Ingeniería industrial, 12va Edición Benjamin W. Niebel LIBROSVIRTUAL.COM PDF

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hola hola hola LISTAS DE VERIFICACIÓN Lista de veriicación de la evaluación del trabajo cognitivo, p. 233 Índice de riesgo de los CTD, p. 165 Lista de veriicación del diseño de pantallas, p. 243 Lista de veriicación de la postura general y de la evaluación de la tarea, p. 135 Lista de veriicación de...

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LISTAS DE VERIFICACIÓN Lista de veriicación de la evaluación del trabajo cognitivo, p. 233 Índice de riesgo de los CTD, p. 165 Lista de veriicación del diseño de pantallas, p. 243 Lista de veriicación de la postura general y de la evaluación de la tarea, p. 135 Lista de veriicación de las características de una interfaz gráica de usuario, p. 248 Guía para el análisis del trabajo-lugar de trabajo, p. 24 Lista de veriicación para evaluar la máquina, pp. 161-162 Lista de veriicación de la economía de movimientos, p. 115 Lista de veriicación para el análisis de métodos con MTM-2, pp. 434-435 Lista de veriicación del análisis de operaciones, pp. 95-96 Lista de veriicación para evaluar la coniguración y el herramental, p. 75 Lista de veriicación de la postura general y de la evaluación de la tarea, p. 135 Lista de veriicación del análisis de therbligs, pp. 120-121 Lista de veriicación para evaluar herramientas, p. 175 Lista de veriicación para planes de incentivos salariales razonables, p. 520 Lista de veriicación del ambiente de trabajo, p. 213 Lista de veriicación para evaluar estaciones de trabajo, p. 153

GRÁFICAS Y DIAGRAMAS Diagrama de la incomodidad del cuerpo humano, p. 164 Gráica de control, p. 452 Gráica de cruce, pp. 306, 500 Diagrama de pescado (causa y efecto), p. 19 Diagrama de lujo, p. 31 Gráica de lujo de los procesos, p. 29 Gráica de procesos de grupo, p. 35 Gráica de Gantt, p. 20 Guía para el análisis del trabajo lugar de trabajo, p. 24 Diagrama de los procesos operativos, p. 27 Análisis de Pareto (regla 80/20), p. 18 Gráica de PERT, p. 21 Diagrama de precedencia, p. 49 Diagrama de relaciones, p. 89 Formato para el estudio del tiempo, p. 336 Gráica de recorridos (desde hacia), p. 88 Diagrama de procesos bimanual, p. 119 Gráicas de procesos trabajador-máquina, p. 33

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LINEAMIENTOS Holguras recomendadas por ILO, p. 369 Holguras revisadas, p. 381 Gasto de energía, pp. 121-123 Recuperación del ritmo cardiaco, pp. 123-124 Niveles de esfuerzo calórico (NIOSH), pp. 198-201 Niveles de iluminación (IESNA), p. 187 Lineamientos de elevación de cargas (NIOSH), pp. 128-130 Niveles de ruido (OSHA), p. 195 Calibre, velocidad, pp. 357-358 Calibre, Westinghouse, pp. 358-360 Trabajo por turnos, pp. 207-212 Zona de confort térmico, p. 199 Requerimientos de ventilación, pp. 202-204 Exposiciones a la vibración (ANSI/ISO), p. 205

ANÁLISIS Y OTRAS HERRAMIENTAS Método de Ashcroft, pp. 44-45 Chi-cuadrada, p. 262 Análisis costo-beneicio, pp. 280-282, 301-305 Herramientas de decisión económica, pp. 311-314 Árbol de fallas, pp. 276-282 Tablas de acciones de riesgos, p 300 Análisis del sitio de trabajo, p. 24 Análisis de la seguridad en el trabajo (JSA), pp. 262-264 Mapas de Karnaugh, pp. 275-276 Balanceo de la línea, pp. 45-51 Datos MOST, pp. 426-428 Datos MTM-1, pp. 406-409 Datos MTM-2, pp. 410-441 Datos MTM-3, p. 417 Toma de decisiones con criterios múltiples, pp. 303-309 Planeación simpliicada de distribución de Muther, pp. 88-91 Servicio aleatorio, pp. 40-43 Análisis de riesgos, pp. 265-267 Servicio sincrónimo, pp. 33-40 Ingeniería del valor, pp. 301-303 Fórmula de Wright, p. 43

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Ingeniería industrial: Métodos, estándares y diseño del trabajo

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Ingeniería industrial: Métodos, estándares y diseño del trabajo Duodécima edición

Benjamin W. Niebel The Pennsylvania State University

Andris Freivalds The Pennsylvania State University

Revisión técnica Teresa del Carmen Ibarra Santa Ana Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Ciudad de México

MÉXICO • BOGOTÁ • SÃO PAULO • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • LISBOA MADRID • NUEVA YORK • SAN JUAN • SANTIAGO • AUCKLAND • LONDRES • MILÁN MONTREAL • NUEVA DELHI • SAN FRANCISCO • SINGAPUR • SAN LUIS • SIDNEY • TORONTO

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Director Higher Education: Miguel Ángel Toledo Castellanos Director editorial: Ricardo A. del Bosque Alayón Coordinadora editorial: Marcela I. Rocha Martínez Editor sponsor: Pablo E. Roig Vázquez Editora de desarrollo: Ana L. Delgado Rodríguez Supervisor de producción: Zeferino García García Traducción: Carlos Roberto Cordero Pedraza/Jesús Elmer Murrieta Murrieta INGENIERÍA INDUSTRIAL: MÉTODOS, ESTÁNDARES Y DISEÑO DEL TRABAJO Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio, sin la autorización escrita del editor.

DERECHOS RESERVADOS © 2009 respecto a la primera edición en español por: McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V. A Subsidiary of The McGraw-Hill Companies, Inc. Prolongación Paseo de la Reforma 1015, Torre A Piso 17, Colonia Desarrollo Santa Fe, Delegación Álvaro Obregón C.P. 01376, México, D. F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736 ISBN 978-970-10-6962-2 Traducido de la duodécima edición de: Niebel’s Methods, Standards, and Work Design. Copyright © 2009 The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. ISBN: 0-07-337631-0

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08765432109

Impreso en México

Printed in Mexico

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Acerca de los autores Benjamin Niebel recibió los grados de licenciatura, maestría e ingeniero practicante en ingeniería industrial de la Universidad Estatal de Pennsylvania. Después de dirigir el departamento de ingeniería industrial en la compañía Lord Manufacturing, se interesó en la docencia. Regresó a la Universidad Estatal de Pennsylvania como miembro del profesorado en 1947 y después trabajó como jefe del departamento de ingeniería industrial de 1955 a 1979. Durante este tiempo escribió una gran cantidad de libros de texto, entre ellos Motion and Time Study, editado en 1955. Además, fue consultor regular en muchas industrias. Por su servicio sobresaliente a la profesión y a la Universidad Estatal de Pennsylvania, en 1976 recibió el Premio Frank and Lillian Gilbreth por parte del Instituto de Ingenieros Industriales, en 1989 el Premio al Graduado de Ingeniería Sobresaliente por parte del Colegio de Ingeniería y en 1992 el Premio al Servicio Destacado de parte de la Sociedad de Ingenieros de la Universidad Estatal de Pennsylvania. Falleció a la edad de 80 años mientras viajaba para llevar a cabo una sesión de consultoría a la industria. Andris Freivalds es profesor de ingeniería industrial en la Universidad Estatal de Pennsylvania. Obtuvo el título de licenciado en ciencias de la ingeniería y los grados de maestro y doctor en bioingeniería en la Universidad de Michigan. Después de hacer investigación en biomecánica en el Laboratorio de Investigación Médica Aeroespacial en Wright Patterson AFB, Ohio, y en la Universidad de Nottingham, en el Reino Unido, con la beca Fulbright, cambió el rumbo de sus investigaciones hacia el estudio de la reducción de lesiones músculo-esqueléticas relacionadas con el trabajo en compañías estadounidenses. Con la ayuda de Commonwealth de Pennsylvania para el Desarrollo del Centro de Desórdenes de Trauma Acumulativos (CTD, por sus siglas en inglés), brindó servicios ergonómicos y de diseño de ingeniería a más de 75 compañías en Pennsylvania para controlar los riesgos en el lugar de trabajo y mejorar la productividad en general. En reconocimiento a estos esfuerzos, el Dr. Freivalds obtuvo el Premio a la Innovación Tecnológica del Instituto de Ingenieros Industriales en 1995. Es un ergonomista profesional certiicado y miembro de la Sociedad de Ergonomía.

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A Benjamin W. Niebel (1918-1999) quien me recordó la importancia de considerar la productividad mientras se diseña el trabajo para la salud y la seguridad.

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Contenido breve Prefacio

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1 Métodos, estándares y diseño del trabajo: introducción 1 2 Herramientas para la solución de problemas 17 3 Análisis de operaciones 57 4 Diseño del trabajo manual 99 5 Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas 139 6 Diseño del ambiente de trabajo 183 7 Diseño del trabajo cognitivo 217 8 Seguridad en el lugar de trabajo y de los sistemas 255 9 Implantación del método propuesto 299 10 Estudio de tiempos 327 11 Caliicación del desempeño y holguras 355 12 Datos y fórmulas estándar 385 13 Sistemas de tiempos predeterminados 403 14 Muestreo del trabajo 441 15 Estándares de mano de obra general e indirecta 467 16 Seguimiento y uso de estándares 489 17 Pago de salarios 507 18 Capacitación y otras prácticas administrativas 525

Apéndice 1: Glosario

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Apéndice 2: Fórmulas útiles 562 Apéndice 3: Tablas especiales 564 Índice

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Contenido

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Capítulo 1 Métodos, estándares y diseño del trabajo: introducción 1 1.1 Importancia de la productividad 1 1.2 Alcance de los métodos y estándares 1.3 Desarrollos históricos 7 Resumen 13 Preguntas 15 Referencias 15 Sitios en Internet 16

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Capítulo 4

Capítulo 2 Herramientas para la solución de problemas 17 2.1 Herramientas exploratorias 18 2.2 Herramientas de registro y análisis 25 2.3 Herramientas cuantitativas: relaciones entre el operador y la máquina 32 Resumen 51 Preguntas 52 Problemas 53 Referencias 56 Software seleccionado 56 Capítulo 3 Análisis de operaciones 57 3.1 Finalidad de la operación 58 3.2 Diseño de las partes 61 3.3 Tolerancias y especiicaciones 63 3.4 Material 65 3.5 Secuencia y proceso de fabricación 3.6 Coniguración y herramientas 74 3.7 Manejo de materiales 78 3.8 Distribución de la planta 86

3.9 Diseño del trabajo 94 Resumen 94 Preguntas 94 Problemas 97 Referencias 97 Software seleccionado 98 Videocintas/DVD seleccionados

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Diseño del trabajo manual 99 4.1 Sistema músculo-esquelético 100 4.2 Principios de diseño del trabajo: capacidades humanas y economía de los movimientos 101 4.3 Estudio de los movimientos 114 4.4 Trabajo manual y lineamientos de diseño 118 Resumen 135 Preguntas 135 Problemas 136 Referencias 137 Software recomendado 138 Sitios en Internet 138 Capítulo 5 Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas 139 5.1 Antropometría y diseño 139 5.2 Principios del diseño de trabajo: el lugar de trabajo 143 5.3 Principios del diseño de trabajo: máquinas y equipo 152 5.4 Desórdenes de trauma acumulativo 160 5.5 Principios del diseño de trabajo: herramientas 164 Resumen 176 Preguntas 176 Problemas 176 Referencias 180

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CONTENIDO

Software recomendado 181 Sitios en Internet 182

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8.5 Análisis del árbol de fallas 276 8.6 Legislación sobre seguridad e indemnización de los trabajadores 282 8.7 Seguridad Ocupacional y Administración de la Salud (OSHA) 285 8.8 Control de riesgos 290 8.9 Tareas domésticas generales 292 Resumen 295 Preguntas 295 Problemas 296 Referencias 297 Sitios en Internet 298

Capítulo 6 Diseño del ambiente de trabajo 183 6.1 Iluminación 183 6.2 Ruido 190 6.3 Temperatura 198 6.4 Ventilación 202 6.5 Vibración 204 6.6 Radiación 206 6.7 Trabajo por turnos y horas laborables 207 Resumen 212 Preguntas 212 Problemas 214 Referencias 215 Software recomendado 216 Sitios en Internet 216

Capítulo 9 Implantación del método propuesto 299 9.1 Herramientas para la toma de decisiones 300 9.2 Instalación 311 9.3 Evaluación de puestos 314 9.4 Ley para discapacitados en Estados Unidos 320 9.5 Seguimiento 321 9.6 Implantaciones exitosas de métodos 321 Resumen 323 Preguntas 323 Problemas 323 Referencias 324 Software seleccionado 325

Capítulo 7 Diseño del trabajo cognitivo 217 7.1 Teoría de la información 217 7.2 Modelo de procesamiento de información en el ser humano 219 7.3 Codiicación de la información: principios generales de diseño 232 7.4 Pantallas con información visual: principios especíicos de diseño 236 7.5 Pantalla de información auditiva: principios especíicos de diseño 241 7.6 Interacción hombre-computadora: consideraciones de hardware 242 7.7 Interacción hombre-computadora: consideraciones de software 245 Resumen 247 Preguntas 247 Problemas 248 Referencias 252 Software recomendado 253 Sitios en Internet 253

Capítulo 10 Estudio de tiempos 327 10.1 Un día de trabajo justo 328 10.2 Requerimientos del estudio de tiempos 328 10.3 Equipo para el estudio de tiempos 329 10.4 Elementos del estudio de tiempos 333 10.5 Inicio del estudio 335 10.6 Ejecución del estudio 342 10.7 Cálculos del estudio 344 10.8 El tiempo estándar 345 Resumen 350 Preguntas 350 Problemas 351 Referencias 353 Software seleccionado 353 Videos seleccionados 353

Capítulo 8 Seguridad en el lugar de trabajo y de los sistemas 255 8.1 Filosofías básicas acerca de las causas y la prevención de accidentes 256 8.2 Proceso para prevenir accidentes 261 8.3 Métodos probabilísticos 268 8.4 Coniabilidad 271

Capítulo 11 Calificación del desempeño y holguras 355 11.1 Desempeño estándar 356 11.2 Características de caliicaciones razonables 356

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CONTENIDO

11.3 Métodos de caliicación 357 11.4 Aplicación y análisis de la caliicación 362 11.5 Capacitación para la caliicación 364 11.6 Suplementos u holguras 366 11.7 Holguras constantes 367 11.8 Holguras por fatiga variable 368 11.9 Holguras especiales 377 11.10 Aplicaciones de los suplementos u holguras Resumen 379 Preguntas 380 Problemas 381 Referencias 382 Software seleccionado 383 Videos seleccionados 383 Capítulo 12 Datos y fórmulas estándar 385 12.1 Desarrollo de datos de tiempo estándar 386 12.2 Construcción de fórmulas a partir de datos empíricos 389 12.3 Fórmulas analíticas 393 12.4 Uso de datos estándar 397 Resumen 398 Preguntas 399 Problemas 399 Referencias 401 Software seleccionado 401 Capítulo 13 Sistemas de tiempos predeterminados 403 13.1 Métodos de medición de tiempo (MTM) 404 13.2 Técnica secuencial de operación Maynard (MOST) 423 13.3 Aplicación de tiempo predeterminado 431 Resumen 436 Preguntas 437 Problemas 437 Referencias 439 Software seleccionado 440 Capítulo 14 Muestreo del trabajo 441 14.1 Teoría del muestreo del trabajo 442 14.2 Presentación del muestreo del trabajo 445 14.3 Planeación de estudios de muestreo del trabajo 446

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14.4 Registro de observaciones 453 14.5 Utilización de máquinas y operarios 454 14.6 Determinación de holguras 457 14.7 Determinación del tiempo estándar 457 14.8 Autoobservación 459 14.9 Software para muestreo del trabajo 461 Resumen 463 Preguntas 463 Problemas 463 Referencias 465 Software seleccionado 466 Videocintas seleccionadas 466 Capítulo 15 Estándares de mano de obra general e indirecta 467 15.1 Estándares de la mano de obra indirecta y general 468 15.2 Datos estándar de mano de obra indirecta y general 480 15.3 Estándares de desempeño profesional 483 Resumen 486 Preguntas 486 Problemas 486 Referencias 487 Capítulo 16 Seguimiento y uso de estándares 489 16.1 Mantenimiento de tiempos estándar 490 16.2 Uso de estándares 491 16.3 Costeo 498 Resumen 504 Preguntas 504 Problemas 504 Referencias 505 Capítulo 17 Pago de salarios 507 17.1 Planes de jornada de trabajo 508 17.2 Planes de compensación lexibles 508 17.3 Implementación de incentivos salariales 17.4 Planes de motivación del desempeño no inancieros 520 Resumen 521 Preguntas 522 Problemas 523 Referencias 524 Software seleccionado 524

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CONTENIDO

Capítulo 18 Capacitación y otras prácticas administrativas 525 18.1 Capacitación del operario 525 18.2 La curva de aprendizaje 527 18.3 Empleados y motivación 531 18.4 Interacciones humanas 535 18.5 Comunicaciones 537 18.6 Prácticas modernas de administración Resumen 544

Preguntas 544 Problemas 545 Referencias 546 Software seleccionado Sitio web: 546

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Apéndice 1: Glosario 547 Apéndice 2: Fórmulas útiles

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Apéndice 3: Tablas especiales

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Índice

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ANTECEDENTES Enfrentados ante una competencia cada vez mayor proveniente de prácticamente todo mundo, la mayor parte de las industrias, negocios y empresas de servicios están reestructurándose a in de operar de una manera más eiciente. A medida que las empresas se simpliican y hacen uso de servicios externos, deben aumentar la intensidad con la que reducen los costos y los esfuerzos para mejorar la calidad, a la vez que se ven en la necesidad de operar con una fuerza de trabajo reducida. La eiciencia en costos y la coniabilidad del producto sin usar un exceso de capacidad son elementos clave para la actividad exitosa en todas las áreas de negocios, la industria y el gobierno, y representan el resultado inal de la ingeniería de métodos, de los estándares equitativos de tiempo y del diseño eiciente del trabajo. Asimismo, a medida que las máquinas y el equipo se hacen cada vez más complejos y se convierten en semiautomáticos, si no es que en totalmente automáticos, es más importante estudiar los componentes manuales y los aspectos de conocimiento del trabajo, además de la seguridad de las operaciones. El operario debe percibir e interpretar grandes cantidades de información, tomar decisiones críticas y controlar dichas máquinas y equipos con rapidez y precisión. En años recientes, los trabajos se han desplazado en forma gradual del sector manufactura al sector de servicios. En ambos sectores cada día se otorga menos importancia a la actividad física bruta mientras que ha aumentado el interés en el procesamiento de información y la toma de decisiones, especialmente a través de computadoras y la tecnología moderna asociada. La eiciencia y las herramientas de diseño de trabajo son las claves para la mejora de la productividad en cualquier industria, negocio o empresa de servicios, ya sea un banco, un hospital, una tienda de departamentos, un ferrocarril o un sistema postal. Además, el éxito en una línea de productos determinada o de un servicio lleva a nuevos productos e innovaciones. Es esta serie de éxitos lo que conduce a la generación de empleos y al crecimiento de la economía. El lector debe ser cuidadoso de no ser inducido o intimidado por los nuevos productos que se presentan como la solución a todo problema de falta de competitividad de una empresa. A menudo estas modas hacen a un lado los procedimientos de ingeniería y administración que, cuando se utilizan de manera adecuada, representan la clave de un éxito permanente. En estos días escuchamos muchos comentarios sobre la reingeniería y el uso de equipos multifuncionales a medida que los líderes de negocios reducen costos, inventarios, tiempos de los ciclos y actividades que no producen valor. Sin embargo, la experiencia de los últimos años ha demostrado que recortar personal de la nómina con el solo objeto de automatizar los trabajos no siempre resulta ser un procedimiento inteligente. Los autores, con muchos años de experiencia en más de una centena de industrias recomiendan categóricamente los métodos de ingeniería, los estándares realistas y el buen diseño del trabajo como la fórmula del éxito, tanto en empresas de manufactura como de servicios.

POR QUÉ SE ESCRIBIÓ ESTE LIBRO Los objetivos de la duodécima edición son casi los mismos que los de la anterior: proporcionar un libro de texto universitario práctico y actualizado que describa los métodos ingenieriles para medir, analizar y diseñar el trabajo manual. Se ha hecho hincapié en la importancia de la ergonomía y el xvi

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diseño de trabajo como parte de los métodos de ingeniería, no sólo para aumentar la productividad, sino también para mejorar la salud y la seguridad del trabajador y, por lo tanto, los costos críticos de la compañía. Con suma frecuencia los ingenieros industriales se enfocan únicamente a incrementar la productividad a través de cambios en los métodos y la simpliicación del trabajo, lo que ha dado como r...