Conceptos básicos sobre datos estándar PDF

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Investigación documental: Conceptos básicos sobre datos estándar....

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Introducción: El Ingeniero Frederick W. Taylor comenzó la implementación de los datos estándar como una manera de ordenar una serie de informaciones de acuerdo a un criterio común entre ellos, de esta forma, se facilitaría su consulta y análisis. La característica que estos datos tendrían es el tiempo. Para la obtención de dichos datos se requiere llevar estudios de tiempo en cada operación que haya resultado satisfactorio. Para ordenar los datos se necesita la ayuda de las herramientas estadísticas como lo son: las gráficas, diagramas, monogramas y tablas. También se utilizan fórmulas matemáticas para calcular el tiempo. Cada una de ellas se elabora de distinta manera para así guardar y recopilar la información necesaria para estandarizar el proceso. Es por ello, que en este trabajo de investigación documental se abordarán cada uno de los conceptos básicos, la elaboración de gráficas y la aplicación en la industria en trabajos como la fresadora y le taladro.

Conceptos básicos de los Datos Estándar. Los estudios de tiempos abarcan una amplia diversidad de situaciones. Antes de construir la planta hay que diseñar al mismo tiempo un trabajo, construir estaciones de trabajo y máquinas y fijar un estándar de tiempo. En esta situación, las técnicas que se utilizarían para el establecimiento del estándar de tiempo serían el PTSS (sistema de estándares de tiempo predeterminados) o los datos estándar. Los datos estándares son un catálogo de estándares de tiempo elementales formado a partir de una base de datos reunida al cabo de años de estudios de tiempos y movimientos. El nombre o número de las máquinas y la descripción de los trabajos organizan el catálogo de estándares de tiempo. Cada trabajo consta de varios elementos, por lo que para cada uno de ellos se desarrollan varios tiempos elementales. Una de las razones principales para la división de un trabajo

en elementos al estudiarlo, es el desarrollo de datos estándares. El tiempo de cada elemento varía por sus propias razones. Por lo tanto, los tiempos de los datos estándares serán más precisos cuando se hayan dividido en elementos, Cuantos más elementos, más precisos serán los datos estándares. Estos son una colección de tiempos bien definidos para elementos de trabajo, los cuales se obtienen mediante la medición de trabajo, que se organizan y definen en varios niveles de detalle según se requiera: movimientos, elementos o tarea; codificados en forma tabular o gráfica, o algebraica cuando se incluyen elementos variables. Cuando los datos estándar se identifican claramente, son de gran utilidad para establecer estándares de trabajo. Pueden ser definidos como el tiempo tipo o estándar requerido para la ejecución de una parte específica de trabajo . El principio de la aplicación de los datos estándar fue establecido hace muchos años por Frederick W. Taylor, quien propuso que cada tiempo elemental que se establecía debía indexarse de manera que pudiera usarse con el fin de establecer tiempos estándar para trabajos futuros. En la actualidad, cuando hablamos de datos estándar nos referimos a todos los estándares de elementos tabulados, gráficas, nomogramas y tablas que permiten medir una tarea específica sin el empleo de un dispositivo medidor del tiempo, como un cronómetro. Los datos estándar pueden tener varios niveles de refinamiento: movimiento, elemento y tarea. Mientras más refinado sea el elemento del dato estándar, más amplio será su rango de uso. Por lo tanto, los datos estándar de movimiento tienen la mayor aplicación, pero toma más tiempo desarrollarlos que cualquier dato estándar de una tarea o un elemento. Los estándares de trabajo que se calculan a partir de los datos y fórmulas estándar son relativamente consistentes ya que los elementos calculados son el resultado de muchos estudios de tiempos probados con cronómetro. Como los valores están tabulados, sólo es necesario sumar los

elementos que se requieren para establecer un estándar, y todos los analistas deben llegar a estándares de desempeño idénticos para un método dado. Por lo tanto, se asegura la consistencia de los estándares establecidos por diferentes analistas en una planta, al igual que de los distintos estándares calculados por un determinado observador de estudio de tiempos. Por lo general, los estándares de un trabajo nuevo pueden calcularse con mayor rapidez mediante los datos o fórmulas estándar que a través de un estudio de tiempos con cronómetro. Para desarrollar datos de tiempo estándar, los analistas deben distinguir los elementos constantes de los variables. Un elemento constante es aquel cuyo tiempo permanece casi igual, ciclo tras ciclo. El tiempo de un elemento variable varía dentro de un intervalo específico de trabajo. Desde ese punto de vista, el elemento “iniciar la máquina” sería constante, mientras que el elemento “taladrar un orificio de 3/8 de pulgada” variaría de acuerdo con la profundidad del orificio, la alimentación y la velocidad del taladro. Los datos estándar comunes de la operación de máquinas se tabulan de la siguiente manera: 1) preparación, a) constantes y b) variables; 2) cada pieza, a) constantes y b) variables

Principios para la elaboración de datos estándar. 

Los datos estándar simplifican la tarea de establecer tiempos estándares prácticamente en cualquier negocio o industria.

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Principio del enfoque de arriba abajo para el desarrollo: El enfoque es crítico para los resultados. Los datos estándar útiles y seguros serán el resultado de tomar el enfoque correcto y controlado de desarrollo con una cantidad significativa de esfuerzo dedicada al diseño y pruebas. Este enfoque altamente estructurado se conoce como el enfoque de arriba abajo.

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Principio de bloques constructivos: Todo trabajo puede describirse y medirse como una secuencia de elementos de trabajo que definen una subdivisión del ciclo de trabajo, compuesto de una secuencia de uno o varios movimientos fundamentales y actividades de proceso o de máquina

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Principio de participación de la administración: Los datos estándar resultarán más exitosos, si participa la administración, capacitando a todos los trabajadores, estableciendo prácticas de operación estándar en todas las operaciones de manufactura y actividades de apoyo que son comunes a todos los productos o partes que se producen en áreas definidas, desarrollando reuniones de revisión de métodos existentes relativas a métodos, distribución del lugar de trabajo, herramental, exigencias de calidad y procedimientos de seguridad, para desarrollar propuestas de mejora de los métodos o procedimientos, obteniendo los beneficios máximos provenientes de la aplicación de los datos estándar, mediante su revisión, la participación y apoyo de la administración y de los trabajadores.



Principio

de

documentación:

Se

deben

usar

procedimientos

bien

documentados para apoyar la elaboración, aplicación y presentación del estudio basado en un reporte de datos estándar.

Metodología basada en el procedimiento sistemáticos de medición de trabajo para establecer datos estándares: 

Seleccionar la(s) actividad(es) a estudiar. Determinando alcance o cobertura de los datos, limitándose dentro de la fábrica al departamento, zona de trabajo o a una variedad reducida de procesos (por ejemplo, los necesarios para fabricar un producto determinado), en los cuales se realicen tareas con varios elementos similares o comunes, efectuados con el mismo método de trabajo.



Registrar información detallada de la actividad (con base en el procedimiento de operación estándar o en la especificación de trabajo).

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Examinar la información registrada.



Identificar todos los elementos requeridos.

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En caso de que se tengan elementos que no tienen tiempos registrados se debe determinar el tiempo de cada elemento, dependiendo de las características de producción o servicio de cada tarea y el costo de aplicación de la técnica seleccionada.

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Simultáneamente determinar el ritmo de trabajo del operario. (Valoración o calificación de la actuación.)

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Determinar los factores que pueden influir en el tiempo de cada elemento. • Asignar tolerancias o suplementos.

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Presentar los resultados haciendo uso de tablas, gráficos, fórmulas, nomogramas, etc.

Fórmulas de tiempo. Son un conjunto de datos de tiempos tipo, o estándar, ordenados en forma de expresión algebraica, para determinar los tiempos tipo de una operación, cuando el trabajo no es repetitivo o antes de que se inicie la producción. Su metodología es empleada para elaborar una fórmula de tiempo: Elegir el trabajo que se va a estudiar y el alcance a medir, reunir los datos necesarios para elaborar la fórmula, listar los datos del estudio para analizar constantes y variables, los elementos constantes se combinan y los variables se analizan con el propósito de poder expresar algebraica o gráficamente los elementos que tengan influencia sobre el tiempo, la expresión algebraica se reducirá a su máxima expresión al combinar constantes y variables, elaborar síntesis, consiste en explicar la construcción de la fórmula de tiempo, probar la fórmula, elaborar el reporte de la fórmula (método, limitaciones, síntesis). La fórmula de la una línea recta es: y= a + bx.

Imagen I. Ejemplo de la fórmula de una línea recta.

Métodos de comunicar estándares de tiempo partiendo de datos estándar. Las gráficas, tablas, fórmulas, hojas de trabajo, alimentaciones y velocidades de máquinas son métodos de comunicar datos estándar. Una vez trazadas las gráficas, el especialista puede consultarlas y buscar el número de pasos o de cartas la siguiente vez que se necesite el estándar de tiempo para un nuevo elemento de caminar o de contar cartas. Recorrerá la gráfica hacía la línea estándar y a continuación horizontalmente, hacia la línea de tiempo. Dicha cifra es el tiempo normal del nuevo trabajo. Nunca tendrá que hacer un nuevo estudio de tiempos que tenga que ver con cortar cartas o caminar, a menos que el nuevo trabajo se salga de límite de las gráficas.

Figura I. Estudio de tiempo de datos estándares: tres elementos de caminar y tres de contar cartas. Datos tabulares. Cuando se desarrollan los tiempos de datos estándar para realizar los elementos de una máquina, el analista puede necesitar tabular los caballos de fuerza que se requieren para los distintos materiales en relación con la profundidad de corte, las velocidades de corte y el avance. Para no sobrecargar el equipo existente, el analista debe de tener información de la carga de trabajo asignada a cada máquina según las condiciones en las que se elimina el material.

Uso de nomogramas y gráficas. Debido a limitaciones de espacio, no siempre es conveniente tabular valores para los elementos variables. Cuando se grafica una curva o un sistema de curvas con forma de una gráfica de alineación, el analista puede expresar en forma gráfica una cantidad considerable de datos estándar en una sola página. Por ejemplo, si el problema es determinar la producción en piezas por hora para tornear 5

pulgadas lineales de una barra de 4 pulgadas de diámetro de acero al carbono medio en una máquina con un avance de 0.015 pulgadas por revolución y que tiene un tiempo de corte de 55%del tiempo de ciclo, la respuesta se podría determinar fácilmente en forma gráfica. Conectando una velocidad de corte recomendada de 150 pies/min para acero al carbono medio, que se muestra en la escala 1, con el punto de 4 pulgadas de diámetro del trabajo, que se muestra en la escala 2, se obtiene una velocidad de 143 rpm, que aparece en la escala 3. Este punto de 143 rpm se conecta con el punto de 0.015 pulgadas de avance por revolución, que se exhibe en la escala 4. Esta línea, prolongada hasta la escala 5, muestra un avance de 2.15 pulgadas/min. Este punto de alimentación conectado con la longitud de corte, que se muestra en la escala 6 (5 pulgadas), proporciona el tiempo de corte requerido, en la escala 7. Por último, este tiempo de corte de 2.35 minutos, conectado con el porcentaje de tiempo de corte de la escala 8 (en este caso 55%), proporciona la producción en piezas por hora, en la escala 9 (en este caso 16). Se presenta una gráfica que expresa el tiempo de formado en horas de cientos de piezas de cierto material en un conjunto de tamaños expresados en pulgadas cuadradas. Cada uno de los 12 puntos representa un estudio de tiempos diferente. Los puntos graficados indican una relación lineal que se puede expresar con la fórmula: Tiempo estándar = 50.088 + 0.00038 (tamaño) El uso de nomogramas o gráficas tiene algunas desventajas. Primero, es fácil que se “cuele” un error cuando se lee la gráfica debido a la cantidad de interpolación que suele requerirse. Segundo, existe la posibilidad de errores absolutos por la lectura incorrecta o la mala alineación de las intersecciones en las diferentes escalas.

Tabla I. Cantidad de caballos de fuerzas que se necesitan para tornear acero forjado.

Ventajas de los estándares de tiempo tomados de datos estándar. Son más precisos que cualquier otra técnica de estándar de tiempo porque los estudios de tiempo individuales se comparan con todos los demás estudios de tiempo de la misma máquina o centro de trabajo y las diferencias se promedian para que los estándares sean uniformes. Reducen la necesidad de estudios de tiempo. Los estudios de tiempos con cronómetro son costosos y pueden crear problemas con las relaciones de algunos empleados. Los datos estándares pueden minimizar ambas desventajas. Aplicación de los datos estándar: trabajos en taladro automático, torno y fresadora. Taladro de Prensa. Un taladro es una herramienta

en forma de espiga con punta cortante que se

emplea para crear o agrandar un orificio en un material sólido. En las operaciones de perforación sobre una superficie plana, el eje del taladro está a 90 grados de la superficie que se va a taladrar. Cuando se perfora completamente un orificio a través de una parte el analista debe sumar la saliente del taladro a la longitud del agujero para determinar la distancia desde la superficie hasta la mayor penetración del taladro es la distancia que debe recorrer la broca. Como el estándar comercial del ángulo incluido de las puntas del taladro es de 118 grados, la saliente del taladro se puede calcular fácilmente mediante la expresión. l=rtanA Donde:

l= saliente de la broca, r= Radio de la broca,

tanA= Tangente de la mitad del ángulo de la punta de la broca.

Calcule la saliente de una broca de propósito general de una pulgada de diámetro: l=0.5tan59° l=0.51.6643 l=0.3 Pulgadas de saliente Después de determinar la longitud total que debe moverse una broca esta distancia se divide entre el avance de la broca en pulgadas por minuto, para encontrar el tiempo de corte en minutos. La velocidad de la broca se expresa en pie/min y el avance en milésimas de pulgada por revolución. Para cambiar el avance a pulgadas por minuto cuando se conoce el avance por revolución y la velocidad en pies/ minuto, se usa la siguiente ecuación. Fm=3.82f Sfd Dónde: Fm= avance en pulgadas por minuto f=avance de pulgadas por revolución Sf=pies de superficie por minuto d=diametro de la broca en pulgadas Por ejemplo, para determinar el avance en pulgadas por minuto de una broca de una pulgada al perforar a una velocidad de superficie de 100 pies por minuto y un avance de 0.013 pulgadas por revolución se tiene Fm=3.820.013(100)1=4.97 pulgadas por minuto Para determinar el tiempo que tarda esta broca de una pulgada trabajando a esa velocidad y avance para perforar 2 pulgadas de fierro colado maleable se usa la ecuación: T=LFm Donde:

T=tiempo de corte en minutos, L= longitud total que debe correr la broca, Fm= avance en pulgadas por minuto. T=2espesor del colado+0.3punta de la broca4.97=0.464 minutos de corte El tiempo de corte calculado así no incluye un suplemento, que puede agregarse para determinar el tiempo estándar. El suplemento debe incluir tiempo para variaciones en el espesor del material y tolerancias para preparar los topes, ya que ambos aspectos afectan el ciclo de corte. Los suplementos por demoras personales e inevitables también deben agregarse para obtener un tiempo estándar total equitativo. Obtención de los datos estadísticos El elemento a podría ser "tomar una pieza fundida pequeña"; el elemento b, "colocarla en la plantilla"; el elemento c, "cerrar la cubierta de la plantilla"; el d, "poner la plantilla en posición"; el e, "avanzar el husillo", y así sucesivamente. Podrían cronometrarse estos elementos en grupo, como sigue: a + b + c = elemento No.1= 0.070 min = A b + c + d = elemento No.3= 0.067 min = B c + d + e = elemento No.5= 0.073 min = C d + e + a = elemento No.2= 0.061 min = D e + a + b = elemento No.4= 0.068 min = E Sumando estas cinco ecuaciones: 3a + 3b + 3c + 3d + 3e = A + B + C + D + E Luego se tiene A+B+C+D+E=T 3a + 3b + 3c + 3d + 3e = T = 0.339 min

Y a + b + c + d + e = 0.339 / 3 = 0.113 min Por consiguiente: A + d + e = 0.113 min Entonces d + e = 0.113 min -0.07 min = 0.043 min Como c + d + e = 0.073 min Resulta que c = 0.073 min -0.043 = 0.03 min De la misma manera d + e + a = 0.061 Y así, a = 0.061 -0.043 = 0.018 min Sustituyendo en la ecuación (1): b = 0.070 -(0.03 + 0.018) = 0.022 Sustituyendo en la ecuación (2): d = 0.067 -(0.022 + 0.03) = 0.015 min Y por último, sustituyendo en la ecuación (3): e = 0.073 -(0.015 + 0.03) = 0.028 min. Cálculo de tiempos de corte Cálculo de tiempos de corte en el torno

La velocidad a la cual gira la pieza de trabajo en el torno es un factor importante y puede influir en el volumen de producción y en la duración de la herramienta de corte. La velocidad de corte para trabajo en un torno se puede definir como la velocidad con la cual un punto en la circunferencia de la pieza de trabajo pasa por la herramienta de corte en un minuto. La velocidad de corte se expresa en pies o en metros por minuto. Cálculo de velocidad (r/min). Para poder calcular las velocidades por minuto (r/min) a las cuales se debe ajustar el torno, hay que conocer el diámetro de la pieza y la velocidad de corte del material Calcule las r/min requeridas para el torneado de acabado de una pieza de acero de máquina de 2 pulg. de diámetro (La velocidad de corte del acero de máquina es de 100): A fin de calcular el tiempo requerido para maquinar cualquier pieza de trabajo se deben tener en cuenta factores tales como velocidad, avance y profundidad del corte. El tiempo requerido se puede calcular con facilidad con la fórmula siguiente: Calcule el tiempo requerido para hacer un corte de desbastado, con avance de 0.015 pulg., en una pieza de acero de máquina de 18 pulg. de longitud por 2 pulg. de diámetro. Trabajo con taladro de prensa Un taladro es una herramienta en forma de espiga con punta cortante que se emplea para crear o agrandar un orificio en un material sólido. En las operaciones de perforación sobre una superficie plana, el eje del taladro está a 90 grados de la superficie que se va a taladrar. Cuando se perfora completamente un orificio a través de una parte, el analista debe sumar la saliente del taladro a la longitud del agujero para determinar la distancia total que debe recorrer la broca para hacer el

orificio. Cuando se perfora un orificio ciego, la distancia desde la superficie hasta la mayor penetración del taladro es la distancia que debe recorrer la broca. Como el estándar comercial del ángulo incluido de las puntas de taladro es de 118 grados, la saliente del taladro se puede calcular fácilmente mediante la expresión l= r/tan(A) La distancia L indica la distancia que recorre el taladro cuando la perforación atraviesa y cuando se perforan orificios ciegos (la saliente del taladro se muestra mediante la distancia l).donde: l = saliente del taladro r = radio del taladro tan A = tangente de la mitad del ángulo incluido el ...