Dra. Minerva Arzola: Profesora asociada en el Dpto. de Ingeniería industrial de la UNEXPO, Vicerrectorado Puerto Ordaz, Final Calle China, Puerto Ordaz, Venezuela. Telefax 0055 286 9623066, correo electrónico marzola@poz.unexpo.edu.ve.

MSc. Agustín Mejías: Profesor Agregado en la Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Industrial de la Universidad de Carabobo, Ciudad Universitaria de Bárbula, Valencia, Venezuela, Telefax 0058 241 8672843, correo electrónico amejias@uc.edu.ve

Ing. Héctor Ramírez: Analista de Proyectos en CVG Carbonorca, Zona Industrial Matanzas, Puerto Ordaz, Venezuela, Telef. 0058 286 9312037, correo electrónico hrrg27hoymail.com

Resumen

Actualmente, CVG Venalum desarrolla un programa de mejora continua para adecuar sus procesos a la filosofía de la norma ISO 9000:2000, específicamente la orientación al cliente, registro y análisis de resultados de los procesos. Los objetivos de esta investigación son evaluar las variables asociadas con el proceso de entrega del aluminio primario del área de reducción al área de colada, tales como temperatura de colada, tiempo total de traslado, pérdida de temperatura y demoras evitables y verificar si existen diferencias significativas de estas variables en los tres Complejos de Reducción. El estudio es de tipo descriptivo-evaluativo, la recopilación de información se obtuvo a través de la observación directa del proceso en los Complejos de Reducción V Línea, Complejo I y Complejo II, en un lapso de dos meses. El análisis y procesamiento de la información se realizó para cada complejo de producción, luego se compararon los parámetros entre complejo. Los resultados indican que las tres variables evaluadas se ubican entre los límites de control establecidos por el cliente y que existen diferencias significativas entre las tres variables evaluadas en los tres complejos de reducción. La disponibilidad de equipos móviles para trasladar los crisoles es la demora evitable con mayor impacto y su intervalo de ocurrencia en los tres complejos oscila entre 23% y 27%.

Palabras Clave: Aluminio primario / Demoras evitables / Mejora continua / Proceso de entrega

Evaluation of the process of delivery of primary aluminium from the reduction to the casting area, cvg venalum

Abstract

Key words: Avoidable Delay / Continuous Improvement / Primary Aluminum / Process of Delivery

Finalizado: 2005/06/15 Recibido: 2005/07/29 Aceptado: 2005 /12/06

CVG Venalum está desarrollando un proyecto, dentro del programa de mejora continua basado en la filosofía de la norma ISO 9000:2000[1], para determinar las expectativas del cliente de todos sus procesos internos, validando los criterios de calidad y eficiencia con datos cuantitativos que actualmente no posee. La versión de la Norma ISO 9001: 2000[2] enfatiza el uso de los métodos estadísticos para el análisis de datos que hasta el momento tenían un fuerte componente de métodos cualitativos dentro de la gestión de la calidad total [3].

Conocer, satisfacer y superar las expectativas del cliente representa una herramienta que contribuye a mantener la competitividad de las empresas. Dado el mercado competitivo de hoy, las empresas no deben tolerar ineficiencias en sus procesos [4] y deben poseer información para la toma de decisiones y el control. En CVG Venalum se desconocen los valores reales de los rangos de variación de los parámetros asociados con el proceso de entrega del aluminio entre el Área de Reducción y el Área de Colada y con frecuencia la temperatura del aluminio líquido es inferior a los criterios de aceptación establecidos por el cliente, Área de Colada.

Dada la situación anteriormente descrita, la empresa se plantea como estrategia recopilar la información de los parámetros que caracterizan el proceso de entrega del aluminio primario para que el cliente del proceso, Área de Colada, conozca los rangos de variación de los parámetros críticos que definen la calidad del aluminio primario en esta fase del proceso de producción y de esta forma poder adoptar acciones correctivas en las situaciones fuera de control.

Esta investigación tiene dos objetivos principales, en primer lugar, evaluar las variables asociadas con el proceso de entrega del aluminio primario del área de reducción al área de colada: temperatura de colada, tiempo total de traslado, pérdida de temperatura y demoras evitables en CVG Venalum; en segundo lugar, conocer si existen diferencias significativas entre los valores de la temperatura final del aluminio primario producido en los tres complejos de reducción, para soportar el proceso de toma de decisiones y la generación de estrategias y planes de acción dentro del programa de mejora continua llevado a cabo en la organización. El estudio es de tipo descriptivo-evaluativo, la recopilación de información se obtuvo a través de la observación directa en los Complejos de Reducción V Línea, Complejo I y Complejo II, en un lapso de dos meses. Para cada complejo de producción se analizaron sus características particulares para verificar si las variables objeto de estudio cumplen con los criterios de calidad establecidos por la empresa, de acuerdo a los requerimientos de la ISO 9000:2000. Luego se compararon entre complejos, utilizando el análisis de varianza (ANOVA) y comparaciones múltiples con el apoyo del software SPSS v. 10, completándose el análisis con las bases conceptuales para el estudio del trabajo.

Esta investigación se desarrolló utilizando la siguiente metodología:

1) Mediante la observación directa y consulta a los trabajadores, se logró caracterizar y diagnosticar el proceso.

2) Se estudiaron los métodos para recopilar la información de las tres variables objeto de evaluación por colada; la técnica utilizada fue el seguimiento del proceso. El tamaño de la muestra fue en todos los casos mayor de la requerida para cumplir con la condición suficiente para que el análisis estadístico fuera confiable.

3) Durante el desarrollo del estudio de métodos, se recopiló información de la frecuencia de ocurrencia de las demoras evitables del proceso.

4) Finalmente, se realizó el análisis estadístico de los datos y se establecieron las conclusiones del estudio. La evaluación del proceso consistió en el análisis cuantitativo de las tres variables citadas anteriormente y un análisis cualitativo de las demoras evitables que ocurrieron en el período de tiempo en el cual se desarrolló este estudio, factor crítico en la eficiencia de este proceso.

La base conceptual utilizada para realizar esta investigación fueron los requisitos de la Norma ISO 9001: 2000 y el Análisis de Varianza. Según el requisito 8.2.1 de esta norma, Satisfacción del Cliente: “Como una de las medidas del desempeño del sistema de gestión de la calidad, la organización debe realizar el seguimiento de la información relativa a la percepción del cliente con respecto al cumplimiento de sus requisitos por parte de la organización. Deben determinarse los métodos para obtener y utilizar dicha información”. El requisito 8.2.3 Seguimiento y medición de los procesos y el 8.4, Análisis de Datos de la Norma ISO 9001: 2000 plantean que “la organización debe aplicar métodos apropiados para el seguimiento y cuando sea aplicable, la medición de los procesos del sistema de gestión de la calidad. Estos métodos deben demostrar la capacidad de los procesos para alcanzar los resultados planificados. Cuando no se alcancen los resultados planificados, deben llevarse a cabo correcciones y acciones correctivas, según sea conveniente, para asegurarse de la conformidad del producto”. El objetivo de estos requisitos es conocer las necesidades y expectativas de los clientes y recopilar la información para el control y mejoramiento de los procesos.

El análisis de los datos se realizó mediante el Análisis de Varianza y las pruebas estadísticas de comparaciones múltiples. El Análisis de Varianza es un método de Estadística Inductiva válido para efectuar pruebas de significación entre dos o más grupos simultáneamente y consiste en separar la variación total de un conjunto de observaciones en componentes asociados a fuentes definidas de variación [ 5, 6, 7, 8]; una vez que se realiza el Análisis de Varianza y se llega a la conclusión de que por lo menos una de las medias de los grupos involucrados en esa fuente de variación difiere del resto, se efectúan comparaciones adicionales entre las medias de los grupos para especificar cual de ellas es la que presenta la diferencia mediante Métodos de Comparación Múltiple [5, 6, 7]. Para el análisis del proceso se utilizaron las herramientas para estudio del trabajo, tales como el estudio de métodos y evaluación de las demoras [9,10].

El proceso de entrega del aluminio primario del Área de Reducción al Área de Colada, posee las siguientes características:

1. Es un proceso continuo y la producción está organizada en salas en los tres complejos de reducción.

2. V Línea, la integran dos salas (10 y 9); Complejo II, lo conforman cuatro salas (8, 7, 6 y 5) y Complejo I, cuatro salas (4, 3, 2 y 1).

3. El inicio del proceso de entrega del aluminio primario ocurre cuando comienza la succión del metal de la celda de reducción hacia el crisol, mediante la presión aplicada.

4. Las distancias entre cada complejo de Reducción y el Área de Colada son significativamente diferentes, ver Tabla I.

Tabla Nº I. Distancia entre Complejo de Reducción y el Área de Colada

5. El traslado del metal se realiza en crisoles utilizando equipos móviles.

]]> 6. Los criterios de calidad exigidos al Área de Reducción por el cliente (Área de Colada) se muestran en la Tabla Nº II. Es decir, el área de reducción debe garantizar que las variables evaluadas cumplen con las exigencias de su cliente inmediato.

Tabla Nº II. Atributos de calidad del metal líquido exigido por Área de Colada

Se obtuvieron los valores promedios de las variables temperatura de colada, tiempo total de traslado de los crisoles del área de reducción al área de colada y la variación total de temperatura, para cada una de las salas que conforman los tres Complejos de Reducción de CVG Venalum. El valor medio de la variable temperatura de colada se ubica en el rango 796°C y 838°C, con una desviación estándar máxima de de 36°C, ver Figura N° 1.

Figura Nº 1. Valores medios de las variables temperatura de colada y variación total de temperatura del proceso de entrega del aluminio primario

El promedio de la variable Pérdida de Temperatura para las diez salas de Reducción oscila en el rango (29°C – 19°C), con una desviación estándar máxima de 8,7°C, ver Figura N° 1. En cuanto a la Variable Tiempo Total de Traslado, su valor promedio varia entre 27°C y 21°C, ver Figura N° 2.

Figura N° 2 Tiempo total de traslado de los crisoles del área de reducción al área de colada

2.1 Análisis de las demoras evitables en el proceso de entrega del aluminio

Las demoras evitables constituyen uno de los factores que afectal a eficiencia en los procesos de producción [11]. Tratar de eliminar este tipo de eventos contribuye a mejorar la productividad por lo que se hace necesario identificar y cuantificar su frecuencia de ocurrencia como elementos controlables internamente en la empresa [12]. Las demoras evitables del proceso de entrega del aluminio primario se agruparon en cinco categorías, a saber:

• Equipos disponibles: en este grupo se incluyen las demoras correspondientes a la falta de equipos para realizar el proceso de entrega del aluminio del Área de Reducción al Área de Colada, tales como disponibilidad de crisol y tapas de crisol, por estar ocupados en operaciones de traslado o en mantenimiento. Esta demora ocasiona paralización de la producción.

• Equipos móviles: los equipos móviles (remolcadores) son los que ejecutan el traslado de los crisoles que almacenan el aluminio primario líquido. Actualmente, cada línea de producción tiene asignado un remolcador, exceptuando V Línea que cuenta con dos remolcadores por línea. La falta de disponibilidad de equipos móviles puede afectar la temperatura del metal ya que las demoras son largas.

• ]]> Diseño: el diseño original del equipo de trasegado para realizar la extracción del metal entre la tapa y el anillo del crisol fue modificada para eliminar el uso de alumina; sin embargo, se presentó el caso en el que las tapas no se acoplan bien porque el anillo del crisol tiende a desviarse o las empacaduras de fibra de vidrio que lleva la tapa en su acople ya vienen desgatadas por el uso en turnos anteriores. Esta situación propicia que la succión no sea la misma y dificulta la operación del trasegado.

• Inicio de operaciones: representa las operaciones que deben realizarse antes de comenzar la producción, y consiste en el desnatado de la celda para que el equipo de trasegado pueda realizar la succión del metal líquido sin que exista la presencia de baño. Esto se realiza antes que el crisol salga de pasillo central a pasillo ancho, para que una vez que el equipo de trasegado esté dentro de la sala no tenga que esperar para realizar el trasegado.

• Infraestructura: en esta categoría se agrupa toda una serie de demoras que se originan debido a las condiciones de la infraestructura física en la que se desarrolla el proceso de entrega del aluminio primario líquido del Área de Reducción al Área de Colada.

En la Figura Nº 3, se muestra la frecuencia de ocurrencia de cada uno de los grupos de demoras en cada sala de reducción de los tres complejos de reducción de C.V.G Venalum, en la que la demora con mayor ocurrencia es Disponibilidad de Equipos Móviles y la que tiene menor proporción de ocurrencia es Inicio de Operaciones.

Figura Nº 3. Demoras evitables en los Complejos de Reducción de C.V.G. Venalum.

Para comparar las tres variables que caracterizan el proceso de entrega del aluminio primario entre el Área de Reducción y el Área de Colada en CVG Venalum, se realizó un Análisis Estadístico de Varianza, ANOVA. Cuando se encontraron diferencias significativas entre los grupos estudiados, se completó con una prueba de comparaciones múltiples para identificar cuál era el grupo diferente. Se realizaron las respectivas pruebas de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad, supuestos básicos en el Análisis de Varianza [5, 6, 7, 8].

Con el objetivo de verificar si existe diferencia significativa entre las variables temperatura de colada, tiempo total de traslado de los crisoles del área de reducción al área de colada y variación total de temperatura en los tres complejos de reducción de aluminio primario, realizó una comparación interna de cada una de las tres variables en cada complejo de reducción, y luego se compararon las variables entre los tres complejos de reducción.

Por ejemplo, en el complejo V Línea se verificó si existen diferencias significativas en los resultados entre Sala 9 y 10. En el Complejo II se verificó si existen diferencias significativas de los resultados entre las Salas 8, 7, 6 y 5. El Complejo I se verificó si existen diferencias significativas entre los resultados de las salas 4, 3, 2 y 1.

Temperatura de Colada: Temperatura del aluminio primario cuando llega a Sala de Colada Tiempo Traslado: Tiempo total del traslado del crisol desde cada Complejo de Reducción hasta el Área de Colada. Variación de temperatura: Temperatura inicial del crisol menos la temperatura final del crisol.

Ho: las medias de los grupos estudiados son iguales

H1: las medias de los grupos estudiados son diferentes

Nivel de significación para todas las pruebas: [Éø =0.05]

Se rechaza la hipótesis nula si el valor p arrojado en la prueba (sig.) es menor al nivel de significación Éø =0.05.

Prueba # 1. Variable: Temperatura de Colada entre salas (10, 9).

La variable temperatura de colada cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. El resultado de la prueba de significación indica un valor p de 0.002; como este valor es menor a a=0.05, se rechaza la hipótesis de que las medias de la temperatura de colada de las salas 10 y 9 son iguales. La temperatura de colada es diferente para las salas de V Línea.

Prueba # 2. Variable: Tiempo de traslado entre salas (10, 9)

La variable tiempo de traslado cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. El resultado indica que el nivel de significación es (0.564). Como este valor no es menor a 0.05, no se puede rechazar la hipótesis de que las medias de tiempo total de las salas 10 y 9 son iguales. El tiempo total medio es el mismo para ambas salas de V Línea.

Prueba # 3. Variable: Variación de Temperatura entre salas (10, 9)

La variable variación de temperatura cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. El resultado indica que el nivel de significación es (0.854). Como este valor no es menor a 0.05, no se puede rechazar la hipótesis de que las medias de tiempo total de las salas 10 y 9 son iguales. La variación de temperatura media es la misma para ambas salas de V Línea.

La variable temperatura de colada cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. Dado que el nivel de significación es 0.074, mayor que 0.05, no se puede rechazar la hipótesis de que las medias de temperaturas de coladas entre las salas 8, 7, 6 y 5 son iguales. La temperatura de colada media es la misma para todas las salas del Complejo II.

Prueba # 5. Variable: Tiempo de Traslado entre salas (8, 7, 6 y 5)

La variable tiempo de traslado cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. Dado que el nivel de significación es 0.014, menor que 0.05, se puede rechazar la hipótesis de que las medias de temperaturas de coladas entre las salas 8, 7, 6 y 5 son iguales. El tiempo total medio es diferente para las salas del Complejo II.

Comparaciones múltiples: Existe diferencia significativa entre las medias de las salas 5 y 8.

Prueba # 6. Variable: Variación de Temperatura entre salas (8, 7, 6 y 5)

La variable variación de temperatura cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. Como el nivel de significación obtenido es 0.159 mayor que 0.05, no se puede rechazar la hipótesis de que las medias de la variación de temperatura entre las salas 8, 7, 6 y 5 son iguales. La variación de temperatura media es la misma para las salas del Complejo II.

Prueba # 7. Variable: Temperatura de Colada entre salas (4, 3, 2 y 1)

La variable temperatura de colada cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. Dado que el nivel de significación es 0.016, menor que 0.05, se rechaza la hipótesis de que las medias de Temperatura de colada entre las salas 4, 3, 2 y 1 son iguales. La temperatura de colada media es diferente para las salas del Complejo I. Comparaciones múltiples: Existe diferencia significativa entre las siguientes medias: Salas 2 y 3; Salas 3 y 4.

La variable tiempo de traslado cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y Homocedasticidad. Como el nivel de significación es 0.000, menor que 0.05, se rechaza la hipótesis de que las medias de Tiempo total entre las salas 4, 3, 2 y 1 son iguales. El tiempo total medio es diferente para las salas del Complejo I.

Comparaciones múltiples: Existe diferencia significativa entre las siguientes medias: salas 1-3, salas 1-4, salas 2-3.

Prueba # 9. Variable: Variación de Temperatura entre salas (4, 3, 2 y 1). Prueba de Comparaciones múltiples.

La variable variación de temperatura cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y no se cumple el supuesto de Homocedasticidad para estas muestras. Dado que el nivel de significación es (0.000), menor que 0.05, se rechaza la hipótesis de que las medias son iguales. La variación de temperatura es diferente para las salas del Complejo I.

Comparaciones múltiples: Existe diferencia significativa entre las medias de las salas: 1-4, 2-3, 2-4.

2.2.4 Comparación de las variables entre complejos de reducción

Variable: Temperatura de colada entre complejos

Esta variable cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y no se cumple el supuesto de Homocedasticidad para estas muestras. Dado que el sig. (0.000) es menor a 0.05, se rechaza la hipótesis de que las medias de temperatura de coladas entre los complejos son iguales. La temperatura de colada es diferente para los complejos.

Comparaciones múltiples: Existe diferencia significativa entre la media de la temperatura de colada del Complejo II y los demás complejos (V línea y I); no existe diferencia significativa entre las medias de los complejos V línea y I.

Esta variable cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y no se cumple el supuesto de Homocedasticidad para estas muestras. Dado que sig. (0.000) es menor a 0.05, se rechaza la hipótesis de que las medias de tiempo total entre los complejos son iguales. El tiempo total es diferente para los complejos.

Comparaciones múltiples: Existe diferencia significativa entre la media del tiempo total del Complejo línea V y los demás complejos (II y I); no existe diferencia significativa entre las medias de los complejos II y I.

Variable: Variación de temperatura entre complejos

Esta variable cumple las condiciones de Normalidad, Independencia y no se cumple el supuesto de Homocedasticidad para estas muestras. Dado que sig. (0.000) es menor a 0.05, se rechaza la hipótesis de que las medias de variación de temperatura entre los complejos son iguales. La variación de la temperatura es diferente para los complejos.

Comparaciones múltiples: Existen diferencias significativas entre todas las medias de la variación de la temperatura.

Según los datos presentados en las Figuras 1 y 2, se evidencia que los valores de la variable más importante del proceso de entrega del aluminio primario entre el área de Reducción al Área de Colada, Temperatura de Colada, en las diez salas de reducción, se ubica en los rangos de variabilidad establecidos por el Área de Colada. Sin embargo, estos valores pueden ser susceptibles de mejoras si se eliminan las demoras evitables presentes en el proceso de entrega del aluminio primario entre las dos áreas estudiadas.

En la Tabla Nº III, se muestran resultados del análisis estadístico realizado internamente a las variables temperatura de los colada, tiempo total de traslado de los crisoles del área de reducción al área de colada y la variación total de temperatura en los tres complejos de reducción de aluminio primario. Según los resultados de este estudio, el Complejo I es el que tiene mayor variabilidad en los tres parámetros evaluados; es decir, las variables son diferentes para las salas 4, 3, 2 y 1, a diferencia del Complejo II, en cuyo caso no existe diferencia significativa en dos de las tres variables evaluadas.

Tabla Nº III. Resumen de los resultados del análisis estadístico entre salas.

En la Tabla Nº IV, se muestra la comparación de las tres variables para los tres complejos de reducción de aluminio primario, según los resultados del análisis estadístico, existe diferencia significativa en los resultados de las variables.

Tabla Nº IV. Resumen de los resultados del análisis estadístico entre complejos

Según la evaluación de las operaciones del proceso de entrega del aluminio del área de reducción al área de colada, el resultado del análisis estadístico obedece a las siguientes causas raíces: la variable temperatura de colada depende directamente de la temperatura inicial del aluminio primario cuando sale de la celda de reducción: Las diferencias en los valores de esta variable en los tres complejos de reducción se deben a las diferencias entre los componentes tecnológicos de los tres complejos. Las distancias entre los Complejos de Reducción y el Área de Colada y las demoras evitables ocurridas en el proceso de entrega del aluminio primario, afectan directamente las variables tiempo de traslado y variación de temperatura.

1. El valor promedio de la variable Temperatura de Colada para las diez salas de Reducción, oscila entre 796°C y 838°C, con una desviación estándar media que se ubica entre 36°C y 21°C.

]]> 2. El valor promedio de la variable Pérdida de Temperatura para las diez salas de Reducción, se ubica en el rango (19°C y 29°C), con una desviación estándar promedio que varía entre 3°C y 9°C.

3. El valor promedio de la variable Tiempo de Traslado para las diez salas de Reducción, varía entre 27min y 21min, con una desviación estándar promedio ubicada entre 3min y 5min.

4. Las variables temperatura de colada, tiempo total de traslado de los crisoles del área de reducción al área de colada y la variación total de temperatura, cumplen con los atributos de calidad exigidos al Área de Reducción por el Área de Colada.

5. Los resultados del Complejo I, indican una variabilidad mayor en los parámetros evaluados.

6. Los resultados del Complejo II, indican una menor variabilidad en los parámetros evaluados.

7. Los valores medios de las variables temperatura de colada, tiempo total de traslado de los crisoles del área de reducción al área de colada y la variación total de temperatura son diferentes en los complejos de reducción V Línea, Complejo II y Complejo I.

8. La demora más frecuente en el proceso de entrega del aluminio primario del Área de Reducción al Área de colada es Disponibilidad de Equipo Móvil, que afecta directamente la pérdida de temperatura final del aluminio primario en la fase del proceso evaluada.

Reconocimiento especial a CVG Venalum por autorizar la utilización de la data para elaborar esta investigación.

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