Concepto de Proceso en la Ingeniería Industrial
El proceso es el conjunto de actividades relacionadas y ordenadas con las que se consigue un objetivo determinado.
En la ingeniería industrial, el concepto de proceso adquiere gran importancia, debido a que la práctica en esta carrera requiere:
- Planear
- Integrar
- Organizar
- Dirigir
- Controlar
Estas actividades permiten a los Ingenieros Industriales lograr sus objetivos en el ejercicio de su profesión.
El ingeniero industrial debe considerar los procesos de producción como una herramienta fundamental para:
- El diseño y definición de planes, programas y proyectos.
- El diseño, integración, organización, dirección y control de sistemas.
- La optimización del trabajo.
- La evaluación de resultados.
- El establecimiento de normas de calidad.
- El aumento y control de la eficiencia.
Concepto de Manufactura
La manufactura es el conjunto de actividades organizadas y programadas para la transformación de materiales, objetos o servicios en artículos o servicios útiles para la sociedad.
La Manufactura y el Ingeniero Industrial
El ingeniero industrial observa la manufactura como un mecanismo para la transformación de materiales en artículos útiles para la sociedad. También es considerada como la estructuración y organización de acciones que permiten a un sistema lograr una tarea determinada.
Clasificación de los Procesos de Manufactura
De manera general, los procesos de manufactura se clasifican en cinco grupos principales:
Procesos que Cambian la Forma del Material
- Metalurgia extractiva
- Fundición
- Formado en frío y caliente
- Metalurgia de polvos
- Moldeo de plástico
Procesos que Provocan Desprendimiento de Viruta por Medio de Máquinas
- Métodos de maquinado convencional
- Métodos de maquinado especial
Procesos que Cambian las Superficies
- Con desprendimiento de viruta
- Por pulido
- Por recubrimiento
Procesos para el Ensamblado de Materiales
- Uniones permanentes
- Uniones temporales
Procesos para Cambiar las Propiedades Físicas
- Temple de piezas
- Temple superficial
Criterios para la Aplicación de Procesos en Ingeniería Industrial
Para que estos procesos sean de utilidad para los ingenieros industriales, se deben considerar los siguientes temas:
- Criterios para la producción económica con finalidad de beneficio económico.
- Criterios de producción económica con finalidad de efectividad.
Criterios de Producción con Fines de Beneficio Económico
Costos
- Aceptables
- Competitivos
Rentabilidad
Ganancias superiores a las que proporciona el banco.
Calidad
Solo la necesaria (evitando inversiones no esenciales).
Criterios de Producción con Fines de Efectividad
Proyecto
Diseños funcionales que permitan la manufactura calculada y controlada.
Materiales
Selección de los materiales adecuados y económicamente aceptables.
Procesos de Manufactura
Sistemas para la transformación de los materiales con la calidad adecuada, considerando las necesidades del cliente, de manera eficiente y económica.
Factor Humano
- Motivación
- Trato
- Facilidad
- Capacitación
- Seguridad
Proceso Administrativo
- Planeación
- Integración
- Organización
- Dirección
- Control
Diagramas de Procesos de Manufactura
Para el mejor entendimiento de los procesos de manufactura, es necesario el uso de diagramas que permiten la fácil identificación de actividades y sus relaciones.
Todo ingeniero industrial debe tener la capacidad de la representación sintética de las actividades de producción o de organización por medio de diagramas, en los que se muestren todas las acciones que dan como resultado productos o servicios de una organización.
Un diagrama de proceso es la representación gráfica de las acciones necesarias para lograr la operación de un proceso.
El Ingeniero Industrial y los Procesos de Manufactura
Una de las características de los Ingenieros Industriales es que:
- Tienen claros sus objetivos.
- Aplican de manera efectiva el proceso administrativo.
Se debe considerar que al ingeniero industrial le interesa conocer, además de la forma en que opera una máquina herramienta, su capacidad de producción, debido a que su objetivo es la programación y el rendimiento.
Efectividad y Eficiencia
La eficiencia es la relación numérica que existe entre la cantidad lograda por un sistema y la máxima cantidad que dicho sistema puede lograr.
La efectividad es la estimación del cumplimiento de objetivos, fines o funciones de un sistema o proceso, sin que exista evaluación numérica o estándares predeterminados.
Clasificación de los Materiales por sus Propiedades
Propiedades Químicas
- Oxidación
- Inflamabilidad
- Corrosión
- Reactividad
Propiedades Ópticas
- Opacos
- Transparentes
- Translúcidos
Propiedades Mecánicas
Las propiedades mecánicas principales son: dureza, resistencia, elasticidad, plasticidad y resiliencia, aunque también podrían considerarse entre estas a la fatiga y la fluencia (creep).
Cohesión
Resistencia de los átomos a separarse unos de otros.
Plasticidad
Capacidad de un material a deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la deformación al retirarse la misma. Es decir, es una deformación permanente e irreversible.
Dureza
Es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a la deformación superficial por uno más duro.
Resistencia
Se refiere a la propiedad que presentan los materiales para sopportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir, a la destrucción por acción de fuerzas o cargas.
Ductilidad
Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo hilos.
Maleabilidad
Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo láminas.
Elasticidad
Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga.
Higroscopicidad
Se refiere a la propiedad de absorber o exhalar el agua.
Hendibilidad
Es la propiedad de partirse en el sentido de las fibras o láminas (si tiene).
Resiliencia
Es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.
Tipos de Materiales
La palabra material proviene del griego materiālis y refiere a todo aquello que es relativo a la materia o que pertenece a esta. Es a partir de estos que el hombre puede generar distintos productos. A grandes rasgos, se los puede clasificar según su origen y según su composición.
Clasificación Según su Origen
Materiales Naturales
Estos materiales son los que se encuentran en la naturaleza y es a partir de estos que se producen productos. Entre estos se ubican aquellos que fueron extraídos de animales, vegetales y minerales.
Materiales Artificiales
Estos productos son obtenidos a partir de la utilización y transformación de productos naturales.
Ejemplos de Materiales por Origen
Materiales Vegetales
Algunos de los más utilizados son:
- Madera: Extraída de los troncos de los árboles, compuesta por lignina y fibras de celulosa. Utilizada para papel o combustible.
- Lino: Planta herbácea cuyo tallo se utiliza para la fabricación de telas y sus semillas para harina y aceite.
- Caucho: Hidrocarburo elástico de la savia de plantas. Utilizado para neumáticos, aislantes y ropa.
- Algodón: Planta de la que se produce el algodón textil. Utilizado para ropa, billetes y combustibles.
Materiales Animales
Algunos de los materiales animales son:
- Cuero: Pellejo animal curtido. Utilizado para ropa, herramientas y encuadernación.
- Seda: Fibra de proteínas producida por la larva de Bombyx mori. Usada para ropa, tapicería, neumáticos, paracaídas.
Materiales Minerales
Algunos de los materiales minerales son:
- Plata: Metal de transición dúctil, maleable, blando y blanco. Utilizado para armas blancas, espejos, joyas y fotografías.
- Cobre: Metal de transición rojizo y brilloso. De gran importancia económica, usado en cables, frenos, monedas, ornamentos e instrumentos musicales.
Clasificación por Composición y Estructura
Metales
Elementos químicos capaces de conducir la electricidad y el calor, que exhiben un brillo característico. Con la excepción del mercurio, resultan sólidos a temperatura normal.
Cerámicos
Materiales inorgánicos compuestos por elementos metálicos y no metálicos vinculados químicamente. Poseen una alta dureza y resistencia al calentamiento, pero tienden a la fractura frágil. Se caracterizan principalmente por su bajo peso, alta rigidez y baja tenacidad, alta resistencia al calor y al desgaste.
Polímeros
Se producen por la unión de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. La mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosa. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplea para hacer telas y papel.
Semiconductores
Son aquellos que a temperaturas muy bajas se comportan como aislantes, es decir, no conducen la electricidad. Cuando la temperatura aumenta por encima de un cierto valor, se convierten en muy buenos conductores.
Materiales Compuestos
Se forman por la unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. No deben disolverse ni fusionarse completamente entre ellos, es decir, los materiales deben poderse identificar por medios físicos, ya que son heterogéneos.
Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.