El presente proyecto de tesis ha sido desarrollado tomando como referencia, los procesos de fabricación de una empresa del sector metalmecánico. La empresa presentaba diversos problemas operativos y de gestión, los cuales dificultaban el desarrollo de los proyectos dentro de los plazos previstos y generaban diversos problemas de calidad y sobrecostos. En ese sentido, y considerando que la empresa fabrica estructuras de diversa envergadura y con distintas particularidades, se seleccionó el tipo de estructura y la familia de productos más relevante a fin de ser estudiada a detalle. El análisis consistió en realizar, inicialmente, un mapeo de los procesos operacionales aplicando la herramienta Value Stream Mapping, a fin de identificar los desperdicios presentes en todos los procesos. Posteriormente se seleccionaron las herramientas de Manufactura esbelta más apropiadas, que permitan eliminar y minimizar dichos desperdicios y contribuyan en mejorar la eficiencia en los procesos y la calidad de los productos. Posteriormente, se desarrolló la implementación de cada una de las herramientas de Manufactura esbelta y se establecieron diversos indicadores que nos ayudaron a medir el impacto que tuvieron dichas herramientas en cada proceso y en el funcionamiento integral de los mismos. Finalmente, se desarrolló un análisis financiero a fin de determinar la viabilidad y el impacto económico de la implementación de dichas herramientas dentro de los procesos operacionales de la empresa. / Tesis

El presente trabajo de tesis se desarrolla a partir de la situación actual en una empresa del rubro de manufactura de productos higiénicos a base de papel tisú. Este caso de estudio abarca el proceso de elaboración de papel higiénico y papel toalla, dividido a su vez en dos sub-procesos principales: manufactura de bobinas de papel y conversión en el producto final. La investigación se divide en análisis y diagnóstico de la empresa, propuestas de mejora y evaluación económica. En la etapa de análisis y diagnóstico, primero se define el área productiva a mejorar. Luego, considerando la cantidad de dinero perdida por tiempo de parada máquina, se selecciona la línea de producción más crítica. A partir de ello, se identifican las principales pérdidas y se definen los principales problemas en la línea seleccionada. Después, se determinan cuáles eran sus causas raíz y se diagnostica el sistema productivo del papel higiénico y papel toalla. En la etapa de propuestas de mejora, luego de haber identificado los principales problemas y determinado sus causas raíz, se plantea la aplicación de las siguientes herramientas de lean manufacturing: SMED y TPM, soportadas en 5S’s, gestión visual y estandarización, cada una con la metodología de implementación orientada a disminuir y/o eliminar un tipo de pérdida definido y adaptada a las necesidades y objetivos de la empresa en estudio. Finalmente, en la evaluación económica, se determina que, a partir de las mejoras propuestas, el tiempo de parada de máquina ocasionado por el cambio de producto se reduce en un 35%; lo que, en términos monetarios, se traduce en ahorro que asciende a S/. 96 448,09 anual en promedio. Por otro lado, implementando el pilar de mejora enfocada se logró una ganancia de 66 horas de producción. Esto representa para la empresa un ahorro de S/. 78 850,17 anual. Asimismo, se obtiene un VAN económico de S/. 29 140,81 y un TIR de 52.75%, lo que significa que la aplicación de las mejoras resulta rentable para la empresa. / Tesis

Model predictive control(MPC) has been, since its introduction in the late 70’s, a well accepted control technique, especially for industrial processes, which are typically slow and allow for on-line calculation of the control inputs. Its greatest advantage is its ability to consider constraints, on both inputs and states, directly and naturally. More recently, the improvements in processor speed have allowed its use in a wider range of problems, many involving faster dynamics. Nevertheless, implementation of MPC algorithms on embedded systems with resources, size, power consumption and cost constraints remains a challenge. In this thesis, High-Level Synthesis (HLS) is used to implement implicit MPC algo-rithms for linear (LMPC) and nonlinear (NMPC) plant models, considering constraints on both control inputs and states of the system. The algorithms are implemented in the Zynqr -7000 All Programmable System-on-a-Chip(AP SoC) ZC706 Evaluation Kit, targetingXilinx’sZynqr-7000 AP SoC which contains a general purpose Field Programmable GateArray(FPGA). In order to solve the optimization problema teach sampling instant, an Interior-PointMethod(IPM) isused. The main computation cost of this method is the solution of a system of linear equations. A minimum residual (MINRES) algorithm is used for the solution of this system of equations taking into consideration its special structure in order to make it computationally efficient. A library was created for the linear algebra operations required for the IPM and MINRES algorithms. The implementation is tested on trajectory tracking case studies. Results for the linear cases how good performance and implementation metrics, as well as computation times within the considered sampling periods. For the nonlinear case, although a high computation time was needed, the algorithm performed well on the case study presented. Because of resources constraints, implementation of the nonlinear algorithm on higher order systems was precluded. / Tesis

El mercado de envases plásticos en el Perú tiene un crecimiento notable en los últimos años por lo que las industrias ubicadas en este sector realizan grandes inversiones en traer máquinas de última tecnología las cuales satisfagan la demanda interna y externa al país. Esto genera que pocas empresas se enfoquen en invertir en sistemas de producción que ayuden a aumentar la capacidad. Es por este motivo que se realizó este trabajo para demostrar que las herramientas de mejora continua pueden generar grandes beneficios en comparación con la inversión en tecnología nueva. El presente trabajo se empezó por presentar los conceptos, herramientas y metodologías que ayudaron para la elaboración de cada capítulo. Por resaltar un acápite del primer capítulo, fue necesario explicar cada metodología de las herramientas de manufactura esbelta que se usó porque con ellas se realizaron todas las propuestas de mejora. También se presentó a la empresa en la cual se realizó el análisis y diagnóstico de su proceso productivo. Se definió a la organización, desde su participación en el sector hasta la presentación de los cargos funcionales que posee el personal. Lo más importante en este capítulo fue la descripción de manera detallada de todo el proceso productivo del cual se presentó un diagrama de operaciones para la comprensión del sistema. En el capítulo subsiguiente, donde nacieron las propuestas, se pudo encontrar que en toda la cadena productiva se generaban desperdicios pero que la mayoría de ellos se generaban en la sección de Impresión. Se perdía tiempo alrededor de más de una hora del turno por cada operario que trabaja en dicho puesto, por el cambio de molde y por la búsqueda de producto en proceso para seguir con la atención de un pedido. El diagnóstico ayudó a generar las propuestas que mitigarían los desperdicios encontrados. Cada propuesta generó beneficios que se veían reflejados en tiempo y dinero. Para resaltar uno de ellos, el sistema SMED ayudó a reducir la preparación de máquinas de casi 3 horas (dos horas y 53 minutos exactamente) a 59 minutos, es decir, se redujo más del 50% lo cual generaría la oportunidad de utilizar dicho tiempo para atender otros pedidos. Esto a su vez requirió de una inversión inicial de 35,000 soles pero que iba a generar un rendimiento de 133.70% dejando 10.27 soles por cada sol invertido en los cinco semestres de evaluación. Finalmente, se concluyó que las herramientas de mejora continua van a generar un gran impacto en la cadena productiva siempre que se tenga el compromiso de todos los niveles de la empresa. Dicho impacto se podrá ver en la medida de que todo proyecto de mejora se realice de acuerdo a como la metodología propuesta lo ordena. / Tesis

El presente proyecto mecatrónico consiste en el diseño de una estación de trabajo en el Centro de Tecnologías Avanzadas de Manufacturas (CETAM-PUCP). El CETAM dispone de un laboratorio de Manufactura Integrada por Computadora (CIM) con sus diferentes estaciones de trabajo y una computadora principal que controla el proceso por medio del software OPENCIM. La problemática es que no se ha diseñado una estación de trabajo independiente, por ello se diseña una estación de trabajo que cumpla las características de una estación de trabajo en un centro de manufactura flexible. La estación de trabajo independiente diseñada realizará la labor de grabado en el CETAM. El sistema se dividirá en dos subsistemas: un manipulador del tipo cartesiano y grabado en bajo relieve. El manipulador cartesiano, podrá moverse en 2 dimensiones y trasladará placas de aluminio de la faja transportadora del sistema CIM (Manufactura integrada por computadora); a la zona de trabajo. El subsistema de grabado será el encargado de mecanizar las placas de aluminio. El control de los actuadores y sensores que intervienen en el sistema mecatrónico se realizará por medio de un PLC compacto (Controlador Lógico Programable). La placa de aluminio será conducida a lo largo de tres zonas de trabajo, zona de acopio; donde se encuentran las placas sin mecanizar, la zona de grabado donde se mecanice y la zona de acabado donde se tiene la pieza mecanizada. Cabe señalar que la matriz punzón que actuara sobre la placa de aluminio grabará en bajo relieve, la información que imprimirá sobre la placa de aluminio podrá variar cambiando la matriz del punzón. El trabajo comprende la selección de los sensores y actuadores, los planos mecánicos de ensamble y despiece, los planos eléctricos de protección y control, así como el diagrama de flujo de la lógica de control. Finalmente se va a revisar la posibilidad de integración de la estación de trabajo al sistema CIM del CETAM. / Tesis

El presente trabajo nace de la necesidad de implementar mejoras en el sistema productivo actual de una empresa dedicada a la fabricación de embarcaciones mediante la aplicación de herramientas de Manufactura Esbelta y de ergonomía con la finalidad de optimizar los procesos productivos, el uso de equipos y de recursos humano para así asegurar la competitividad de la empresa en el mercado. El trabajo inicia con el desarrollo de fundamentos iniciales como la definición de herramientas de Manufactura Esbelta, que serán usadas en el diagnóstico y desarrollo de la propuesta de mejora. Asimismo, se realiza la descripción de la empresa en estudio y los principales procesos en la fabricación de embarcaciones, recurso humano empleado y especialización de los puestos de trabajo. Se explicará a detalle el diagnóstico del sistema productivo actual, con la aplicación de las herramientas de Manufactura Esbelta, la identificación de desperdicios y los principios de ergonomía. En base a ello, se procede al análisis y aplicación de las herramientas necesarias para la propuesta de mejora como son: El VSM, El Sistema SMED, control visual, Filosofía 5s, El Análisis Modal de Fallos y Efectos (AMFE) y Principios Ergonómicos. Mediante el diagnóstico del caso en estudio se identificó tiempos improductivos generados por la espera de inventario y de movimientos innecesarios. Por otro lado, se determinó puntos de mejora para el orden y limpieza de áreas y equipos de trabajo, con el objetivo de incrementar la productividad. Adicionalmente, se realiza un análisis del impacto económico de la propuesta, mediante la identificación de costos, ahorros e incremento de la productividad; dando como resultado un TIR de 49.57%, lo cual indica la viabilidad del proyecto. / Tesis

Ingeniera Civil Industrial / El presente trabajo tiene como objetivo diseñar una metodología que permita entregar una evaluación técnica y económica para la introducción de robótica en la industria Metalmecánica. El contar con esta metodología es importante para Indura S.A., quien integrará en su gama de productos la venta de robots soldadores, buscando cumplir con el modelo de negocios DELTA centrando los esfuerzos de marketing en satisfacer a sus clientes en las nuevas tecnologías entregadas al mercado. La metodología escogida para enfrentar el problema es realizar un análisis de introducción de robots soldadores en un cliente Indura, específicamente Bosca S.A., quien produce estufas a leña las cuales para ser armadas deben ser soldadas. Este análisis consistirá en realizar un estudio de su sistema productivo actual a través de la herramienta de Simulación Arena, de forma de buscar una solución más eficiente y que permita integrar el robot más eficientemente. Luego, buscar el layout para la solución robotizada, de acuerdo a las capacidades de espacio físico de Bosca. Finalmente realizar un estudio económico de esta solución y a partir de esto definir la metodología necesaria para el estudio. Como primera instancia para el estudio se caracterizó el sistema productivo actual de Bosca el cual consta de 1 línea de 11 puestos de trabajo, la cual trabaja secuencialmente desde el puesto 1 al 11. Luego se generó el modelo de simulación, y a partir de este se evaluaron distintos escenarios para el sistema productivo, encontrando los puntos críticos del proceso, llegando a la conclusión que la forma más eficiente de trabajar era dividir la línea en 4 líneas independientes de 3 puestos de trabajo cada una, logrando así un aumento de un 37,93% en la capacidad productiva. A partir de este proceso más eficiente, se definió la solución robotizada, donde la celda robótica sería el puesto 2 de cada línea de trabajo. Así gracias a la disminución de tiempos muertos del robot y a la mayor eficiencia de la solución se logró un aumento en el nivel productivo con respecto a la situación actual de un 44,73%. El coto mensual para Bosca de un soldador es de Ch$858.208 y el de un Robot es de Ch$725.312, de acuerdo a una amortización a 10 años. El costo de la inversión para la Solución Robótica propuesta es de US$633.000, de acuerdo a la evaluación económica realizada, sólo tomando en cuenta la variación en el costo de mano de obra por estufa, se concluye que la inversión es recuperada en un periodo de 5 años. El ingreso extra gracias a la disminución de los costos en mano de obra, es de US$849.500. Se concluye que para el caso de Bosca, la inversión de robotización de sus procesos se justifica económicamente, ya que el introducir este sistema logra minimizar el costo de mano de obra por unidad producida. Además se concluye que para un caso general en estudio es importante como primera paso determinar el factor de operación y el costo de mano de obra del caso en estudio, de forma de obtener el costo por metro lineal de soldadura, y detectar si es viable o no la introducción de robótica en ese caso. Si esta es viable entonces se seguirá con el estudio y se realizará la propuesta al cliente.

Memoria para optar al título de Diseñador Industrial / Este proyecto, enmarcado como una investigación aplicada mediante el uso de prototipos y experimentación, consiste en el desarrollo de un proceso productivo que reduce los costos y tiempos asociados a la fabricación de objetos en materiales compuestos, en contextos donde haya un volumen de producción bajo al nivel de serie corta o incluso fabricación unitaria. Para lograr el objetivo se tomaron las características de las tecnologías CAD/CAM y se vincularon con la conformación de volúmenes en materiales compuestos, un rubro donde predominan los procesos manuales. Esta investigación está enmarcada bajo el Proyecto Protean, instancia que sirvió para probar el proceso desarrollado fabricando el carenado del vehículo híbrido Protean Ackiu, validándolo en la Carrera Solar Atacama 2016.

En la presente tesis se han descrito las actividades a considerar para el diseño, desarrollo e implementación de un Sistema de Calidad en una empresa manufacturera, en la que se han considerado tanto aspectos teóricos recibidos como parte de la formación académica, como también criterios técnicos obtenidos como parte de la experiencia en la organización en la que se realizó el estudio y que han permitido desarrollar mi formación profesional. Se han definido los principales conceptos relacionados a la calidad, aspectos organizacionales y terminologías empleados en los procesos evaluados. Con la finalidad de determinar la situación de la empresa antes de la implementación del sistema de calidad se presenta un diagnóstico de la situación inicial de la empresa en la que se han identificado los problemas existentes y se ha determinado la brecha con la situación que se desea alcanzar. La implementación del Sistema de Calidad cuenta con una serie de etapas que se han desarrollado a través de una metodología basados en algunos modelos de Gestión de Calidad, Sistemas de Calidad propios de empresas y de las normas de los productos que se han considerado en el presente estudio, todo esto adaptado a las exigencias de la industria nacional. El modelo también considerará las actividades operativas que se deben llevar a cabo para garantizar que los productos cumplan con las especificaciones requeridas. Para evaluar el funcionamiento del Sistema de Calidad se han definido una serie de indicadores que van a permitir monitorear el comportamiento de los procesos y productos, de manera que se pueda comparar los resultados obtenidos con los objetivos establecidos y efectuar los ajustes o correcciones que sean necesarios. Como resultado del presente estudio se ha podido demostrar que se puede implementar exitosamente un sistema de calidad si se logra el compromiso de la Alta Dirección, se cuenta con el personal adecuado y comprometido en las actividades planificadas para el desarrollo del sistema, así como si se dispone de los recursos necesarios, tanto económicos como tecnológicos, los cuales son importantes para cumplir los objetivos propuestos. Los procesos deben ser monitoreados y evaluados permanentemente con lo cual también pueden ser mejorados continuamente, como parte de ese análisis se ha propuesto una serie de recomendaciones que permitirán optimizar los procesos existentes. / Tesis

El presente trabajo tiene como principal objetivo eliminar o reducir las actividades que no añaden valor al producto; y que, en caso contrario, generan retrasos durante la ejecución de las operaciones. Esto se busca conseguir a partir de la implementación de las 5 s. Mantenimiento Autónomo, chequeos de autocontrol y redistribución de planta. Así garantizar la sostenibilidad de la empresa dentro de un mercado exigente; así mismo, las propuestas de mejora a implementar, aseguran crear una cultura de autonomía sobre los procesos y mayor compromiso del personal. El alcance de las propuestas de mejora se enfocará, como prueba piloto, en la fabricación de uno de los productos más representativos de la empresa. No obstante, los beneficios inpactarán en toda la planta y en el resto de los productos a fabricar, ya que existe mucha simi itud en la secuencia de operaciones entre un producto y otro. Así mismo, se destinará el plazo de un aro, para la inplementación de las herramientas de Lean Manufacturing y la propuesta de distribución de planta. Lo primero que se realizará es el análisis de la situación actual de la empresa, el cual partirá de un VSM actual, seguido por diagrama causa-efecto a nivel macro y lo siguiente será enfocarse en aquellas causas seleccionadas como las más críticas. A continuación, se elaborará un diagrama de red con el que se identificarán las actividades críticas que en la actualidad surgen y deben ser eliminadas o corregidas. Así mismo, se emplea la teoría de estudio de métodos para poder diagramar las operaciones de dichas actividades. Rnalmente, identificado las principales pérdidas del proceso, se procede a identificar las oportunidades de mejora en la que se emplearán las herramientas seleccionadas. Como consecuencia de las mejoras implementadas, se espera obtener un 80% de OEE, 90% de Rendimiento, 100% de calidad y 91 % de Disponibilidad; así mismo, reducir a 2 y cero horas perdidas por máquina inoperativa y accidentes respectiVamente. Todo esto acompañado de un TIR > COK y un indicador Beneficio/Costo mayor a 1. / Tesis