consiste en sistemas de llenado en condiciones estériles, dotados de mecanismos de esterilización del empaque antes del llenado, mediante el uso de peróxido de hidrógeno, el cual es removido posteriormente mediante una corriente de aire caliente, logrando así crear un ambiente libre de bacterias en la sección de llenado.
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1.2.5. Plataforma Tetra Top La plataforma con la que cuenta alpura es una TT/3 la cual tiene una capacidad de envasar 9000 unidades por hora, es aplicable a diferentes presentaciones, desde 250ml hasta 1000ml, es funcional para fluidos de alta y baja viscosidad. UNIDAD FILTRANTE VÁLVULA ASÉPTICA DE PRODUCTO TANQUE DE PRODUCTO CÁMARA ASÉPTICA PANEL DE CONTROL FIGURA 5. Plataforma Tetra Top 1.2.6. Envasado en Plataforma El envasado en la plataforma TT/3 comienza con la alimentación del papel el cual es cortado por medio de cuchillas calibradas, para que el corte sea adecuado a un envase, después pasa a los preformadores donde se realizan los dobleces y el sellado longitudinal, ya con el envase sellado, este pasa a los mandriles donde se realiza una rotación que permite la inyección de tapa a través de moldes y con polietileno fundido (Figura 7), paso seguido los mandriles continúan su rotación para depositar el envase en los cassettes los cuales lo trasportan a través de la cámara aséptica donde es llenado y además se realiza el sellado final, salido el producto se transfiere a los fechadores, donde se imprime el lote y fecha de caducidad, terminada esta operación el producto pasa al transportador donde es llevado hasta la máquina capper que coloca la tapa finalizando la operación de envasado. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
FIGURA 6. Funcionamiento de la Plataforma TT/3 FIGURA 7. Sistema de Inyección de Tapa GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
1.2.7. Secuencia en Cámara Higiénica La secuencia que esta plataforma ofrece al momento del envasado es de gran importancia, ya que garantiza que al momento de llenar el envase este se encuentra en condiciones asépticas gracias a los tratamientos que recibe. Después de la inyección de la tapa por medio de herramientas (moldes) y de polietileno fundido, el envase entra a la cámara aséptica donde es bañado por peróxido al 1%, seguido de una irradiación de luz ultravioleta para después ser secado con aire a temperatura de esterilización (120° C), al terminar esta secuencia se procede al llenado, sellado final del producto, salida de la cámara y de la plataforma. FIGURA 8. Secuencia en Cámara Aséptica. 1.3. Estudio de Productividad
1.3.1 Ciclo de Productividad Para manejar la productividad se deben reconocer cuatro etapas formales: medición, evaluación, planeación y mejoramiento. Estas cuatro etapas constituyen un proceso continuo de productividad, el ciclo de productividad. Una vez medido el nivel de productividad en el periodo actual, debe compararse con el nivel establecido en el periodo anterior. Con base en esta evaluación se debe planear un nivel de productividad como meta para el periodo siguiente, por último, según la naturaleza y nivel de la meta de productividad que se planeo, debe llevarse a cabo un mejoramiento en el periodo que sigue. Para determinar si se alcanzo el nivel planeado, se debe medir la productividad de nuevo en el siguiente periodo. El proceso cíclico se repite mientras que la organización maneje formalmente su nivel de productividad y su tasa de crecimiento. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
Medición de la Productividad Mejoramiento de la Evaluación de la Productividad Productividad Planeación de la Productividad FIGURA 9. Ciclo de Productividad Todo proceso productivo es un sistema formado por personas, equipos y transformaciones de la materia prima. El proceso genera como salida el producto que se desea fabricar. La calidad del producto fabricado esta determinada por sus propiedades físicas, químicas, mecánicas y estéticas, durabilidad, funcionamiento, etc., que en conjunto determinan el aspecto y comportamiento del mismo. La técnica de control por medio de tablas y gráficas durante el proceso presenta al ingeniero de control una perspectiva de las condiciones de operación hora a hora o día tras día. A lo largo de la operación se presentarán factores que intervienen en esta y el ingeniero de control a través del registro de estos en gráficas y tablas, llevará acabo las fases del ciclo de productividad para llegar a la meta que la organización planea. 1.3.2 Factores Que Afectan La Productividad de un Proceso Existen diversos factores que intervienen un proceso y que contribuyen con toda clase de variaciones, dichos factores son: Cuadro 2: Factores involucrados en la variación de un proceso. Fuente: Feigenbaum 1997. FACTOR VARIACIÓN Destreza del obrero, estado anímico, operadores distraídos o falso Personal entrenamiento. Materiales Materia prima defectuosa Medio ambiente Variaciones en el medio ambiente como cambio de climático Maquinaria Desgaste de herramientas, vibraciones de las máquinas Métodos o La forma en que se realizan las actividades dentro de proceso procedimientos GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
Los equipos seleccionados para la manufactura son un factor importante para la determinación del costo y la calidad del producto resultante, este equipo no fue diseñado para la producción de una pieza sino para la producción en masa y la realidad es que estas máquinas en general: Son complejas, ya que fueron diseñadas para procesar una gran variedad de tareas en una gran variedad de productos. No tuvieron en cuenta en su diseño la importancia del tiempo de cambio de producto. Son inestables y en muchos casos están mal mantenidas por lo que funcionan a velocidades inferiores que las de diseño. Generan un porcentaje significativo de producto defectuoso. Por esto se hace esencial el conocimiento sobre la eficiencia de los equipos de proceso, como clave para el funcionamiento del programa de control de producto y de proceso. En las líneas con un elevado nivel de automatización el estudio de tiempos es el más significativo ya que es común ver maquinaria fuera de servicio, y en la mayor parte de los casos por una gran cantidad de problemas que pudieron ser evitados (Tornos 2005): Cambios de producto. Averías. Limpiezas. Atascos. Falta de personal. Etc. En muchas ocasiones es difícil ver una máquina funcionando pero su eficiencia es del 95%, claro descontando los tiempos de comida, cambio de turno, de producto, cambios programados por avería, etc. (Tornos 2005), evadiendo la verdadera situación del área ya que estos tiempos están generando pérdidas de recursos que la empresa no esta contabilizando. 1.3.3. Importancia de Análisis de Tiempos La importancia de medir el tiempo radica en: La Maquinaria: ya que es necesario el conocimiento de los tiempos empleados para realizar cada tarea específica, para poder programar los trabajos. El Personal: Es necesario conocer los tiempos de realización de cada tarea, para determinar el costo de mano de obra, los incentivos, los operarios necesarios, etc. Con Producción: Es necesario conocer los tiempos de elaboración de cada producto, la total y parcial, para poder decidir el mejor proceso de fabricación.
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1.3.4. Cálculo de Eficiencia en la Línea de envasado Tetra Top Los datos recabados para este cálculo serán obtenidos de las hojas de actuación, localizadas en cada área, y se verificarán con los datos reportados en las bitácoras. Los volúmenes de producción serán obtenidos de los vales de transferencia. Los datos serán desglosados de acuerdo al tipo de variación que genera el paro y registrados en el departamento al que pertenecen en su formato correspondiente.
Paro Tiempo muerto Causa Tiempo muerto Tiempo muerto Tiempo muerto Tiempo muerto Tiempo muerto Operación Proceso Derivados Almacén Mantenimiento (min.) (min.) (min.) (min.) (min.) (min.)
Total Tiempo muerto Operación Proceso Derivados Almacén Mantenimiento FIGURA 10. Formato de Registro de Tiempos Muertos Fuente: ALPURA Una vez desglosados los datos se calculará el TIEMPO EFECTIVO DE PRODUCCIÓN (TEP), para este cálculo se tomara en cuenta al primer turno de 480 minutos y el segundo de 450, a reserva de algún evento extraordinario que modifique estos datos.
TEP = Tiempo trabajado – Tiempo muerto...... EC.1
Con base en el TEP se calcula la eficiencia porcentual
Eficiencia = TEP *100 ...... EC.2 Tiempo Total Trabajado Los tiempos de producción deberán analizarse en una gráfica comparativa que enfrentara el TEP vs., Tiempo Teórico (TT) que debió trabajar la máquina. El TT debe ser exactamente igual al TEP. TT = Volumen de Producción ...... EC.3 Factor máquina
Donde el factor máquina es la capacidad que tiene por hora y varía dependiendo de la maquinaria analizada. Todos los paros ocasionados por fallas mecánicas u operativas deberán ser registrados en tablas de frecuencia en base al formato. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
Falla No de Repeticiones Minutos Totales de Paro Promedio de Minutos por Paro Total FIGURA 11. Formato de Frecuencia. Fuente ALPURA Todos los datos son presentados en gráficos y a las áreas donde la dirección lo solicite. 2. JUSTIFICACIÓN El estudio de tiempos en una empresa es de gran importancia ya que a través de este se puede conocer la verdadera capacidad del equipo y evaluar las diferentes alternativas que la organización tiene para alcanzar las metas planteadas en cuanto a productividad se refiere. A través de este trabajo se pretende informar, mediante el registro histórico de las variaciones que afectan los niveles de productividad del equipo y la situación en la que se encuentran el área de envasado Tetra Top, para que en base a este se tomen las acciones correspondientes que permitan el aumento de la eficiencia del equipo y de la productividad del área. En México solo tres empresas cuentan con la plataforma TT/3 de Tetra Pak por lo que esta empresa se basa en los reportes que alpura envía sobre el funcionamiento de la plataforma, esto sirve para que el departamento de investigación y desarrollo modifique el equipo para optimizar su desempeño. 3. OBJETIVOS 3.1. Objetivo General Realizar el análisis de tiempos muertos estableciendo los factores y las variaciones que impiden que el área de envasado Tetra Top alcance los niveles de eficiencia que la empresa espera, delimitando las bases que formalizan el ejercicio de un análisis permanente.
3.2. Objetivos Específicos Conocer la operación de envasado en la línea Tetra Top calculando la eficiencia con la que actúa esta máquina. Identificar los tipos de variaciones y los factores que repercuten en esta operación. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
4. METODOLOGÍA
4.1. Actividades Desarrolladas El estudio que se realizó durante esta estancia fue en el departamento de producción, dentro de la línea de envasado frutal de la plataforma Tetra Top. Actividades Realizadas: Verificación de datos. Estudio de tiempos muertos. Determinación de eficiencias. Control de reportes. Elaboración de un manual para el cálculo de eficiencias. Capacitación al personal. Esta actividad consistió en el análisis de tiempos muertos en la línea de envasado Tetra Top, para llevar a cabo esta actividad de forma adecuada se verificó que en la bitácora de área y en las hojas de actuación se registraran todas las actividades que los operadores realizaron durante el día así como los paros generados en la plataforma, ya que estos datos son la base para el cálculo de eficiencia. Una vez verificados los datos se realiza un desglose de los mismos separando para cada departamento los diversos factores que actuaron durante el tiempo de operación e impidieron que la plataforma opere de acuerdo a las necesidades de la empresa. Ya desglosados los datos se realiza un reporte que permite a dirección y jefaturas una rápida y fácil identificación de los principales factores que afectan la productividad del área para tomar las acciones correctivas adecuadas. Dentro de este último punto se diseño el formato de reporte que se entrega a dirección general y a las diferentes gerencias que requieren de la información, así como dar la capacitación al personal para que el estudio se siga realizando de manera detallada y se cumplan las metas de la organización. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
4.2. Cronograma de actividades
Cuadro 3. Cronograma de Actividades JULIO MAYO JUNIO ENERO MARZO FEBREO AGOSTO OCTUBRE OBJETIVO ACTIVIDAD DICIEMBRE NOVIEMBRE SEPTIEMBRE
ESTABLECER ANÁLISIS DE ESTRATEGIAS PARA TIEMPOS MUERTOS RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS EL AUMENTO DE EN LÍNEA LA PRODUCTIVIDAD TETRA TOP ELABORACIÓN DE REDACCIÓN Y ESTANDARIZAR EL MANUAL PARA REVISIÓN DEL ANÁLISIS DE CÁLCULO DE MANUAL TIEMPOS MUERTOS EFICIENCIA ELABORACIÓN DE REPORTE TÉCNICO FINAL
VERIFICAR SI LAS PROPUESTAS SON SEGIMIENTO DE ANÁLISIS DE DATOS LAS ADECUADAS ESTRETEGIAS PARA LOS OBJETIVOS DE LA EMPRESA
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5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 5.1. Eficiencia Obtenida
EFICIENCIA DE ENVASADO
100 90 80 69 67 67 65 66 68 70 61 % 60 50 40 30 20 Sep Abril Julio Junio Mayo Agosto Octubre Gráfica 1. Promedio de Eficiencia Mensual Los datos mostrados en el gráfico 1 son los valores de eficiencia que, en promedio, obtuvo la plataforma Tetra Top durante su respectivo mes, la meta de la planta para Diciembre de 2006 es obtener una eficiencia del 90%, a través de este estudio analizaremos los diferentes factores que ocasionan la baja eficiencia de la plataforma así como las acciones correctivas que se tomaron para aumentar el desempeño de la plataforma y del área en general así como la influencia de los diferentes departamentos en los resultados obtenidos. 5.2. Tiempos Muertos Generales
TIEMPOS MUERTOS GENERALES 400 371 333 296 300 273 279 252 248
200 MINUTOS 100
0 Sep Abril Julio Junio Mayo Agosto Octubre Gráfica 2. Tiempos Muertos Globales Lo que observamos en el gráfico 2 es la totalidad de minutos que, en promedio, la plataforma estuvo fuera de servicio por diferentes factores, los cuales se especificarán más adelante, lo que muestra este gráfico es que durante los meses de Abril, Mayo, Junio y Octubre se mantuvieron los tiempos muertos alrededor de 4 horas pero los meses de Julio, Agosto y Septiembre estos tiempos se disparan a niveles de 6 horas perdidas durante el día representando un incremento considerable de tiempos muertos, esto fue ocasionado por tres principales fallas mecánicas que presento la plataforma, las cuales se discutirán más adelante, durante el mes de Octubre se registro un incremento en los tiempos muertos, esto GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN debido a fallas que se presentaron en el área de derivados y durante los meses de Abril, Mayo y Junio los tiempos muertos son debido a la combinación de factores pertenecientes a operación, derivados y mantenimiento, los cuales se discutirán a detalle más adelante. 5.3. Tiempos Muertos Por Fallas Mecánicas
TIEMPO MUERTO DE MANTENIMIENTO
400 350 300 233 250 228 200 164
MINUTOS 132 150 104 88 100 75 50 0 Sep Abril Julio Junio Mayo Agosto Octubre Gráfica 3. Tiempos Muertos por Fallas Mecánicas El gráfico 3 muestra el tiempo que la plataforma se encontró fuera de servicio debido a la reparación de fallas mecánicas, las múltiples fallas que presento así como la frecuencia con que se manifestaron se pueden observar en el Anexo 1, a continuación se tratarán las fallas más representativas y las acciones realizadas para repararlas, ya que como se puede observar en este gráfico durante los meses de Julio, Agosto y Septiembre el incremento de tiempos muertos es crítico, durante estos tres meses las fallas presentan tiempos muertos elevados para su corrección así como un gran número de repeticiones, esto como ya se discutió con anterioridad, debido a un mal mantenimiento efectuado, así como la ausencia de mantenimiento preventivo y a la falta de refacciones que, como podremos observar, en su mayoría debido a un mal diseño de la plataforma, factores que se conjuntaron para la obtención de estos resultados. A continuación se muestran algunas de las principales fallas mecánicas que se presentaron y las acciones correctivas que se desarrollaron para la eliminación de estos tiempos muertos: Fallas en el sistema de lubricación central; esta falla se presento durante los meses de Abril, Mayo, Junio y Julio y es debida a que el material con el que estaba realizada la instalación de este sistema no era el adecuado y presentaba fisuras con frecuencia lo que ocasiona que el nivel de lubricante baje a niveles críticos, accionando las guardias (sensores) que generan un paro automático de la plataforma. Fallas en herramientas; este tipo de fallas se refieren al sistema de inyección de polietileno para la formación de la tapa abre fácil, esto se debe al deterioro que sufren los moldes a través de su vida útil y al tratar de compensar este deterioro con modificaciones en la presión y temperatura de inyección ocasiona que la sincronía que requiere esta operación se pierda, generando bloqueos que activan una guardia deteniendo por completo la operación de la máquina. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
Guardia SV2; esta guardia se activa cuando la caja VV3, que sirve como una caja de velocidades, pierde aceite lubricante activando el sensor correspondiente y parando la maquinaria. Falla en fechadores; los fechadores son de gran importancia tanto a la empresa como al cliente ya que brindan valiosa información, son diversas las fallas que estos presentan aunque la principal es cuando pierden su alineación con el producto, que se desprogramen sin causa aparente y aunque son paradas cortas en los meses de Junio y Julio se presentaron de manera continua incrementando los tiempos muertos. Fallas en cassettes; los casettes son los elementos que transportan al producto dentro de la cámara aséptica y son cassettes de producto y cassettes de lubricación, el problema que estos presentaron fue el de continuas fracturas o deformaciones que sufrían por choques térmicos, la causa principal eran la válvulas de paso de aire caliente ya que al presentarse una falla eléctrica estas se cerraban completamente quemando los elementos de los hornos y generando un calor excesivo que aunado a la baja temperatura de envasado en el producto generan los problemas mencionados. Existen una gran variedad de factores que alteran la eficiencia de la máquina y otro tipo de fallas son las que no se presentan con regularidad pero representan mucho tiempo perdido debido a lo complejo que resulta atenderlas, ejemplo de esto es la falla en el servomotor o la rotura de algún filtro, etc., y por no contar con refacciones adecuadas o lo inaccesible que resulta llegar al elemento dañado generan los problemas discutidos. Dentro de este apartado cabe mencionar que la falta de refacciones no recae en alpura sino en Tetra Pak ya que al contar con pocas plataformas a nivel nacional en ocasiones las refacciones no se encuentran disponibles ara su uso inmediato. Hay otro tipo de fallas que aunque pertenecen al departamento de mantenimiento no recaen directamente en Tetra Pak, como son las fallas de la máquina, estas son fallas en los elementos mecánicos del área como son fallas en transportador, en lavadora de canastas, etc., y en algunas ocasiones no son atendidas de manera inmediata por falta de comunicación o por falta de personal, dos factores que se deben erradicar de manera inmediata. 5.3.1. Cambios en La Maquinaria En base a todos estos factores mencionados, Tetra Pak y alpura realizaron una serie de cambios en la maquinaria, lo que podemos observar en el drástico descenso que presentan los tiempos muertos por mantenimiento (gráfico 3). Los KITS que se cambiaron a la máquina son: GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
Kit de lubricación: cambio de todas las tuberías del sistema de lubricación central. Tetra Top ha reconocido que el material empleado para la manufactura de las tuberías de lubricación central no ha sido el apropiado ya que con facilidad presenta fisuras en su estructura. FIGURA 12. Sistema de Lubricación Central. Fuete: Tetra Pak UK Photocell VV3: En este Kit se agrega un sensor de nivel en la caja VV3 para monitorear en forma automática el nivel de aceite en la caja mencionada ya que por su ubicación física es casi imposible de vislumbrar la mirilla de nivel.
FIGURA 13. Sistema de Monitorea de Lubricante. Fuente Tetra Pak. GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
MKS Regulador: mover un conjunto de válvula, manómetro y regulador fuera de la máquina para evitar que se anule la seguridad de las puertas. FIGURA 14. Sistema Regulador. Fuente: Tetra Pak KX Peroxide System 170V: Cambiar todo el sistema de peroxido desde el conector hasta las boquillas de spray, debido, a que las falla por las alarmas de flujo de peróxido es uno de los principales problemas reportados y con este Kit se cambia el principio de funcionamiento del sistema. En el sistema anterior se impulsaba al peróxido desde el contenedor mediante presurización y después a lo largo del circuito se controla el flujo máximo y mínimo y cualquier variación determinaba la acción de las alarmas y paro de la maquina. En el nuevo sistema se agregan dos bombas positivas que impulsan el peroxido desde el contenedor hasta las boquillas de spray. Y en lugar de controlar el flujo, que en este sistema se considera constante por la acción de las bombas, controlamos la presión de las mismas disminuyendo considerablemente la cantidad de paradas relacionadas con el sistema de peroxido. Cassettes Lubrication: Este es un Kit que consta en realidad de dos componentes, uno es de lubricación y limpieza de los casettes propiamente dicho, y el otro es una modificación neumática consistente básicamente en la optimización del funcionamiento de la circulación de aire por los calentadores de picos de la máquina. Anteriormente, las válvulas que controlaban esta circulación funcionaban en forma normal cerrada, de manera que para que haya circulación, estas deberían estar eléctricamente activadas. El problema con esto es que si estamos en producción y nos enfrentamos a un corte en el suministro de electricidad estas válvulas se cerraban y cortaban la circulación de aire quemando los elementos de los calentadores. La nueva configuración implica un cambio neumático y de programa de forma tal que estas válvulas pasen a trabajar de forma normal abierta de manera que ante la no GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
activación eléctrica, la circulación esta abierta permitiendo salvar los elementos del calentador. La otra parte del Kit es la de lubricación y limpieza de los cassettes. En este Kit se agrega un sistema independiente de agua esterilizada por medio de una lámpara ultravioleta que cumple básicamente con dos funciones, por un lado permite la lubricación de las estrellas motoras de la cadena y las guías por donde circulan los cassettes y por otro lado nos permite la limpieza de los cassettes en caso de ser necesaria mediante un spray de esta agua estéril. Software update 170V Dec 04: Es una actualización de Software de la máquina que permite el funcionamiento de los kits instalados. Gracias a las acciones correctivas, que en este caso son la renovación del equipo para el mes de Octubre los tiempos muertos se lograron reducir a niveles relativamente moderados en comparación con los meses anteriores y como se puede observar en el Cuadro 4 de Anexo 1 la variedad de fallas se vio reducida a su vez y de manera muy significativa las horas durante el mes que esta se mantuvo detenida, lo que se puede observar en el Anexo 1. 5.4. Tiempos Muertos Por Operación
TIEMPOS MUERTOS POR OPERACIÓN LÁCTEOS
400 350 300 250 200 150
MINUTOS 89 100 70 68 65 68 56 55 50 0 Sep Abril Julio Junio Mayo Agosto Octubre Gráfica 4. Tiempos Muertos por Operación Los tiempos muertos por operación son todos aquellos factores humanos que alteran el desempeño del área de envasado y aunque algunos de estos no los podemos evitar si se tienen que analizar ya que a demás de afectar la eficiencia de la plataforma sirven para evaluar las aptitudes de los operadores y del personal que se encuentra trabajando en el área lo que podemos advertir en el gráfico 4 es una variación mínima en los tiempos muertos que se presentan de Abril hasta Agosto, y como podemos observar en el gráfico 2, estos paros en conjunción con los tiempos muertos por fallas mecánicas (gráfico 3) representan la mayor perdida de tiempo, varios de estos paros operativos que se presentan son de carácter obligatorio. Algunos de los paros que se presentan son: Cambios de producto: estos cambios no se pueden evitar ya que se esta hablando de una línea multifuncional y que en promedio se tienen 5 cambios de producto diarios, GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN
aquí se detecto que los cambios realizados tardaban en promedio 15 minutos cuando en realidad un cambio de producto esta programado para 8 minutos. En el transcurso de esta estancia se informo de esta situación a la jefatura de producción y a través de capacitación y supervisión se logro reducir este tiempo a 10 minutos lo cual es más aceptable que el tiempo inicial. Los cambios de turno son un problema netamente de responsabilidad del personal ya que estaban presentando paros de alrededor de 40 minutos entre cambios de turno, en este caso hay que sensibilizar al personal de la responsabilidad que recae en sus manos esto se logro temporalmente, pero debido a diversos factores que afectan al trabajador, los cambios de turno regresaron a los 40 minutos de tiempo perdido, por la tardanza del personal para presentarse en la línea de producción. Preparar máquina: estos paros son retardos para iniciar la producción y hasta cierto punto se pueden manejar como retardos del operador y básicamente es el tiempo que se tarda en programar y arrancar la maquina para la producción. Como se puede observar en el gráfico 4 para los meses de Septiembre y Octubre estos tiempos muertos se lograron reducir a niveles aceptables, como se menciono anteriormente, pero el verdadero punto para poder reducir estos tiempos a su mínima expresión es el de sensibilizar al personal para realizar las tareas de manera eficiente. Existen otros problemas que se presentan pero estas menciones son las mas importantes, las mas frecuentes y las que se atacaron en primera instancia y como se puede observar se vieron disminuidos los tiempos muertos de operación al final del estudio. Las fallas en operación se pueden observar en el Anexo 2 donde se enlistan todas las fallas que se presentaron durante el estudio. 5.5. Derivados
TIEMPOS MUERTOS POR DERIVADOS
400 350 300 250 200
MINUTOS 150 105 100 70 64 33 41 50 31 28 0 Sep Abril Julio Junio Mayo Agosto Octubre Gráfica 5. Tiempos Muertos por Derivados Los tiempos muertos ocasionados por derivados son los retrasos que sufre la operación durante los cambios de producto, estos son debidos a fallas que se presentan en la planta de derivados ya que en esta área es donde se prepara la leche acidificada, aunque estos no recaen directamente en el departamento donde se realizó la estancia es necesario GANADEROS PRODUCTORES DE LECHE PURA S.A DE C.V UPIBI-IPN contabilizar estos tiempos muertos e informar al personal adecuado para que se tomen las acciones correctivas necesarias. Un punto importante a considerar, pero que genera gran tiempo perdido, es cuando derivados realiza el cambio de un lote programado, esto es cuando se cambia la producción de un sabor ya planeado por algún motivo, y debido a la falta de comunicación oportuna, la materia prima localizada en el área de envasado (papel y tapa) no es la adecuada o suficiente para esta contingencia, aquí el tiempo muerto se genera cuando se tienen que realizar las órdenes de pedido para que almacén surta los insumos necesarios para que se comience el envasado. Como se puede observar en el gráfico 5 los meses de Abril y Mayo presentan tiempos muertos elevados en comparación con los meses de Junio a Septiembre estos principalmente son a las fallas mecánicas que se presentan en la planta de derivados y la principal falla es la espera de producto por parte del área de producción, esta debida a que no es posible programar la producción y los tiempos de envasado debido a las múltiples fallas, principalmente mecánicas, que presenta en la línea Tetra Top, ya