U.C: PLANTAS INDUSTRIALES.

UNIDAD I. SISTEMAS PRODUCTIVOS

UNIDAD I: SISTEMAS PRODUCTIVOS. 1. ASPECTOS GENERALES 1.1 Definiciones Básicas. En este punto será necesario realizar un análisis de los componentes que pueden estar presente en cada una de las definiciones a discutir, para ello es necesario partir de conceptos generales, avanzar detallando en los mismos hasta llegar a los detalles particulares de cada definición, esto es: Concepto General -----------> Concepto Particular 1.1.1 Industria. De la manera más sencilla, sin detallar el tipo de industria, la podemos definir como el espacio físico donde se desarrolla el

“Proceso de

Transformación” de una (o varias) materia (s) prima en uno o varios productos terminados o la conversión de una energía primaría, en cualquiera de sus estados (hidráulica, eólica, solar, etc) en una energía secundaria o en la prestación de un servicio. Esquemáticamente identificamos tres elementos básicos:

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1.1.2 Planta Industrial: Detallando en sus elementos, definimos una Planta Industrial como el conjunto formado por máquinas , herramientas y equipos, dispuestos convenientemente en un espacio físico donde ocurre la transformación de la materia prima o energía, para la obtención de un producto o la prestación de un servicio, de acuerdo a un proceso básico

pre

establecido. En general se refiere al arreglo de los recursos físicos (facilities) requeridos para lograr la transformación de uno o varios materiales en uno o varios productos, de una o varias energías primarias a una o varias energías secundarias o la conversión de estas en la prestación de un servicio. También hablamos de la transformación de productos intermedios a productos de consumo final.

La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de esta última afirmación

Caliza, Arenisca, Energía Térmica, Yeso Cemento, Arena, Agua

PLANTA

Cemento

PLANTA

Aceite Combustible, Gas Natural, Energía Eléctrica Negro Humo, Caucho Sintético, Goma Natural Energía Hidráulica

PLANTA

Prefabricados, Bloques, Tubos, etc Negro Humo

Central Hidroeléctrica

Energía Eléctrica

Planta de Distribución

PLANTA

Neumáticos para vehículos, aviones, etc. Energía Eléctrica Energía Motriz, Térmica, Luz eléctrica, etc

Tabla No 1. Relación Insumo / Producto para distintos Procesos de Transformación.

Podemos observar en el cuadro anterior, como los productos finales (Salida)

de una determinada industria, pueden ser considerados como

productos intermedios o como materia prima (Insumos) para otras industrias que a su vez elaboraran productos terminados destinados al distribuidor o consumidor final.

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En el caso del parque industrial venezolano, esta definición la podemos encontrar representada en su sistema refinador, en cualesquiera de sus instalaciones industriales, donde la mayoría de las distintas corrientes de refinación ( Propano, Butano, Naftas Gasolinas, Kerosen, Gasoil, Fuel Oil, Bases Lubricantes, etc)

son destinados como productos de consumo final ó como

componentes para la mezcla de otros productos de alto valor comercial ( Gasolinas Terminadas, Aceites y Grasas lubricantes para la industria Automotriz, etc). Los subproductos ( El Coque o carbón

obtenido de los procesos de

conversión profunda ó el Azufre generado en los procesos de endulzamiento de corrientes ácidas), considerados como productos de poco o escaso valor comercial, son destinados a otras industrias para la generación de energía en el caso del carbón, o la producción de fertilizantes en la industria petroquímica en el caso del azufre. En la Figura No 1, muestra los elementos que conforman una Planta Industrial.

Un elemento clave en este conjunto lo representa el recurso humano, el cual cumple funciones de planificación, organización, dirección y control en las actividades para la producción de bienes y servicios. Procurando la utilización 4

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racional de los elementos de producción, para obtener con ello el máximo rendimiento de las maquinarias y equipos y la mejor utilización de los recursos humanos, de los materiales y la energía.

1.1.3 Complejo Industrial. Si conservamos el mismo esquema de la dos definiciones anteriores, y analizamos los elementos entrada-proceso-salida, podemos definir un complejo industrial

como

la

integración

de

varios

Procesos

de

Transformación,

caracterizado por una interdependencia existentes entre los Insumos utilizados y los Productos obtenidos en cada uno de los procesos que completan el sistema total. Un buen ejemplo de esta definición, lo representan los Procesos de Refinación (Refinerías de Petróleo) y Complejos Petroquímicos

(Plantas

Petroquímicas). Esquemáticamente lo podemos representar como:

1.1.4 Industria Manufacturera.

Profundizando en los detalles del proceso de transformación, podemos definir la Industria Manufacturera como el espacio donde ocurre la transformación

mecánica

o

química

de

sustancias

orgánicas

o

inorgánicas en productos nuevos, bien sea que el trabajo se efectúe a máquina o a mano, en una fabrica o en instalaciones domiciliarias ó que los productos se puedan vender al mayor o detalladamente.

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En este caso

muy particular, se tiende a asociar solamente a los

procesos manuales como industrias manufactureras, lo cual no siempre es cierto, porque podemos conseguir, por ejemplo, en el caso de la elaboración del calzado o la confección del vestido, tecnologías que requieran de maquinarías especializadas para la elaboración de estos productos o simplemente elaborar los mismos con tecnologías elementales o manuales. En ambos

casos

estamos

hablando

de

una

industria

manufacturera,

diferenciándose solo en los volúmenes de producción obtenidos y la limitación en la diversificación de productos que puede aportar una tecnología u otra.

1.1.5 Sistema de Producción. La producción de un bien o servicio puede verse en términos de un sistema de producción, y una industria, una planta industrial, un complejo industrial o una industria manufacturera encajan perfectamente en este concepto y constituyen un elemento básico dentro del sistema.

El sistema de producción lo podemos representar gráficamente como una caja negra, dentro de la cual ocurren las actividades requeridas para fabricar o ensamblar un producto y prestar un servicio, tal como se muestra en la Figura No 2.

Fig., No 2. Sistema de Producción

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Esta caja negra requiere de una serie de controles que la gerencia deberá evaluar en todo momento para poder alcanzar las metas de producción de la manera más eficiente posible. Estos controles llegan a la gerencia de producción a través de distintos medios, llámense

éstos; sistemas de

información en línea, correos electrónicos, faxes, reportes, informes, minutas de reunión, etc. Este flujo de información se representa en el esquema de la figura No 3.

Tomemos como ejemplo el proceso de fabricación de muebles y analicemos los tres elementos básicos del sistema de producción: entradaproceso-salida.

Entradas:

Estarán constituidas por madera, pegamento, tornillos, clavos, pinturas, selladores, barnices, lijas, materiales diversos y otros insumos de producción. Una vez que se conoce el requerimiento de producción, estos insumos se deben adquirir en función a las cantidades gastadas en el proceso de producción y almacenados hasta que se requiera su consumo en el proceso de transformación. Proceso:

Las operaciones requeridas se realizaran en una Planta Industrial (Carpintería), según el artículo a producir. En este proceso se ejecutaran actividades de: cortado, cepillado, lijado, pintado, refrentado, entre otras. Luego de efectuadas las diversas operaciones, los insumos son transformados y/o convertidos en los distintos productos y almacenados previa inspección de los mismos.

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Salidas:

Después que las operaciones son ejecutadas se obtiene el valor agregado del proceso de transformación en forma de productos terminados: Sillas, mesas, muebles, gabinetes, dormitorios, etc. Una vez que estos productos son aceptados en los procesos de inspección, son almacenados hasta que se despachan al cliente (mueblerías como entes de distribución o usuarios como consumidores finales).

Fig. No 3. Flujo de Información Generados en los Sistemas de Producción

1.2

La Ingeniería Industrial y su Relación con el Diseño de Plantas Industriales.

En esta parte temprana del presente trabajo, es importante resaltar el papel fundamental que juega el profesional de la ingeniería en el diseño de una instalación industrial. Para el caso concreto de los estudiantes de esta rama de la ingeniería, se hace necesario puntualizar que es en esta especialidad, sin desconocimiento del aporte de las otras ramas de la ingeniería,

donde se

establecen las bases para definir y concretar lo que en el futuro será el diseño de cualquier instalación industrial.

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Es por ello que los pensum de estudios de esta especialidad, contemplan unidades curriculares claves que le permitan al estudiante desarrollar las herramientas necesarias y los conocimientos claves en áreas específicas que le permitan afrontar con éxito los retos del diseño. Definamos entonces, esta especialidad de la ingeniería y relacionémosla con el diseño de plantas industriales. 1.2.1 La Ingeniería Industrial: Existen varias definiciones de la Ingeniería Industrial, pero todas coinciden en que el profesional de esta especialidad esta relacionado fundamentalmente con las actividades de producción de las industrias manufactureras y empresas de servicios. Está vinculado con los métodos y la administración de los factores que determinan la productividad, con la gerencia y con la fuerza de trabajo que determinan el uso de dichos factores.

El

“American Institute of Industrial Engineers” (A.I.I.E) lo define de la

siguiente manera: “ La Ingeniería Industrial está vinculada con la concepción, mejoramiento e instalación de sistemas compuestos por hombres, equipos y materiales, basándose en conocimientos especializados y adiestramiento en matemáticas, ciencias físicas y sociales junto con los principios y métodos de ingeniería, para especificar, producir, y evaluar los resultados que se van a obtener de dichos sistemas. ” La “Asociación Venezolana de Ingenieros Industriales ” (ASOVII) lo define de la siguiente manera, tomándolo como una adaptación de la AIIE:

“ La Ingeniería Industrial es el conjunto de métodos y técnicas que basándose en las ciencias físicas y naturales, sirven para planificar o concebir unidades orgánicas de producción o sistemas, formados por la integración adecuada de los distintos factores de producción: tierra, trabajo, capital y dirección, con el 9

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objeto de obtener bienes o servicios de mayor grado de utilidad que los usados; y para tratar de mejorarlos constantemente,

con la finalidad y permanente

objetivo de obtener la máxima eficiencia en los resultados.”

O bien pudiéramos resumirla como lo define Maynard H. B en su obra “Manual de la Ingeniería de la Producción Industrial”.

“ ...La Ingeniería Industrial se encarga de la aplicación de los procedimientos de dirección técnica a todos los factores ( incluyendo el factor humano) que intervienen en la producción de bienes y servicios...” 1.2.2 El Ingeniero Industrial y el Diseño de Planta.

Desde los tiempos de Frederick Taylor ( 1859-1915), considerado el padre de la “Administración Científica”, los ingenieros industriales se han preocupado por el diseño de plantas manufactureras. Al principio, los estudios estaban orientados y centraban su atención en actividades dentro del medio de trabajo, para lograr la mayor utilización de la mano de obra, a este tipo de análisis se le conoció como Ingeniería de Métodos. Luego de estos estudios, se continuaron las investigaciones y los análisis estuvieron orientados hacia los métodos de manejo de materiales entre departamentos y a la disposición de estos dentro de la planta. A estas dos áreas se les llamo inicialmente Manejo de Materiales y Distribución en Planta.

Hoy en día, a estas tres actividades (Ingeniería de Métodos-Manejo de Materiales – Distribución en Planta) se les conoce como Diseño de Plantas. En la figura No 4 se muestra el triangulo que define el Diseño de Plantas. Cada uno de sus vértices se convierte en una herramienta clave para el Ingeniero Industrial que deba involucrarse en esta etapa específica del desarrollo de un proyecto.

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Ingeniería de Métodos

Manejo de Materiales

Diseño De Plantas

Distribución en Planta

Fig. No 4. Herramientas Claves para el Diseño de Plantas.

Ingeniería de Métodos

Definición:

Manejo de Materiales Definición:

Distribución en Planta Definición:

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2. CLASIFICACION DE LAS INDUSTRIAS.

Dependiendo del interés que se tenga en cada caso individual, las Industrias y las Plantas Industriales en general se pueden clasificar de distintas maneras, haciendo prevalecer la conveniencia de cada caso al momento de realizar el análisis. Entre las principales clasificaciones se tiene:

2.1 Por la Índole del Proceso puesto en marcha.

En este caso se analiza la continuidad de operación de las actividades de transformación sin que ocurran interrupciones fortuitas o no programadas. Se hace énfasis en el impacto que puede tener una interrupción de las operaciones sobre las facilidades de producción, entorno ambiental, material procesado o productos terminados. Se consideran tres casos;

2.1.1 Proceso Continuo.

Una industria de Proceso Continuo es aquella que trabaja 24 hrs del día y no es posible detener el proceso productivo de improviso, aun por períodos cortos de tiempo, sin que se ocasionen grandes pérdidas. Una Interrupción en este tipo de industrias puede traer consigo, pérdidas humanas, pérdidas materiales, (bien porque se pierdan en su totalidad o porque no se puedan recuperar), daños a instalaciones y equipos, impactos sobre el entorno y el medio ambiente, producción diferida con el consecuente incumplimiento en los volúmenes y tiempos de entrega de productos, inestabilidad y confiabilidad en los mercad

Bajo este modelo de trabajo, las interrupciones del proceso de transformación son programados en el tiempo para realizar el mantenimiento programado requerido por las instalaciones (paradas de plantas), tomando las previsiones 12

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necesarias para minimizar los impactos antes señalados y lograr mantener el sistema lo más confiable posible.

Como ejemplo de industrias de este tipo tenemos: Plantas Siderúrgicas, Fabricas de Cemento, Refinerías de Petróleo, Industrias Petroquímicas, fabricas de Papel, Aluminio Refinado, Plantas Nucleares, etc.

2.1.2 Proceso Repetitivo (Discontinuo).

Una industria de proceso repetitivo es aquella en la cual el proceso de transformación puede ser interrumpido en cualquier momento sin tener otros impactos que aquellos asociados a la producción diferida, inactividad de personal y equipos. En este tipo de industrias la fabricación del producto se realiza por lotes de producción. Estas industrias se caracterizan por poseer un gran variedad de operaciones y unidades de producción las cuales debe ser coordinadas entre sí, lo cual hace que el producto se mueva a través del proceso en cantidades específicas llamadas lotes.

Cada unidad en el lote sigue sucesivamente a través de las mismas operaciones que se realizan sobre unidades anteriores. En este caso, si los lotes de los mismos artículos iguales, se siguen unos a otros con regularidad a través del proceso, la situación se hace similar al tipo de industrias de proceso continuo, de forma tal que se pueden trabajar 24 horas al día, pero no por razones del proceso sino por requerimientos de producción.

Los procesos de ensamble son característicos de este tipo de industria: Ensambladoras de Vehículos, Confección de ropa, Calzado, Equipos Electrónicos, Productos de Línea Blanca, Alimentos, Medicinas, etc.

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2.1.3 Proceso Intermitente.

En este tipo de industria el proceso de transformación se activa una vez que hay un requerimiento de producción, es decir se manipulan partidas de productos a contra pedido. Estas industrias se caracterizan por tener pequeños volúmenes de producción, los cuales son ordenados por los clientes de acuerdo a sus especificaciones dimensionales y de funcionamiento, una vez que el lote es completado, es posible que el producto no se fabrique de nuevo. En este tipo de industria, la flexibilidad de las operaciones es de suma importancia.

Ejemplos de estas industrias son: Fabricas de Calderas, Equipos de Refinación de Petróleo, Turbinas y Turbo generadores, Barcos, Vehículos Espaciales, Aviones, Rastro pescas, etc.

2.2 Por el tipo de Proceso Predominante

En este caso se analiza el proceso de transformación y su impacto en el valor que genera al producto terminado.

2.2.1 Procesos Mecánicos: Plantas en cuyo proceso predominan operaciones de conformación mecánica

de

partes y/o ensambles de las mismas.

Ejemplo;

Carpinterías, talleres, Industrias de partes automotrices, Metalmecánica, productos de la línea blanca. 2.2.2 Procesos Químicos:

Plantas en cuyo proceso ocurren cambios e la estructura interna (naturaleza) en los materiales o en la mezcla de los mismos. Petroquímica, Refinación de Petróleo, Fábrica de Pinturas, detergentes, etc.

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2.3 Por las Materias Primas Predominantes

En este caso se analiza la entrada al proceso de transformación. Dada la gran variedad de materias primas existentes, se señalan solo un grupo de ellas; Maderera, Del pescado, Petroleras, Carboníferas, Petroquímica, etc.

2.4 Por el Tipo de Producto Obtenido.

Al igual que las materias primas, existen una gran variedad de productos que se pueden obtener, se indican algunos de ellos:

Alimenticia: Industrias Procesadoras / Productoras de Alimentos

Farmacéutica: Industrias Productoras de medicinas y productos farmacéuticos. Textileras: Industrias de productos textiles y sus derivados

Del Cemento: Industrias que producen cemento como materia prima.

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