calidad y productividad. Ing. fernando

1. ,QJHQLHUtD 6RFLHGDG 8& 25
DISEÑO DE HERRAMIENTAS PARA EL CONTROL DE PROCESOS DE
PRODUCCIÓN DE ENVASES DE VIDRIO
Marianna Barrios León1
; Belfrancis Zavala1
; Florángel Ortiz1
1
Ingeniero Industrial. Departamento de Ingeniería de Métodos. Escuela de Ingeniería Industrial.
Facultad de Ingeniería. Universidad de Carabobo. Valencia, Venezuela.
e-mail: mbarrio@uc.edu.ve; benezamo@hotmail.com; fioz2002@hotmail.com
Resumen: La presente investigación se desarrolla en búsqueda de mejoras en los métodos de trabajo de una
organización, para mejorar la calidad de procesos y productos, disminuir costos de producción y obtener
rentabilidad organizacional. Como muestra del estudio, se toma a una planta procesadora de envases de vidrio
que presenta un 20% de retrabajo de su producto terminado de mayor impacto en el mercado, para detectar
las causas que dan origen a este problema. El estudio se realizó bajo la metodología “Eliminación Sistémica de
Desperdicio”[1].Se identificaron como principales fallas: la falta de herramientas para el control del proceso y
las fallas en la detección de defectos. Dentro de las mejoras más significativas se propusieron: un dispositivo
para la detección de defectos y un gráfico para el control del proceso basado en los costos de operación. Como
resultado se incrementa la eficiencia en mas de 30% mejorando así la productividad.
Palabras Clave: Retrabajo, mejora, productividad.
TOOLS DESIGN TO GLASS PROCESSING PLANT CONTROL
Abstract: The following investigation focuses on improving an organization’s working methods in order to
better the quality of processes and products, to lower the production cost and obtain a higher rentability. As a
sample for the research, we take a glass processing plant that presents 20% of rework on the finished product
of higher impact in the market, to detect the causes that give rise to this problem in similar processes. The
research was carried out using the “Systematic Thrash Elimination” method. The following was identified as
the principal failures: lack of tools to control the process and the inability to detect problems. The most signifi-
cant improvements that were proposed were: a device to detect problems and a graphic chart to control the
process based on operation costs. As a result, efficiency increases in more than 30% which improves produc-
tivity.
Key Words: Rework, improving, productivity
INTRODUCCIÓN
El ambiente empresarial de nuestro país se ve afectado
severamente por fuerzas externas (sistema
económico, sistema político, sindicatos, clientes,
proveedores, competidores, entre otros.) que influyen
en la toma de decisiones y acciones de cada
organización, por lo cual las empresas han tenido que
plantear estrategias que les permitan mantenerse en
el mercado, enfrentando las amenazas del entorno
con la elasticidad operacional necesaria para
adaptarse a los cambios, manteniendo la calidad y
haciendo un uso eficiente de los recursos, para
disminuir así, los costos de producción, satisfacer las
necesidades de los clientes y mantener la rentabilidad
organizacional. Dentro de estos lineamientos, el
presente trabajo muestra el estudio y diseño de
propuestas de mejoras en el método de trabajo de
una empresa procesadora de envases de vidrio para
alcanzar la productividad deseada, sentando bases
para el desarrollo de proyectos para la mejora con-
tinua de métodos y procesos.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la búsqueda continua de la mejora de los procesos
para mantenerse en el mercado en un medio altamente
competitivo, la empresa considerada para el estudio
(procesadora de envases de vidrio) ha tomado como
punta de lanza la línea de producción del envase
Española 700 cc (ver figura n°1), por ser el producto
de mayor impacto en el mercado, debido a la
versatilidad de su uso, a la importancia estratégica
que le confiere a su principal cliente y a los ingresos
que genera su venta, con los cuales se puede cubrir
el 87% de los costos mensuales de la organización.

2. 26
Figura 1.Envase Española 700cc
Según cifras aportadas por la Gerencia de la empresa,
este modelo se obtiene con una eficiencia del 65% y
un porcentaje de retrabajo de productos terminados
del 20%, por la presencia de Vidrio Fino (pared con
espesor menor o igual a 1.2mm)[2]; defecto que por
ser crítico obliga a que el producto sea reprocesado,
incrementando con ello sus costos de operación.
Por tal razón, se plantea reducir la cantidad de producto
terminado rechazado a causa de este defecto, al
menos en un 30%, para llevar la eficiencia a 70%,
condición que se considera el mínimo aceptable para
mantener la rentabilidad, lo cual repercute
favorablemente en los costos unitarios de producción,
pues a mayor volumen los costos disminuyen,
permitiendo ofrecer un precio más atractivo a los
clientes y competir con sus adversarios, e impulsando
con ello, el incremento de su participación en el
mercado. Por lo antes expuesto, se plantea la
interrogante: ¿Cómo disminuir el retrabajo de producto
terminado con vidrio fino para alcanzar la rentabilidad?
OBJETIVO GENERAL
Proponer mejoras en los métodos de producción de
tal manera que se logre reducir el nivel de retrabajo
de productos terminados por causa de vidrio fino al
menos en un 30%.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Identificar las causas que dan origen al retrabajo.
• Diseñar propuestas de mejoras para la reducción
del retrabajo.
• Evaluar y seleccionar las mejoras propuestas.
JUSTIFICACIÓN
Enmarcado en el continuo cambio de las fuerzas
externas e internas que afectan a las organizaciones
y en la búsqueda de mejoras continuas para contribuir
a la competitividad y rentabilidad, la empresa en
estudio, atravesando una etapa crítica debido al
cambiante entorno y a la solidez de sus competidores,
se ha visto en la necesidad de evaluar su desempeño,
con el objetivo de mejorar sus procesos y disminuir
sus costos de producción, para así adquirir estabilidad
en el mercado.
De allí, la puesta en marcha de esta
investigación, para contribuir a mejorar las
debilidades y afianzar las fortalezas de la
organización, por medio del mejoramiento de los
métodos de trabajo, para incrementar la
productividad y competitividad.
METODOLOGÍA
Este trabajo de investigación se realizó bajo la
modalidad de proyecto factible[3], estructurando su
desarrollo acorde a la metodología “Eliminación
Sistémica de Desperdicio”[1], la cual presenta un
enfoque sistémico para la eliminación o minimización
de toda forma de desperdicio presente en cualquier
unidad organizacional. Ésta consiste en diez pasos que,
aplicados en forma sistemática, cíclica y permanente,
permite mejorar el desempeño de los sistemas
componentes de una organización y los cuales se
mencionan a continuación:
1. Seleccionar el sistema a ser analizado.
2. Recolectar y organizar la información.
3. Decidir el alcance del estudio.
4. Identificar los desperdicios en el sistema.
5. Cuantificar los desperdicios.
6. Analizar los desperdicios.
7. Diseñar y seleccionar las soluciones.
8. Evaluar el impacto de las soluciones en el sistema.
9. Diseñar un plan para la acción.
10. Implantar y controlar las soluciones.
Adicionalmente, para el desarrollo del proyecto, se
utilizaron los instrumentos de recolección de datos
para estudios de tipo descriptivo[3], entre los cuales
se encuentran: entrevistas, talleres para la detección
de debilidades y fortalezas, inspección, seguimiento
visual y revisión documental.
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE
RESULTADOS
Al aplicar la metodología antes mencionada, se
identificaron en primer lugar las etapas básicas del

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proceso de producción de envases de vidrio, el cual
presenta la siguiente secuencia:
Inicialmente se reciben e inspeccionan los materiales
que conforman el vidrio para luego ser mezclados
formando un “Batch” (cantidad de material trabajado
en una operación) en las proporciones indicadas en la
formulación del vidrio. Una vez mezclados son fundidos
en un horno para la obtención de vidrio líquido. Luego,
el material pasa a la máquina moldeadora, donde se
forman los envases que posteriormente pasan al horno
de recocido, para realizarle tratamiento térmico
enfriando los envases gradualmente. El proceso
concluye con la inspección, empaque y almacenaje
del producto terminado.
En segundo lugar, para analizar a mayor detalle el
sistema [1], específicamente la línea de producción
Española 700cc, el estudio se dividió en dos
subsistemas: el de Fabricación, desde la recepción
de la materia prima hasta el enfriamiento en el horno
de recocido, y el de Inspección, desde la inspección
como tal hasta el almacenaje.
Para evaluar el desempeño del sistema se tomaron
como referencia dos indicadores, por reflejar en mayor
proporción la existencia del problema (el retrabajo por
causa de vidrio fino).La denominación de los
indicadores con sus respectivas formulas de cálculo,
valores actuales y valores meta, se muestra en la Tabla
N°1
Tabla No. 1. Indicadores de Gestión
Fuente: Gerencia de Producción de la empresa en estudio
Al evaluar la desviación de los valores actuales con
respecto a los valores meta, se identificó que ésta
ocurría, principalmente, por la presencia en los
subsistemas de desperdicios involucrados con el nivel
de retrabajo del producto terminado por causa de
vidrio fino, problema crítico sobre el cual no se tiene
conocimiento de estudios previos hasta el momento,
identificándose sólo las causas generales de su
presencia y adjudicándose el problema principalmente
al control de la máquina moldeadora (ver Tabla N°2).
Tabla N°2. Desperdicios Presentes en el Sistema
F: Subsistema de Fabricación ; I: Subsistema de Inspección
Fuente: Análisis realizado en la empresa.
Para analizar la desviación del estado actual con
respecto al estado deseado se determinaron las causas
raíces de los desperdicios encontrados en ambos
subsistemas. Los resultados se presentan en la Tabla
N°3.
Tabla N°3. Causas raíces de los Desperdicios
Fuente: Análisis realizado en la empresa
A objeto de reducir y/o eliminar las causas de los
desperdicios presentes en los subsistemas, y con el
fin de mejorar la productividad, se diseñaron

4. 28
como: roturas, ampollas, piedras, marcas y otros; a
través de sensores ópticos, sistemas de procesamiento
de imágenes (IPS) con cámaras, lectores ópticos,
antena de radio frecuencias, etc.
Esta máquina no puede ser adquirida por la empresa
en estudio, ya que su bajo nivel de producción y lo
significativo de la inversión hacen que esta alternativa
no sea rentable; razón por la cual para facilitar la
detección del defecto se propone incorporar a la línea
de producción un dispositivo adaptable para que todos
los envases sean evaluados por igual, donde las
paredes de los envases sean sometidas a una fuerza
de compresión preestablecida capaz de romper el
envase si en él existe vidrio fino ( pared con espesor
menor o igual a 1.2 mm) o cualquier falla de
manufactura.
Funcionamiento
El dispositivo consta de dos correas ubicadas en las
barandas de la línea de producción, ajustables entre
sí para que puedan ser adaptables a cualquier tipo
de envase. Estas correas giran por medio de tres
rodillos impulsados por un motor para facilitar el
desplazamiento del envase en la línea y cuentan con
unas aletas cubiertas con amianto (material que
protege el acabado del producto), cuya función es
tomar el envase y hacerlo pasar entre las correas para
someterlo a presión bajo el principio de simulación de
impacto. Ver Figura N°2.
herramientas adecuadas a las actividades para las que
se requieren dispositivos Poka Yoke [4],[5].
Para evitar la omisión de tareas y defectos de
manufactura, se normalizaron y estandarizaron [6] las
tareas que ejercían mayor influencia en el retrabajo
por falta de unificación de criterios y ejecución empírica
de procedimientos, se diseñó un gráfico para el con-
trol del proceso basado en los costos de
operación[7],[8], un plan de incentivos al per-
sonal[9],[10],[11] y un plan de
adiestramiento[9],[10],[11], siendo este último
implantado en su primera fase.
Las mejoras antes citadas, permiten solucionar las
causas raíces de los desperdicios identificados en los
subsitemas estudiados. Dentro de ellas, las de mayor
impacto son el dispositivo Poka Yoke para la detección
de vidrio fino y el gráfico para el control del proceso
basado en los costos de operación, por lo que serán
detallados a continuación:
Dispositivo Poka Yoke para la
Detección de Vidrio Fino
Situación Actual
El proceso aplicado actualmente para la detección del
vidrio fino consiste en tomar una muestra de la
producción en el subsistema de “Inspección” y medir
con una pistola de espesor de la botella en todo su
contorno, para determinar si el espesor es menor o
igual a 1.2 mm, medida indicativa de existencia del
vidrio fino. De encontrarse este valor, es tomada
nuevamente otra muestra con el objetivo de verificar
si el defecto sigue apareciendo; de ser así se rechazan
los envases y deben ser reprocesados.
Este muestreo, por ser aleatorio, no permite evaluar
la totalidad de los envases, situación que lleva a que
se dejen pasar gran cantidad de envases con este
tipo de defecto, ya que la inspección final se realiza
de forma visual , y al dejarse esta evaluación a la
habilidad del operario no se asegura que el vidrio fino
sea encontrado, a pesar de la experiencia que éstos
tengan en el área.
Solución
Según referencias de Lucciani, C y Chacón, C (2001)
[12], actualmente la empresa de la competencia
emplea para detectar este defecto una máquina
conocida como Ferguson Portable, la cual cuenta con
cinco estaciones para inspeccionar envases de vidrio
a una velocidad de 150 botellas por minuto y que
además de detectar el vidrio fino, encuentra defectos
Figura 2. Dispositivo Poka Yoke para detectar
vidrio fino
La fuerza de compresión es ejercida en los envases
por las correas, por presentar una separación entre
ellas que permite aplicar un esfuerzo de compresión
de 30 psi (valor suministrado en la empresa en
estudio), por ser el valor de presión estándar
absorbido por las paredes de un envase.
La distancia entre las paredes puede ser determinada
por medio de un dinamómetro o a través de la siguiente
ecuación de esfuerzo de compresión[5]:
s = P/( (a.r^2.h)/360) (1)

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Donde:
s= Esfuerzo de compresión = 30 psi
P = Fuerza de compresión
a = 0, 5º aprox.
p = 3.1416
h = altura de la correa
r = ? (distancia entre la correa y el centro del envase)
Despejando la variable “r”, se tiene:
r^2 = P(360)/( a.p.h. s) (2)
El diseño de este dispositivo se desarrolla bajo los
principios del Método de Contacto Poka Yoke[4], que
consiste en detectar la desviación del producto
estableciendo un dispositivo que impide saltar u olvidar
la inspección de alguno de los envases y de las nociones
de Resistencia de Materiales[5].
Gráfico para el Control del Proceso
Basado en Costos de Producción
Situación Actual
La empresa cuenta con formatos y gráficos que
permiten llevar un control estadístico diario sobre su
desempeño. Pero al realizar el análisis crítico se
observó que los mismos no ofrecen una información
sobre el desempeño en el transcurso del día; por lo
que cualquier falla que se detecte al final de la jornada
ha tenido mucho tiempo sin ser atacada, lo cual se
refleja en un incremento en los costos operacionales.
Solución
Con la finalidad de llevar un control del proceso y
considerando que cualquier irregularidad en éste
ocasiona una variación de los costos estimados de
producción, se diseñó un gráfico de control basado en
los costos de operación [7],[8] de forma horaria, para
detectar fallas en el proceso en el momento apropiado,
que representa, mediante una línea recta, el volumen
de producción acumulado necesario por hora para
cubrir los costos de operación acumulados respectivos,
reflejando así visualmente que si el volumen se
encuentra por debajo de ésta recta, en el proceso
existe un problema, ya que ésta se determina a partir
del tipo de envase a producir, la velocidad de producción
y los costos que se requieren cubrir diariamente.
En el gráfico también se traza la recta de producción
planeada, para reflejar que si un valor se encuentra
entre esta recta y la anteriormente descrita, se cubren
los costos de operación pero existe una falla en el
proceso; es decir, a través de esta herramienta se
logra detectar problemas (incluyendo la presencia de
retrabajo por causa de producto terminado con vidrio
fino) y tomar las acciones necesarias en el momento
oportuno, evaluando a su vez el impacto económico
que acarrea. Ver Figura N°3.
Figura 3. Gráfico de Control del Proceso basado en
los Costos de Operación
Cabe destacar, que el diseño de la herramienta se
enmarca en ecuaciones de rectas basadas en los
costos operacionales, por lo cual éstas deben ser
adaptadas a cada organización según la información
correspondiente.
Ejemplo de Cálculos para la Elaboración
del Gráfico
Datos
Costo Fijo (CF)= 57.779 Bs/hr + 2.408 Bs/hr (*)
= 60.187 Bs/hr
(*)provenientes del costo fijo en t = 0 distribuido en-
tre las 24 hr de producción
Costo Variable (CV)= 53.334 Bs/hr
Velocidad de producción de la Máquina I.S.= 39 env/
min (para la Española 700 cc)
Construcción del Gráfico
La ecuación de Costos de Operación (CO)[7][8] se
plantea de la siguiente manera:
CO(t)=CF+CV (3)
Sustituyendo los datos anteriores se tiene que:
CO(t)= 60.187 + 53. 334 t (4)
Si se supone el precio de venta del envase en 100 Bs./
Unid. , con la producción de 39 envases en 1 min. se
cubren Bs. 3.900 de los costos de operación (CO).
Tomando en cuenta estas consideraciones se buscaron

6. 30
los puntos a partir de los cuales hallar la ecuación de
la recta del volumen de producción necesario para
cubrir los costos:
Si el tiempo(t) = 1 hr:
CO(1) = 113.521 Bs
Q(1) = (39 env/3.900 Bs)*113.521 Bs= 1.136 env
Si el tiempo(t) = 24 hr:
CO(24) = 1.340.203 Bs
Q(24) = (39 env/3.900 Bs)*1.340.203 Bs= 13.403 env
Como la ecuación de la recta es:
(Y-Y1) = (Y2-Y1)/(X2-X1)*(X-X1) (5)
Donde:
X, X1: Puntos del eje de las abcisas
Y, Y1: Puntos del eje de las ordenadas
Al sustituir los datos en la ecuación, nos queda:
Y = 602 +534 X (6)
Donde Y y X son volumen de producción (Q) y tiempo
(t) respectivamente, es decir:
Q = 602 +534 t (7)
Por medio de las ecuaciones antes descritas se
calculan los valores correspondientes al gráfico de
control de forma horario, ofreciendo una visión global
del sistema basado en los costos de operación.
CONCLUSIONES
Una vez culminado el estudio para la Disminución del
Retrabajo de Producto Terminado en la Línea de
Producción de Española 700 cc, se pueden citar las
siguientes conclusiones:
• Con la implementación de las mejoras se logra
reducir la cantidad de envases defectuosos
empacados
• Con la implantación del dispositivo para la
detección de vidrio fino, la eficiencia supera el
mínimo exigido alcanzando un 71%, con lo cual
se reduce el nivel de rechazo de P.T. a 30% y el
costo unitario a Bs. 68.
• Se disminuye el riesgo de afectar la calidad del
producto, superando a la vez, los valores metas
establecidos al inicio del proyecto.
• Las mejoras propuestas ofrecen un método de
trabajo flexible que puede ser aplicado a todos
los tipos de envases a producir, tomando en
consideración las adaptaciones necesarias para
cada caso.
• Las consideraciones del plan de adiestramiento
ofrecen con su implantación la capacitación del
personal en la realización de tareas, el eficiente
desempeño, la agilidad para la resolución de
problemas, la formación de equipos autodirigidos,
la disminución del impacto en los cambios y la
actualización en técnicas y procedimientos entre
otros, es decir, prepara al personal para superar
las limitaciones de conocimientos y ofrecer su
máximo potencial en el logro de las metas
organizacionales.
• El plan de incentivos al personal ofrece técnicas
para la plena identificación personal – organización
que sienta bases para una cultura enfocada en la
obtención de las metas organizacionales.
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Fabricante de Envases de Vidrio (OWENS ILLINOIS
DE VENEZUELA)”. Universidad de Carabobo.