UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO Colegio Politécnico Análisis de la capacidad de producción en base a los requerimientos de la demanda en una Fábrica de Tuberías de Acero David Alejandro Freire Mullo Iván Vinicio Ríos Salgado Gabriela García, MSc. Director de Tesis Tesis de grado presentada como requisito para la obtención del título de Ingeniero Industrial Quito, Diciembre 2012 2 © DERECHOS DE AUTOR Por medio del presente documento certifico que he leído la Política de Propiedad Intelectual de la Universidad San Francisco de Quito y estoy de acuerdo con su contenido, por lo que los derechos de propiedad intelectual del presente trabajo de investigación quedan sujetos a lo dispuesto en la Política. Asimismo, autorizo a la USFQ para que realice la digitalización y publicación de este trabajo de investigación en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior. Firma: Firma: ----------------------------------------- ----------------------------------------- Nombre: David Alejandro Freire Mullo Nombre: Iván Vinicio Ríos Salgado C. I.: 1716158256 C. I.: 1714232277 Fecha: 21 diciembre de 2012 Fecha: 21 diciembre de 2012 3 UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO Colegio de Ciencias e Ingeniería Politécnico HOJA DE APROBACIÓN DE TESIS Análisis de la capacidad de producción en base a los requerimientos de la demanda en una Fábrica de Tuberías de Acero. David Alejandro Freire Mullo Iván Vinicio Ríos Salgado Gabriela García, M.Sc. ……………………………………… Director de Tesis y Miembro del Comité de Tesis Ximena Córdova, Ph.D. ……………………………………… Miembro del Comité de Tesis Diego Guilcapi, M.Sc. ……………………………………… Miembro del Comité de Tesis Santiago Gangotena, Ph.D. ……………………………………… Decano del Colegio de Ciencias e Ingeniería Quito, diciembre 2012 4 RESUMEN En el presente trabajo se realiza un análisis de los factores que los clientes de la compañía consideran importantes a la hora de realizar la compra de productos. Posteriormente, se procede a determinar indicadores para cada uno de los factores identificados. De manera paralela, se analiza la capacidad efectiva de la fábrica en base a la realización de un estudio de tiempos. En este estudio se consideran variables como los tiempos estándar, variabilidad, factores influyentes en los tiempos, entre otros. Posteriormente, se desarrolla un modelo de capacidad mediante la utilización de datos de la demanda, niveles de servicio que la compañía desea ofrecer a sus clientes, tiempos de producción, variabilidad de los procesos, residuos por etapa, rutas de producción y turnos semanales disponibles. Con el modelo de capacidad, se realizan dos propuestas para la compañía en base a la variación del nivel de servicio y la reducción de los productos ofertados. De esta forma se procura alinear la capacidad a los requerimientos del cliente y garantizar el cumplimiento de los parámetros seleccionados por la empresa. Como una herramienta de apoyo para la compañía, se desarrolló un sistema de planificación en Microsoft Excel considerando el modelo propuesto, de esta forma la fábrica podrá utilizarla como una base estadística para la planificación y toma de decisiones. 5 ABSTRACT This paper is an analysis of the factors that customers of the company consider important when making the purchase of products. Subsequently, it proceeds to identify indicators for each of the identified factors. In parallel, we analyze the effective capacity of the factory based on a study of times. This study considers: standard times, variability, factors influencing the times, among others. Subsequently, we develop a capacity model using demand data, service levels that the company wants to offer to its customers, production times, process variability, waste by-step production routes and weekly shifts available. With the capacity model, there are two proposals for the company based on the variation of the level of service and the reduction of the products offered. This seeks to align capacity with customer requirements and ensure compliance with the parameters selected by the company. As a support tool for the company, a planning system in Microsoft Excel was developed considering the proposed model, so that the factory can use it as a statistical base for planning and decision making. 6 Contenido RESUMEN ................................................................................................................................... 4 ABSTRACT ................................................................................................................................. 5 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 17 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL PROYECTO ................................................. 19 OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS ..................................................................... 20 Objetivo General ................................................................................................................... 20 Objetivos Específicos ............................................................................................................ 20 ANTECEDENTES .................................................................................................................... 21 METODOLOGÍA ..................................................................................................................... 23 Delimitación del alcance del estudio ................................................................................ 23 Levantamiento de información ........................................................................................ 23 Análisis de Información .................................................................................................... 24 Generación de propuestas ................................................................................................ 24 CAPÍTULO I: MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 26 1.1. Encuestas .................................................................................................................... 26 1.1.1. Voz del cliente .................................................................................................... 26 1.1.2. Planeación de la encuesta ................................................................................. 26 1.1.3. Tamaño de la muestra ....................................................................................... 28 1.2. Procesos ...................................................................................................................... 28 1.2.1. Levantamiento de procesos .............................................................................. 28 1.2.2. Diagramas de Flujo ........................................................................................... 29 1.2.2.1. Simbología ...................................................................................................... 29 1.3. Estudio de tiempos .................................................................................................... 30 1.3.1. Toma de Tiempos .............................................................................................. 30 1.3.2. Tamaño de la muestra ....................................................................................... 32 1.3.3. Metodología........................................................................................................ 33 1.4. Estadística .................................................................................................................. 33 1.4.1. Análisis de Normalidad ..................................................................................... 33 1.4.2. Prueba de Bondad de Ajuste: Kolmogorov-Smirnov..................................... 34 1.4.3. Propiedades de una Distribución Normal ....................................................... 35 1.4.4. Análisis de Pareto .............................................................................................. 36 1.4.5. Valor P ................................................................................................................ 36 1.4.6. Análisis de Regresión ........................................................................................ 36 7 1.5. Análisis de Gráficas ................................................................................................... 37 1.5.1. Gráfica de Dispersión ........................................................................................ 37 1.5.2. Gráfica de Probabilidad Normal ..................................................................... 38 1.5.3. Histograma ......................................................................................................... 39 1.5.4. Gráfica de Residuos (4 en 1) ............................................................................. 40 1.6. Análisis de Capacidad ............................................................................................... 41 1.7. Nivel de Servicio ........................................................................................................ 41 1.8. Unidad Agregada de Producción ............................................................................. 42 1.9. Utilización .................................................................................................................. 42 1.10. Indicadores de Producción ................................................................................... 43 1.11. Cartas de Control Estadístico .............................................................................. 43 CAPÍTULO II: DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL ....................................... 48 2.1. Descripción de la empresa ........................................................................................ 48 2.2. Misión ......................................................................................................................... 49 2.3. Visión .......................................................................................................................... 49 2.4. Valores Corporativos ................................................................................................ 49 2.5. Puntos de Calidad...................................................................................................... 50 2.6. Objetivos de Calidad ................................................................................................. 50 2.7. Datos del mercado ..................................................................................................... 51 2.7.1. Mercado del Acero ............................................................................................ 51 2.7.2. Tuberías de Acero ............................................................................................. 52 2.7.3. Sector de la construcción .................................................................................. 52 2.7.4. Mercado atendido por la empresa. .................................................................. 53 CAPÍTULO III: ANÁLISIS DEL MERCADO ...................................................................... 55 3.1. Encuesta 1: Determinación de factores influyentes del mercado .......................... 55 3.1.1.1. Establecimiento de objetivos ........................................................................ 55 3.1.1.2. Determinación de la población objetivo y tamaño de muestra ................. 55 3.1.1.3. El Marco ......................................................................................................... 57 3.1.1.4. Diseño del muestreo ...................................................................................... 57 3.1.1.5. Método de medición ...................................................................................... 57 3.1.1.6. Instrumento de medición .............................................................................. 58 3.1.1.7. Selección y adiestramiento de investigadores de campo ............................ 60 3.1.1.8. Prueba Piloto ................................................................................................. 60 3.1.1.9. Organización del trabajo de campo ............................................................. 60 8 3.1.1.10. Organización de manejo de datos ................................................................ 60 3.1.1.11. Análisis de datos ............................................................................................ 61 3.2. Encuesta 2: Determinación de indicadores de los factores seleccionados ............ 69 3.2.1. Preparación y realización de la encuesta 2 ..................................................... 69 3.2.1.1. Establecimiento de objetivos ........................................................................ 69 3.2.1.2. Determinación de la población objetivo ...................................................... 69 3.2.1.3. El Marco ......................................................................................................... 69 3.2.1.4. Diseño de muestreo ........................................................................................ 70 3.2.1.5. Método de medición ...................................................................................... 70 3.2.1.6. Instrumento de medición .............................................................................. 70 3.2.1.7. Selección y adiestramiento de Investigadores de campo ............................ 71 3.2.1.8. Prueba Piloto ................................................................................................. 71 3.2.1.9. Organización de trabajo de campo .............................................................. 72 3.2.1.10. Organización de manejo de Datos ............................................................... 72 3.2.1.11. Análisis de Datos ............................................................................................ 72 CAPÍTULO IV: ESTUDIO DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN ............................. 81 4.1. Análisis de Procesos .................................................................................................. 81 4.1.1. Diagramación del proceso de producción ....................................................... 82 4.1.2. Jerarquización de los procesos de producción ................................................ 83 4.2. Flujogramas de los procesos por sección/etapas del proceso ................................. 86 4.2.1. Corte ................................................................................................................... 86 4.2.1.1. Diccionario del proceso de corte .................................................................. 86 4.2.1.2. Diagramación del proceso de corte .............................................................. 88 4.2.2. Formado ............................................................................................................. 89 4.2.2.1. Diccionario del proceso de formado ............................................................ 89 4.2.2.2. Diagramación del proceso de formado ........................................................ 91 4.2.3. Galvanizado ....................................................................................................... 92 4.2.3.1. Diccionario del proceso de galvanizado ....................................................... 92 4.2.3.2. Diagramación del proceso de galvanizado .................................................. 94 4.2.4. Enderezado ........................................................................................................ 95 4.2.4.1. Diccionario del proceso de enderezado ....................................................... 95 4.2.4.2. Diagramación del proceso de enderezado ................................................... 96 4.2.5. Roscado .............................................................................................................. 97 4.2.5.1. Diccionario del proceso de roscado .............................................................. 97 9 4.2.5.2. Diagramación del proceso de roscado ......................................................... 98 CAPÍTULO V: ANÁLISIS DE TIEMPOS ............................................................................. 99 5.1. Estudio de tiempos .................................................................................................... 99 5.1.1. Objetivos ............................................................................................................ 99 5.1.2. Introducción ....................................................................................................... 99 5.1.3. Metodología...................................................................................................... 100 5.1.3.1. Materiales ..................................................................................................... 100 5.1.3.2. Tipo de estudio ............................................................................................. 100 5.1.3.3. Método de medición de tiempos ................................................................. 101 5.1.3.4. Método de análisis de tiempos .................................................................... 103 5.2. Corte ......................................................................................................................... 104 5.2.1. Realización del estudio de tiempos en la sección de corte ............................ 104 5.2.1.1. Determinación del número de mediciones ................................................ 104 5.2.1.2. Inducción y adiestramiento de analistas ................................................... 105 5.2.2. Tiempos obtenidos ........................................................................................... 105 5.2.2.1. Preparación de bobina ................................................................................ 105 5.2.2.2. Preparación previa al corte ........................................................................ 107 5.2.2.3. Set-up de la máquina ................................................................................... 109 5.2.2.4. Corte de Flejes ............................................................................................. 111 5.2.2.5. Embobinado de flejes .................................................................................. 113 5.2.2.6. Almacenamiento de flejes ........................................................................... 118 5.3. Formado ................................................................................................................... 120 5.3.1. Realización del estudio de tiempos en la sección de Formado ..................... 120 5.3.1.1. Determinación del número de mediciones ................................................ 120 5.3.1.2. Inducción y adiestramiento de analistas ................................................... 121 5.3.2. Tiempos obtenidos ........................................................................................... 121 5.3.2.1. Preparación para Formado ........................................................................ 121 5.3.2.2. Conformado de Tubos ................................................................................ 123 5.3.2.3. Preparación de Paquete de Tubos ............................................................. 127 5.3.2.4. Almacenamiento de Paquete de Tubos ...................................................... 129 5.4. Galvanizado ............................................................................................................. 130 5.4.1. Realización del estudio de tiempos en la sección de Galvanizado ............... 130 5.4.1.1. Determinación del número de mediciones ................................................ 130 5.4.1.2. Inducción y adiestramiento de analistas ................................................... 131 10 5.4.2. Tiempos obtenidos ........................................................................................... 131 5.4.2.1. Preparación para Galvanizado .................................................................. 131 5.4.2.2. Desengrasado ............................................................................................... 135 5.4.2.3. Aplicación de Ácido ..................................................................................... 137 5.4.2.4. Enjuagado .................................................................................................... 141 5.4.2.5. Aplicación de Flux ....................................................................................... 144 5.4.2.6. Aplicación de Zinc ....................................................................................... 145 5.4.2.7. Enfriamiento ................................................................................................ 149 5.4.2.8. Control de Calidad ...................................................................................... 151 5.4.2.9. Preparación Final de Paquetes ................................................................... 153 5.5. Enderezado .............................................................................................................. 157 5.5.1. Realización del estudio de tiempos en la sección de enderezado ................. 157 5.5.1.1. Determinación del número de mediciones ................................................ 157 5.5.1.2. Inducción y adiestramiento de analistas ................................................... 158 5.5.2. Tiempos obtenidos ........................................................................................... 158 5.5.2.1. Preparación para enderezado .................................................................... 158 5.5.2.2. Enderezado de Tubos .................................................................................. 160 5.5.2.3. Empaquetado de Tubos .............................................................................. 163 5.5.2.4. Almacenamiento de tubos ........................................................................... 165 5.6. Roscado .................................................................................................................... 167 5.6.1. Realización del estudio de tiempos en la sección de Roscado ...................... 167 5.6.1.1. Determinación del número de mediciones ................................................ 167 5.6.1.2. Inducción y adiestramiento de analistas ................................................... 168 5.6.2. Tiempos obtenidos ........................................................................................... 168 5.6.2.1. Preparación para roscado........................................................................... 168 5.6.2.2. Roscado de tubos ......................................................................................... 170 5.6.2.3. Empaquetado de tubos ................................................................................ 172 5.6.2.4. Almacenamiento de Tubos ......................................................................... 174 CAPÍTULO 6: MODELO DE CAPACIDAD....................................................................... 177 6.1. Propuesta general .................................................................................................... 177 6.2. Demanda .................................................................................................................. 178 6.2.1. Análisis de la demanda ................................................................................... 178 6.2.2. Nivel de servicio ............................................................................................... 180 6.3. Tiempos observados ................................................................................................ 181