254863911-ejercicios-ingenieria-de-metodos.docx l42i

1. En la siguiente línea de producción, calcular la producción en una hora, un día, una semana y un año. MP

PT E1 3’

E2 2’

E4 6’

E3 5’

Producción =

E5 4’

tiempo base ciclo

1 hora

1 día (1 jornada)

1 semana (6 días)

1 año (325 días)

Tb=60 minutos

Tb= 480 minutos

Tb=2880 minutos

Tb=15600 minutos

C=6 minutos P=

60 min/hora 6 min/unidad

10 unidades/ hora

P=

480 min/día 6 min/unidad

80 unidades/ día

P=

2880 min/sem 6 min/unidad

480 unidades/semana

P=

15600 min/año 6 min/unidad

26000 unidades/año

2. En la siguiente línea de producción, calcular la producción en una semana y un semestre. Tb en Horas. MP

PT E1 3h

E2 4h

E3 8h

1 semana (6 días-8h jornada) Tb=48 horas

E4 6h

E5 4h

1 semestre (6 meses-25 días por mes) Tb= 1200 horas C=8 horas

48 horas/semana 8 horas/unidad 6 unidades/ semana

P=

1200 horas/semestre 8 horas/unidad 150 unidades/ semestre

P=

3. En una empresa siderúrgica, con una planilla de 100 obreros y un jornal de S/30, se producen diariamente 1200 toneladas de acero. Calcular la productividad respecto al costo de la mano de obra. Productividad = Productividad =

Producción obtenida Cantidad recurso usado

1200 toneladas/día = 0.4 tonelada/sol (100 obreros ∗ 30 soles/ obrero. día)

Interpretación: Por cada sol invertido se produce 0.4 tonelada de acero.

4. Una empresa de productos lácteos, produce 80 kg diarios de manjar blanco. Para el proceso se requieren 5 litros de leche por cada kg de manjar blanco producido. Se estima que durante el proceso, se usa efectivamente 4 litros por cada kg de producto. El litro de leche se compra a S/.1,20 y el kg de manjar blanco se vende a S/.10,00. Hallar dos indicadores de productividad, si la empresa tiene una planilla de cinco operarios con un salario de S/20/día por operario y se trabaja de lunes a sábado, 26 días al mes. * PRODUCTIVIDAD: RESPECTO A LA M.P. LECHE Productividad =

80 kg/día = 0.20 kg/L. día (5 L/kg ∗ 80 kg)

Interpretación: Por cada Litro de leche se producen 0.20 kg de manjar blanco por día. * PRODUCTIVIDAD: RESPECTO A LA MANO DE OBRA (1 año) Productividad =

80 kg/día x 26 días /mes x 12 meses/años = 4992 kg/operario . año 5 operarios

Interpretación: Un operario produce 4992 kg de manjar blanco al año. * Determinar la Eficiencia Física mensual Ef. fisica = Ef. fisica =

Salida útil de MP Entrada de MP

(80 kg/día ∗ 26 días/mes) ∗ 4L = 0.80 (80 kg/día ∗ 26 días/mes) ∗ 5L

Interpretación: El 80% de MP se usa efectivamente y el 20% se pierde durante el proceso. * Determinar la Eficiencia Económica mensual Ef. económica =

Ventas (ingresos) Costos (inversiones)

- Ingresos: (80 kg/día ∗ 26 días/mes) ∗ S./10 /kg = S./ 20800 - Costos: MP: 5 L/kg ∗ 2080 Kg ∗ s/.1.20/L = S/.12480 MO: S/.20/día ∗ 5 op ∗ 26 días/mes = S/. 2600 Costo Total= S/. 15080 Ef. económica =

S/. 20800 = 1.379 S/. 15080

Interpretación: por cada sol de inversión se obtiene un beneficio de 0.379 soles. 5. Una empresa productora de cajas de madera para manzanas de exportación desea analizar su productividad utilizando múltiples factores, empleando como factor común el costo monetario. Tiene un total de 300horas de trabajo por día y paga 10$/hora. Utiliza 100 troncos por día a un costo de $10/tronco y además gasta $350 en costos de capital y $150 en energía. Determinar la Productividad actual, si su producción diaria es de 240 cajas.

- Factores: Solo costos de fabricación MP: 100 troncos/día * $ 10 /tronco= $ 1000 MO: 300 horas/día * $ 10 / hora= $ 3000 Capital (Depreciación): $350 Energía: $150 Costo total: $ 4500 Productividad FM =

240 cajas/día = 0.0533 cajas/ $ $ 4500 /día

Interpretación: Por cada dólar invertido se produce 0.0533 caja 6. La empresa productora de cajas de madera para manzanas desea realizar sus compras a través de una empresa logística, lo que le permitirá incrementar su producción a 260 cajas/día. Determinar la productividad actual y su incremento de la Productividad, si las horas totales aumentan a 308 diarias y los demás factores permanecen igual. Antes: PFM1 = 0.0533 cajas/ $ Ahora: PFM2 = 0.0567 cajas/ $ El incremento de productividad: ∆ Productividad =

PFM2 − PFM1 = 0.0637 PFM1

Hubo in incremento del 6.37 % 7. Una empresa que fabrica tornillos produce 10000 unidades con un peso total de 95kg, para lo cual emplea 100kg de Fe en varillas. Calcular la eficiencia física. Ef. fisica =

95 kg de tornillos = 0.95 100 kg de Fe

Interpretación: Indica que solo el 95% de MP se utiliza efectivamente, y que el restante 5% se pierde durante el proceso. 8. En una empresa de calzado , se utiliza 0.35m² de piel que se compra en S/58,00, los otros materiales tienen un costo total de S/. 3500 y el costo del proceso es de S/. 3000. Si cada par de zapatos se vende a S/.55,00, hallar la eficiencia económica. Producción: 5oo pares. Ingresos: 500 pares * S/.55, 00 / par = S/. 27500 Costos: MP (piel): 500 pares * 0.35m² * S/58,00 /m²= S/. 10150 Proceso: S/. 3000 Otros materiales: S/. 3500

Costo total: S/.16650 Ef. económica =

S/. 27500 = 1.652 S/.16650

Interpretación: Nos indica que por cada sol de inversión se obtiene un beneficio de 0,652 soles. 9. En la empresa de tornillos anterior, si el kg de varilla se compra en S/.10 y el kg de tornillos se vende en S/. 15, hallar la eficiencia económica. Ingresos: 95kg de tornillos * S/.15/kg = S/. 1425 Costos. 100kg de varilla * S/.10/kg = S/. 1000

Ef. económica =

S/. 1425 = 1.425 S/.1000

Interpretación: Nos indica que por cada sol de inversión se obtiene un beneficio de 0.425 soles. 10. Una fábrica, para producir hilo de nylon, utiliza como materia prima, lactona basit en escamas, la que tiene un costo de S/12500 por tonelada. La producción, que incluye, adicionar ácido, colorante y un proceso a través, de diversas máquinas tiene un costo por tonelada de S/.17500 (Este costo incluye mano de obra, depreciación y otros gastos). Si se produce 990 Kg de hilo y el precio de venta es de S/.45000 / TN. Calcular la eficiencia física y económica de esta producción. * Eficiencia física: Ef. fisica =

990 kg de hilo = 0.99 1 TN ≈ 1000 kg de MP

Interpretación: EL 99% del material se usa eficientemente y el 1% se pierde en el proceso. * Eficiencia económica: Ingresos: 990 kg de hilo * S/.45 / kg= S/. 44550 Costos: MP: S/12.5 /kg * 990 kg de hilo= S/. 12375 Proceso: S/17.5 /kg * 990 kg de hilo= S/. 17325 Total: S/. 29700 Ef. económica =

S/. 44550 = 1.5 S/. 29700

Interpretación: Nos indica que por cada sol de inversión se obtiene un beneficio de 0,5 soles.

11. Una empresa produce 20000 juguetes mensuales, para lo cual requiere 16 TN de materia prima, que tiene un precio de $20./kg Adicionalmente los costos del proceso son de $120000 y los juguetes se venden a $40 cada uno. Cada juguete terminado pesa 0.77Kg. Calcular la eficiencia física y económica. 1 tonelada =1000 kilogramos * Eficiencia física: 20 000 juguetes ∗ 0.77 kg/juguete = 0.9625 16000 kg

Ef. fisica =

Interpretación: EL 96.25% del material se usa eficientemente y el 3.75% se pierde en el proceso. * Eficiencia económica: Ingresos: 20 000 juguetes * $40 /juguete = $ 800 000 Costos: MP: 16000 kg * $20 /kg = $ 320 000 Proceso: $ 120 000 Total: $ 440 000 Ef. económica =

$ 800 000 = 1.82 $ 440 000

Interpretación: Nos indica que por cada sol de inversión se obtiene un beneficio de 0,82 soles. 12. Una fábrica produce 7000 uniformes con un costo total de S/. 35000. Para la confección de cada uniforme, se necesita 2.80m de tela Dracón. En el almacén de materia prima, se entregó 21000m de dicha tela y los uniformes se vendieron en total S/.63000. Determínese la eficiencia física y económica en dicha producción. * Eficiencia física: Ef. fisica =

7000 uniformes ∗ 2.80 m/uniforme = 0.93 21000 m

Interpretación: EL 93% del material se usa eficientemente y el 7% se pierde en el proceso. * Eficiencia económica: Ingresos: S/.63000 Costo Total: S/. 35000 Ef. económica =

S/.63000 = 1.8 S/. 35000

Interpretación: Nos indica que por cada sol de inversión se obtiene un beneficio de 0,8 soles.

13. Un trabajador se expone a 95 dBA durante 3 horas y a 90 dBA durante 5 horas ¿Determine la dosis combinada?, ¿Está permitida? Fórmula de la dosis de ruido combinada 𝐷 = 100 ∗ (𝐶1/𝑇1 + 𝐶2/𝑇2 … … .∗ + 𝐶𝑛 / 𝑇𝑛) Donde: D: dosis de sonido C: tiempo de exposición a niveles específicos de ruido en horas T: Tiempo permitido a un nivel especifico de ruido en horas en la tabla OSHA 𝐷 = 100 ∗ (3/4 + 5/8) = 137.5 Interpretación: Como la dosis de ruido supera el 100% entonces se deben implementar mejoras. 14-15. Un trabajador está expuesto una hora a 80 dBA, cuatro horas a 90 dBA, y tres horas a 96 dBA, Al trabajador se le permiten 32 horas para la primera exposición, 8 horas para la segunda y 𝑇1 =

8 2(96−90)/5

= 3.48

Horas para la tercera. Calcule la dosis total de ruido, interprete. * Para 96 dB se calculó el tiempo permitido de exposición ya que este valor no se encuentra en la tabla. 𝑇=

8 2(𝐿−90)/5

Donde L= nivel de ruido (dBA)

* Calculando la dosis total de ruido, teniendo en cuenta que T1 y T2 son dados por el ejercicio y no por las tablas: 𝐷 = 100 ∗ (1/32 + 4/8 + 3/3.48) = 139.3 Interpretación: Como la dosis de ruido supera el 100% entonces se deben implementar mejoras. * Promedio ponderado en tiempo de 8 horas, 16.61 es un valor específico solo para 8 horas. 𝑃𝑃𝑇 = 16 .61 ∗ 𝑙𝑜𝑔10 (𝐷/100) + 90 𝑃𝑃𝑇 = 16 .61 ∗ 𝑙𝑜𝑔10 (206.25/100) + 90 = 92.39 dB Interpretación: Como el PPT supera a los 90 dB que es el máximo permitido para 8 horas de trabajo continuo, el ruido debe reducirse o se le debe dar un periodo de descanso al trabajador. 16. En el área de Informática laboran 5 personas en una área cuyas dimensiones son de 10x6 m y las luminarias se encuentran a 2m de altura con respecto a los escritorios, determinar el número de zonas para realizar las mediciones de iluminación.

𝐼𝐶 =

𝑥∗𝑦 10 ∗ 6 = = 1.875 [𝐻(𝑥 + 𝑦)] 2 ∗ (10 + 6)

Interpretación: Como el índice del área es mayor a 1 entonces según la tabla el número mínimo de zonas para realizar las mediciones de iluminación es de 9. 17. Se realiza un relevamiento del nivel de iluminación, en un establecimiento dedicado a la fabricación de sillas y mesas de madera (carpintería), como primer paso tomamos un plano existente o confeccionamos un plano o croquis del establecimiento, lo divididos en zonas a las que llamaremos “punto de muestreo”, individualizándolas con un número correlativo.

Punto de muestreo 1: Producción, aquí se encuentran distintas máquinas como, sierras, tupi, garlopa, lijadora de banda entre otras. Las dimensiones del punto de muestreo son las siguientes: Largo 10 metros, Ancho 40 metros, Altura de montaje de las luminarias 4 metros medidos desde el piso. * Calculamos el número mínimo de puntos de medición a partir del valor del índice de local aplicable al interior analizado

𝐼𝐶 =

10 ∗ 40 =2 4 ∗ (10 + 40)

Interpretación: Como el índice del área es 2 entonces según la tabla el número mínimo de zonas para realizar las mediciones de iluminación es de 16. * Croquis aproximado del local donde, con la cuadrícula de puntos de medición que cubre toda la zona analizada, los valores en cada cuadro son obtenidos por medición (lux), en este caso se toman a manera de ejemplo para luego calcular la iluminancia media y comprobar si se cumple con la iluminación requerida de acuerdo a la actividad que se realiza.

18. Considere que trabajadores mayores de 55 años realizan un importante ensamble de dificultad media, en una estación de trabajo de metal opaco con reluctancia (reflectancia) de 35%, velocidad y exactitud de la tarea se consideran un factor importante, determine las ponderaciones adecuadas y determine la iluminación requerida. * Según el tipo de actividad la categoría es E (Tabla 6.2-Niebel, Pág. 187) * Según la tabla 6.3 (Niebel, Pág. 187), la ponderación sería: Edad=+1; Reflectancia=0; Velocidad=0, que nos da un ponderado de +1 que según la tabla 6.2 y la actividad E le corresponde el valor medio de 75 fc como iluminación requerida.

19. En las mediciones ambientales realizadas en la tarea de armado de andamios, en exteriores, trabajo ligero, se encontrados los siguientes datos: Tg= 32°C, Th= 28°C y Ts= 30°C. Determinar el nivel de estrés térmico. * Como el ambiente donde se realiza el trabajo es al aire libre se necesita considerar la carga solar. 𝑇𝐺𝐵𝐻 = 0 .7 𝑇ℎ + 0 .2 𝑇𝑔 + 0 .1 𝑇𝑠 𝑇𝐺𝐵𝐻 = 0 .7 ∗ 28 + 0 .2 ∗ 32 + 0 .1 ∗ 30 = 29 °C De donde:

TGBH = Temperatura de globo y bulbo húmedo según la ecuación en °C Th = Temperatura natural de termómetro de bulbo húmedo en °C Tg = Temperatura del termómetro de globo en °C, algunos autores la denotan como T Ts = Temperatura del bulbo seco °C

Interpretación: Según la tabla considerando el tipo de trabajo como liviano se puede comprobar que ni si quiera llega al valor mínimo inicial de 30 °C por lo que el trabajador no está sometido a carga térmica y puede realizar su trabajo de forma continua.

20. Se han realizado mediciones en cosechas del espárrago, se labora continuamente durante 8 horas, trabajo moderado, si los datos encontrados son: Temperatura del termómetro de globo en 39°C, temperatura natural de termómetro de bulbo húmedo 26°C y la temperatura del bulbo seco es de 38°C. Determinar si supera los límites. * Como el ambiente donde se realiza el trabajo es al aire libre se necesita considerar la carga solar. 𝑇𝐺𝐵𝐻 = 0 .7 𝑇ℎ + 0 .2 𝑇𝑔 + 0 .1 𝑇𝑠 𝑇𝐺𝐵𝐻 = 0 .7 ∗ 26 + 0 .2 ∗ 39 + 0 .1 ∗ 38 = 29,8 °C

Interpretación: Según la tabla con el tipo de trabajo como moderado solo se puede trabajar continuamente con una temperatura máxima de 26,7 °C y según el TGBH este valor excede al permitido por lo que se debe de trabajar el 25% y descansar el 75% por cada hora de trabajo.

21. Considere un trabajador no climatizado que estiba piezas en estantes a 400 kcal/h (465 W) con una carga térmica de WBGT = 77 °F (25 °C).

* Según el gráfico dicho individuo podrá trabajar 45 minutos y después necesitará descansar. A estas alturas, el trabajador debe descansar al menos 15 minutos en el mismo ambiente, o un periodo más corto, en un ambiente menos estresante. (Niebel, pág. 201); Este resultado difiere si hacemos uso de la tabla, según este el trabajador puede realizar su labor de manera continua. 22. En una operación el costo de mano de obra es 5 soles/hora, y el tiempo de operación para colocar una tornillo es 30 segundos, se desea realizar un estudio para diseñar una herramienta neumática para ejecutar la operación, por experiencia anteriores se estima el costo de capital en desarrollo será de $ 25 y el tiempo de operación se reducirá a 5 segundos, los costos de mano de obra permanecerán iguales, la vida útil de la herramienta se estima en 500 días (dos ano) y 100 usos al día, el consumo de la herramienta se estima en 0.7 m3/ minuto, y el costo de aire comprimido para la planta es de 17 centavos/ m3. * Escenario 1: Con herramienta manual básica 𝐶𝑇 = 𝐶𝑂 + 𝐶𝐶 + 𝐶𝐸𝑀 Donde: CT: costo/ operación (centavos/operación) CO: costo operación MO/ operación (centavos/operación) (Salario de un operador en 1 hora) CC: costo capital / operación (Capital invertido para desarrollar una herramienta nueva) CEM= Costo de energía / operación (centavos/operación)

Luego: CC = 0 no existe para una herramienta básica CEM= 0 no existe el costo de consumo de energía CO = 5 $/hora * 1hora/3600 seg. * 100 cent. /1$= 0.14 cent. /seg CO = 0.14 cent. / seg. * 30 seg/ oper.= 4,2 cent. /oper. CT= 4.2 cent. / operación + 0 = 4.2 cent./oper. * Escenario 2 CC= 25 $ * 100 cent. /$ /5000 operación en la vida útil CC= 0.5 cent. / operación CO=5 $/hora * 1hora/3600 seg. * 100 cent. /1$= 0.14 cent. /seg CO = 0.14 cent. /seg. * 5seg/oper. = 0.7 cent. /oper. CEM= 0.7 m3/minuto * 1.7 centavos/m3 * 1 mint./60seg * 5seg./oper=0.099 cent./operación CT= 0.5 cent. /oper. + 0.7 cent. /oper. + 0.099 cent/oper= 1.30 cent/oper. La herramienta especial ahorrara Ahorro = 4,2 cent. /oper. – 1.30 cent/oper. Ahorro = 2,90 cent / operación 23. El estudio de tiempos de una tarea presento los siguientes resultados: El tiempo normal es de 6 minutos y el factor de suplemento por necesidades personales de 4%. Se desea calcular el tiempo estándar. 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ∗ (1 + 𝐹𝑆) 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 = 6 ∗ (1 + 0.04) = 6.24′ 24. El estudio de tiempos de una operación de trabajo dio un tiempo de ciclo promedio observado de 4 minutos. El analista calificó al trabajador observado en 85%. Eso significa que al realizar el estudio el desempeño del trabajador fue 85% de lo normal. La empresa usa un factor de suplemento de 13%. Se desea calcular el tiempo estándar. 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑇𝐶𝑂𝑃 ∗ 𝐹𝐶𝐷𝐷 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 4 ∗ 0.85 = 3,4′ 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 = 3,4 ∗ (1 + 0.13) = 3,84′

25.