Calculo de la capacidad de un sistema de produccion

1. Cálculo de la capacidad de un sistema de producción
Calculating the capacity of a production system
Luis Eduardo Leguizamón Castellanos
Especialidad en Gestión de la Producción Industrial, Centro de Gestión Industrial, SENA
Bogotá, Colombia.
leleguizamon@misena.edu.co
Resumen - En el presente trabajo se calcula la
capacidad de producción de una máquina electro
soldadora. La estrategia que se utiliza es un análisis de
máquina que permite determinar la utilización del
tiempo en una máquina. Para lograrlo primero se
halla el tiempo máximo de maquina (capacidad teórica)
y luego a partir de datos históricos (mínimo 6 meses)
se pronostican las interrupciones por medio de alguna
técnica de pronostico en este caso se utiliza un
promedio simple. Finalmente se realiza el análisis de
capacidad de máquina que permiten determinar el nivel
de utilización de la maquina.
cantidad de productos a fabricar durante un
tiempo especificado. De ahí la necesidad de
obtener una buena estimación de este parámetro.
Palabras Clave - Capacidad, pronóstico, interrupción.
Primero se proyectan las interrupciones con la
técnica de pronóstico seleccionada, Luego se
aplica el análisis de maquina y finalmente se
calculan las eficiencias y el índice de utilización
de la maquina.
Abstract - In this paper we calculate the production
capacity of electric welding machine. The strategy used
is a machine analysis to determine the use of time on a
machine. To achieve former is the maximum time
machine (theoretical capacity) and then from historical
data (minimum 6 months) interruptions are forecast by
some prediction technique in this case using a simple
average. We carried out the machine capability
analysis for determining the level of use of the machine.
Keyword - Capacity, prognosis interrupción.
1. Introducción.
La máquina electro soldadora es utilizada en la
fabricación de malla electro soldada, el proceso consiste
en unir, mediante soldadura, los dos grupos de
elementos (grafiles longitudinales y transversales) que
conforman el panel, están dotadas de un avanzado
software que mediante la introducción de los
parámetros correspondientes ordena de manera
automática el ajuste necesario para la realización de
cualquier tipo de malla. Estas máquinas, partiendo de
varilla cortada o de rollo, según sea el caso sueldan y
retiran el panel fabricado, ver figura 1.
La maquina electro soldadora fue seleccionada
como medio didáctico y experimental para el
aprendizaje del cálculo de la capacidad de
producción, con el objeto de determinar la
Figura1. Maquina electrosoldadura.
Este artículo está organizado de la siguiente
manera: En la sección 2 se describen los datos
históricos y los resultados obtenidos mediante la
aplicación de la técnica de pronóstico promedio
simple [4]. En la sección 3 se presenta la
estructura de un análisis de máquina. En la
sección 4 se realiza el análisis proyectado. En la
sección 5 se elabora el análisis real de la maquina.
Finalmente en la sección 6 se determina el índice
de utilización. En la última sección se incluye la
conclusión general. Cabe anotar que el pronóstico
de las interrupciones se realizado con Forecasting
and linear Regression de Win-QSB 2.0.
2. Interrupciones históricas
Las interrupciones que regularmente se presentan
en esta maquina son las siguientes:
A = Alistamiento y preparación.
C = Carga y descarga.
P = Paradas y arrancadas.
M = Mantenimiento planeado.
R = Comidas y refrigerios del personal.

2. 3.1. Estructura del análisis de máquina.
D = Daños y averías de maquina
W = Accidentes de trabajo.
En el cuadro 1 se observa las interrupciones en
horas presentadas durante el segundo semestre del
año 2010.
Cuadro 1. Interrupciones máquina
soldadora segundo semestre 2010.
electro
El análisis de maquina proyectado se basa en el
pronóstico de las interrupciones, aquí se emplea
el promedio simple como técnica de pronóstico
[1] y se obtiene a partir de:
τ
∑D
t
Fτ +1 = t=1
(1)
τ
Donde:
Fτ +1 = Pronostico de la interrupción.
Dt = Interrupción histórica en t.
τ = Numero de periodos históricos.
En el cuadro 2, se observa el pronóstico de las
interrupciones para enero de 2011.
El análisis de maquina tiene la estructura que se
observa en el cuadro 3.
TIEMPO
TMM
-TnD
TTD
-TnO
TO
-TnP
TP
-TnF
TF
-ta
TE
.
.
.
.
.
CAPACIDAD
TEORICA (CT)
Tiempo no disponible
DISPONIBLE (CD)
Interrupciones planeadas
OPERACIÓN (CO)
Interrupciones rutinarias
PRODUCCION (CP)
Interrupciones inesperadas
FUNCIONAMIENTO (CF)
Tiempos de ajuste
REAL (CR)
Cuadro 3. Estructura análisis de máquina.
Del cuadro 3 se extraen las siguientes formulas:
TTD = TMM - TnD
TO = TTD - TnO
TP = TO - TnP
TF = TP - TnF
TE = TF - ta
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
• Tiempo máximo de máquina (TMM), o
capacidad teórica corresponde a todo el tiempo
que dispone una máquina y depende del ciclo de
tiempo utilizado, ver cuadro 4.
CICLO
Año
TIPO
Comercial
h/año
8640h/año
Año completo
8760h/año
Industrial
8736h/año
Comercial
4320h/semestre
Semestre
Industrial
Trimestre
Cuadro 2. Interrupciones pronosticadas enero
2011.
3. Análisis de máquina.
Este análisis permite determinar la capacidad de
una máquina medida en horas/mes, horas/año, etc.
Capacidad =
Unidades _ de _ tiempo
Unidades _ de _ tiempo
(2)
Mes
Semana
Día
4768h/semestre
Comercial
Industrial
Comercial
Industrial
2160h/trimestre
2184h/trimestre
720h/mes
168h/semana
24h/día
Cuadro 4. Ciclos de tiempo
• Tiempo no disponible (TnD), tiempo que no es
posible utilizar para efectos productivos. Está
conformado por:
o
o
o
o
Días de fin de semana.
Días festivos.
Turnos no trabajados.
Tiempo de huelgas.

3. 4. Análisis de máquina proyectado.
o Tiempo de paros.
o Vacaciones colectivas.
• Tiempo total disponible (TTD), también
llamado capacidad disponible.
• Tiempo de no operación (TnO), Corresponde a
todas las interrupciones previstas o planeadas
como:
o Órdenes de no producción.
o Mantenimiento planeado.
o Falta conocida de materiales, personal y
servicios.
Para elaborar este análisis se toman los datos
pronosticados
de las interrupciones de una
maquina electro soldadura de la siguiente manera:
4.1. Tiempo máximo de la maquina.
El periodo analizado en este caso es de un mes.
30 ˤ˩IJ9˭˥J ∗ 24 ℎJJIJ 9ˤ˩I = 720 ℎJJIJ9˭˥J
4.2. Tiempo no disponible. Se trabajan 2 turnos
al día cada uno de 10 horas, en el cuadro 4, se
observan los días que no se trabaja.
FESTIVOS
• Tiempo de operación (TO), o capacidad de
operación.
• Tiempo de no producción (TnP), estas
Interrupciones rutinarias se presentan en las
maquinas con una determinada frecuencia, como
por ejemplo:
2 días.
ENERO 2011
FIN DE SEMANA
4 días.
Cuadro 4. Días no disponibles
o
o
o
o
o
o
Paradas y arrancadas de la maquina.
Cargue y descargue de la maquina.
Alistamiento y preparación.
Afilado y cambio de herramental.
Comidas y refrigerios del personal.
Aseo.
• Tiempo de producción, o capacidad de
producción.
• Tiempo de no funcionamiento (TnF), estas
interrupciones inesperadas se presentan en la
maquina en forma fortuita o aleatoria.
o
o
o
o
o
Daños o averías sobre la maquina.
Accidentes de trabajo.
Falta repentinas de servicios.
Falta repentina del personal.
Falta repentina de materiales.
• Tiempo de funcionamiento (TF), se conoce
también como capacidad de funcionamiento.
• Tiempo de ajuste
pequeñas de todo tipo.
(Ta),
interrupciones
• Tiempo especificado (TE), corresponde a la
capacidad real de la maquina y es base
fundamental para la planeación de la producción.
Entonces:
ˠJ˖ = 24 ℎJJIJ9ˤ˩I − 20 ℎJJIJ9ˤ˩I = 4 ℎJJIJ9ˤ˩I
ˠJ˖ = 4 ℎJJIJ9ˤ˩I ∗ 25 ˤ˩IJ 9˭˥J = 100 ℎJJIJ9˭˥J
ˠJ˖ = 100 ℎJJIJ9˭˥J + 144 ℎJJIJ9˭˥J
Ͱ;ͦ =
XͿ΂ͷ΃9
ͽX΃
4.3. Tiempo de no operación.
• El mantenimiento planeado (M), [2] para la
electro soldadora es:
H
H
H
H
= 36.71 ˭˩J/ˮ˯JJJ ∗ 2 ˮ˯JJJJ/ˤ˩I = 73.42 ˭˩J/ˤ˩I
= 73.42 ˭˩J/ˤ˩I ÷ 60 ˭˩J/ℎJJI = 1.2236 ℎJJIJ/ˤ˩I
= 1.2236 ℎJJIJ/ˤ˩I ∗ 25 ˤ˩IJ/˭˥J
= 30.59 ℎJJIJ/˭˥J
ˆͿ΂ͷ΃9
Ͱ;W = .
ͽX΃.
4.4. Tiempo de no producción.
• Alistamiento y preparación de maquinas
23.01 horas/mes.
• Carga y descargue de maquinas
38.18 horas/mes.
• Paradas y arrancadas 34.05 horas/mes.
• Comidas refrigerios 57.5 horas/mes.
• Aseo 15.18 horas/mes.

4. ˠJ˜ = 23.01 ℎJJIJ9˭˥J + 38.18 ℎJJIJ9˭˥J
TIEMPO
+ 34.05 ℎJJIJ9˭˥J + 57.5 ℎJJIJ9˭˥J + 15.18 ℎJJIJ9˭˥J
Ͱ;W =
Xˍ΂ͷ΃9
ͽX΃
.
4.5. Tiempo de no funcionamiento.
• Daños y averías de la maquina
20.02 horas/mes.
• Accidentes de trabajo 0.33 horas/mes.
ˠJ˘ = 20.02 ℎJJIJ9˭˥J + 0.33 ℎJJIJ9˭˥J
Ͱ;ͨ =
.
ˮI = ˕˘ − ˕˞
la
(8)
˗ˠ =
4.7. Capacidad real. Es la capacidad que se tiene
para producir.
ó
ˢ˗
= ˢ˗
∗ ˘˕
(9)
(10)
Donde:
ˢ˗ = Velocidad especificada de producción.
ˢ˗ = Velocidad especificada de la máquina, aportada por el
fabricante de la máquina.
˘˕= Factor de conversión de unidades.
Si cada malla necesita 50 puntos de soldadura y la
ˢ˗
= 60 J˯JˮJJ/˭˩J˯ˮJ, entonces:
ˢ˗
4.8. Eficiencias proyectadas en la máquina. Se
obtienen con la información proyectada de las
interrupciones que regularmente se presentan en la
maquina [3], ver cuadro5.
4.8.1. Eficiencia total.
Donde:
CF = Capacidad de funcionamiento.
CR = Capacidad Real.
˕˞ =
˗ˠ =
= 72 ˭IˬˬIJ /ℎJJI
Como el volumen de producción es de 18504
mallas/mes, entonces la capacidad real es:
˕˞ =
18504 ˭IˬˬIJ/˭˥J
= 257ℎJJIJ/˭˥J
72 ˭IˬˬIJ/ℎJJI
257 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 53.99%
476 ℎJJIJ9˭˥J
4.8.2. Eficiencia de operación.
˗˛ =
˗˛ =
$'
&&'.&#
∗ 100%
9
9
(12)
∗ 100% = 57.70%
La capacidad real es el 57.70% de la capacidad de
operación es decir el 42.30% de la capacidad de
operación se proyecta gastarla en interrupciones
rutinarias, inesperadas y tiempos de ajuste.
4.8.3. Eficiencia de producción.
˗˜ =
En el cuadro 5, se observa el análisis de máquina
para la electro soldadora, donde se obtiene la
capacidad real de la maquina.
(11)
∗ 100%
Esto significa que la capacidad real es el 53.99 %
de la capacidad disponible. Es decir que el 46.01
% de la capacidad disponible se proyecta gastarla
en
interrupciones
planeadas,
rutinarias,
inesperadas y tiempos de ajuste.
= 60 J˯JˮJJ/˭˩J ∗ 60˭˩J/ℎJJI ∗ 1/50 ˭IˬˬIJ/J˯JˮJ
ˢ˗
TEORICA (CT)
Tiempo no disponible
DISPONIBLE (CD)
Interrupciones planeadas
OPERACIÓN (CO)
Interrupciones rutinarias
PRODUCCION (CP)
Interrupciones inesperadas
FUNCIONAMIENTO(CF)
Tiempos de ajuste
REAL (CR)
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
Cuadro 5. Análisis de máquina electro soldadora.
XͿ΂ͷ΃9
ͽX΃
4.6. Tiempo de ajuste. Diferencia entre
capacidad de funcionamiento y la real:
720
-244
476.00
-30.59
445.41
-167.92
277.49
-20.35
257.14
-0.14
257.00
CAPACIDAD
˗˜ =
∗ 100%
(13)
257 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 92.61%
277.49 ℎJJIJ9˭˥J
La capacidad real es el 92.61% de la capacidad de
producción, es decir el 7.39% de la capacidad de

5. producción se proyecta gastarla en interrupciones
inesperadas y tiempo de ajuste.
4.8.4. Eficiencia de funcionamiento.
˗˘ =
∗ 100%
(14)
257 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 99.94%
257.14 ℎJJIJ9˭˥J
˗˘ =
La capacidad real es el 99.94% de la capacidad de
funcionamiento, es decir el 0.06% de la capacidad
de funcionamiento se proyecta gastarla en
tiempos de ajuste.
5. Análisis máquina electro soldadora en
tiempo real. Transcurrido el mes de enero se
incurrió en las siguientes interrupciones reales:
• Alistamiento y preparación de
maquinas
30.66 horas/mes.
• Carga y descargue de maquinas 34.5
horas/mes.
• Paradas y arrancadas de maquina 32.96
horas/mes.
• Mantenimiento planeado 30.59 horas/mes.
• Comidas refrigerios 57.5 horas/mes.
• Aseo 15.18 horas/mes.
• Accidentes de trabajo 0.66 horas/mes.
• Daños y averías de la maquina sobre la marcha
15 horas/mes.
5.1. Tiempo máximo de la maquina (Teórico).
30 ˤ˩IJ9˭˥J ∗ 24 ℎJJIJ 9ˤ˩I = 720 ℎJJIJ9˭˥J
5.2. Tiempo no disponible. En el mes de enero la
empresa no laboro los días que había
presupuestado, ver cuadro 4, entonces el tiempo
no disponible fue igual al tiempo proyectado.
XͿ΂ͷ΃9
ͽX΃
Ͱ;ͦ =
5.3. Tiempo de no operación. Corresponde al
mantenimiento planeado que se llevo a cabo.
Ͱ;W =
.
XͿ΂ͷ΃9
ͽX΃.
5.4. Tiempo de no producción. Interrupciones
rutinarias que se presentaron son: Alistamiento y
preparación de maquinas 30.66 horas/mes,
carga y descargue de maquinas 34.5 horas/mes,
paradas y arrancadas de maquina 32.96 horas/mes,
comidas y refrigerios del personal 57.5 horas/mes
y aseo 15.18 horas/mes.
ˠJ˜ = 30.66 ℎJJIJ9˭˥J + 34.5 ℎJJIJ9˭˥J
+ 32.96 ℎJJIJ9˭˥J + 57.5 ℎJJIJ9˭˥J + 15.18 ℎJJIJ9˭˥J
Ͱ;W =
.
Xˍ΂ͷ΃9
ͽX΃.
5.5. Tiempo de no funcionamiento. En este ítem
se tiene:
Daños y averías de la maquina 15 ℎJJIJ9˭˥J y
accidentes de trabajo 0.66 ℎJJIJ9˭˥J.
5.6. Tiempo de ajuste. Se obtiene como la
diferencia entre el tiempo de funcionamiento y el
tiempo utilizado. Ver, cuadro 6.
TIEMPO
720
-244
476.00
-30.59
445.41
-170.80
274.61
-15.66
258.95
-0.95
258.00
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
horas/mes
TIEMPO
TEORICO (TT)
Tiempo no disponible
DISPONIBLE (TD)
Interrupciones planeadas
OPERACIÓN (TO)
Interrupciones rutinarias
PRODUCCION (TP)
Interrupciones inesperadas
FUNCIONAMIENTO(TF)
Tiempos de ajuste
UTILIZADO (TU)
Cuadro 6. Análisis de la máquina electro
soldadora con interrupciones reales.
5.7. Tiempo utilizado. El tiempo utilizado se
obtiene a partir de la ecuación (15).
ˠˡ =
(15)
Donde:
TU = Tiempo utilizado.
Vr = Volumen de producción realmente obtenido.
ˠˡ =
18576 ˭IˬˬIJ/˭˥J
= 258 ℎJJIJ/˭˥J
72 ˭IˬˬIJ/ℎJJI
En el cuadro 6, se tiene el análisis de maquina con
las interrupciones que se presentaron realmente
durante el mes de enero.
5.8. Eficiencias reales de la maquina. Estas
eficiencias se obtienen con los tiempos de las

6. interrupciones que realmente se presentaron en la
maquina. Ver cuadro 6.
5.8.1. Eficiencia total real.
˗ˠ′ =
˗ˠ′ =
capacidad de funcionamiento se gasto en tiempos
de ajuste.
6. Utilización de la máquina.
(16)
∗ 100%
258 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 54.20%
476 ℎJJIJ9˭˥J
El tiempo utilizado fue el 54.20 % de la
capacidad disponible. Es decir que el 45.80 % de
la capacidad disponible se utilizo en
interrupciones planeadas, rutinarias, inesperadas
y tiempos de ajuste.
6.1. Índice de utilización. Corresponde a la
comparación entre la capacidad real de la maquina
y el tiempo utilizado en el periodo. Mide el
desempeño del uso de la maquina y el proceso de
mejoramiento de la disminución de las
restricciones que se presentan en la maquina.
˕ˡ =
˗˛′ =
˕ˡ =
(17)
∗ 100%
258 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 57.92%
445.41 ℎJJIJ9˭˥J
El tiempo utilizado es el 57.92% de la capacidad
de operación es decir el 42.08% de la capacidad
de operación se utilizo en
interrupciones
rutinarias, inesperadas y tiempos de ajuste.
5.8.3. Eficiencia de producción real.
˗˜′ =
˗˜′ =
∗ 100%
(18)
258 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 93.95%
274.61 ℎJJIJ9˭˥J
El tiempo utilizado es el 93.95% de la capacidad
de producción es decir el 6.05% de la capacidad
de producción se gasto en interrupciones
inesperadas y tiempo de ajuste.
˗˘′ =
∗ 100%
(19)
258 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 99.63%
258.95 ℎJJIJ9˭˥J
El tiempo utilizado es el 99.63% de la capacidad
de funcionamiento es decir el 0.37% de la
258 ℎJJIJ9˭˥J
∗ 100% = 100.39%
257 ℎJJIJ9˭˥J
La capacidad utilizada es 100.39%, o sea que el
tiempo utilizado es mayor que la capacidad real
debido a que las interrupciones reales fueron
menores a las proyectadas, de ahí que el uso de la
capacidad de la maquina es adecuado.
7. Conclusiones.
La metodología del análisis de maquinas, es una
de las muchas formas de determinar la capacidad
de un sistema de producción a partir del
monitoreo y medición de las interrupciones que
diariamente se presentan, con el objeto de plantear
continuamente planes de disminución de las
mismas de manera que se aumente la capacidad
real de la maquina.
Referencias
[1]
Chase R., Aquilano N., Jacobs F.(2000)
Administración de producción y operaciones.
Mc Graw.Hill.Bogota.260-288.
[2]
Collier D., Evans J. (2009). Administración
de operaciones. Cengage Learning. Mexico.
399-436.
[3]
Fogarty D., Blackstone J.,Hoffmann T.
(1995).Administracion de la produccion e
inventarios.CECSA.Mexico.493-511.
[4]
Sipper D., Bulfin R. (1998). Planeación y
control de la producción. Mc Graw. Hill.
Mexico.345-350.
5.8.4. Eficiencia de funcionamiento real.
˗˘′ =
(16)
Donde:
CU=Capacidad utilizada.
5.8.2. Eficiencia de operación real.
˗˛′ =
∗ 100%