INTRODUCCIÓN A LA MANUFACTURA AVANZADA

UNIDAD 1.

INTRODUCCIÓN A LA MANUFACTURA AVANZADA.

1. Análisis de operación maquinado.

La palabra manufactura se deriva de las palabras latinas manus (manos) y factus (hacer); esta combinación de términos significa hacer con las manos. La manufactura, como campo de estudio en el contexto moderno, puede definirse de dos maneras: tecnológica y económica.

Tecnológicamente es la aplicación de procesos químicos y físicos que alteran la geometría, las propiedades, o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o productos terminados. Los procesos para realizar la manufactura involucran una combinación de máquinas, herramientas, energía y trabajo manual, tal como se describe en la figura 1. La manufactura se realiza casi siempre como una sucesión de operaciones. Cada una de ellas lleva al material cada vez más cerca del estado final deseado.

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Económicamente, la manufactura es la transformación de materiales en artículos de mayor valor, a través de una o más operaciones, como se muestra en la figura 2. El punto clave es que la manufactura agrega valor al material original, cambiando su forma o propiedades, o al combinarlo con otros materiales que han sido alterados en forma similar. El material original se vuelve más valioso mediante las operaciones de manufactura que se ejecutan sobre él.

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La manufactura puede fabricar productos discretos, es decir, partes individuales o productos continuos. Los clavos, engranes, bolas para rodamientos, latas para bebidas y monobloques para motores son ejemplos de partes discretas, aunque se producen en altos volúmenes y capacidades de producción. En cambio, el alambre, las hojas metálicas y los tubos y tuberías de plástico son productos continuos, que después se cortan en piezas individuales y se convierten así en productos discretos.

Por lo general, la manufactura es una actividad compleja que comprende una amplia variedad de recursos y actividades, como las siguientes:

• Diseño del producto.

• Maquinaria y herramienta.

• Planeación del proceso.

• Materiales.

• Compra.

• Manufactura.

• Control de la producción.

• Servicios de soporte.

• Mercadeo.

• Ventas.

• Embarque.

• Servicios al cliente

El proceso de diseño del producto y la ingeniería concurrente El diseño del producto es una actividad crítica, porque se estima que 70% u 80% del costo de desarrollo y manufactura de un producto está determinado por las decisiones tomadas en las etapas iniciales del diseño. Este proceso comienza con el desarrollo de un concepto para un producto original. En esta etapa es altamente deseable, e incluso fundamental, un método innovador de diseño, para que el producto sea exitoso en el mercado y se obtengan ahorros importantes en costos de materiales y de producción.

Primero, el diseño de un producto requiere un entendimiento completo de sus funciones y de su desempeño esperado. El mercado de un producto, así como los usos previstos para el mismo, deben definirse claramente con la ayuda de analistas de mercado y personal de ventas, que aportan a la compañía información valiosa y oportuna sobre el ramo. El producto puede ser nuevo o una versión modificada o más reciente de un artículo existente; por ejemplo, obsérvese cómo han cambiado a través de los años el diseño y el estilo de los teléfonos celulares, las calculadoras, los aparatos domésticos, los automóviles y las aeronaves.

Las actividades de diseño y manufactura suelen efectuarse de manera consecutiva, una metodología que en principio puede parecer lógica y directa, pero que en la práctica desperdicia recursos de modo extremo. En teoría, un producto puede pasar de un departamento de una organización a otro, puede producirse y después colocarse directamente en el mercado, pero es común que haya dificultades. Por ejemplo, un ingeniero de manufactura podría desear que se conificara la brida de una parte para mejorar su capacidad de fundición, o decidir que es preferible una aleación diferente. Tales cambios obligarían a repetir la etapa de análisis del diseño, a fin de asegurar que el producto funcione satisfactoriamente. Estas iteraciones, como se muestra en la figura 3, desperdician recursos y, lo más importante, desperdician tiempo.

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Impulsada por la industria electrónica de consumo, se desarrolló una gran necesidad de proveer productos al mercado lo más rápidamente posible. El razonamiento era que los productos introducidos antes gozaban de un mayor porcentaje del mercado y, en consecuencia, de mayores ganancias, así como de una vida más larga antes de la obsolescencia.

SELECCIÓN DEL PROCESO DE MANUFACTURA ADECUADO

El estudio de los procesos de manufactura puede abordarse desde puntos de vista diferentes. Actualmente, los aspectos más importantes son de orden económico y tecnológico. Entre los factores a tener en cuenta para la selección adecuada de un determinado proceso podemos mencionar:

FACTORES DE COSTO. Cuando se analizan diferentes alternativas para fabricar una pieza, o para efectuar un proceso, aparecen factores de costo variables, que se relacionan entre sí en mayor o menor grado y afectan el costo total de cada pieza, estos son:

• Materiales: El costo de los materiales es un factor importante cuando los procesos a evaluar incluyen el empleo de diferentes cantidades o formas de materiales alternativos. Además, el rendimiento y las pérdidas por desperdicios pueden llegar a tener una gran influencia en el costo de los materiales.

• Mano de obra directa: En general, los costos de la mano de obra directa se determinan por:

o El proceso de manufactura en sí.

o La complejidad del diseño de la pieza o el producto. o La productividad de los empleados. o Requisitos de acabado y tolerancias dimensiónales.

o Número de operaciones de manufactura para terminar la pieza o producto.

Sin embargo, a la hora de determinar el precio de la mano de obra directa, el número de operaciones de manufactura requeridas para terminar una pieza es el factor de costo más importante. Cada operación incluye el desplazamiento del material o la pieza, además de la inspección correspondiente.

Es importante anotar que cuando aumenta el número de operaciones:

o Crecen los costos indirectos.

o Hay más probabilidades de errores dimensionales acumulativos.

o Se requiere más preparación de herramientas.

o Aumentan los desperdicios y el “retrabajado”.

o La programación del taller se vuelve más compleja.

• Mano de obra indirecta: Cuando se evalúa el costo de métodos y diseños alternativos para producción, es importante la mano de obra para preparación, inspección, manejo de materiales, afilado y reparación de herramientas y mantenimiento de máquinas y equipos. En algunos casos, las ventajas que supone un proceso frente a otro, se anulan debido a la mano de obra adicional requerida por el proceso “más ventajoso”.

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