INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN REPORTE TÉCNICO PROGRAMA DE PRODUCCIÓN PARA BIELAS “L9” DE LA EMPRESA MAQUINADOS ALCÁNTARA SA DE CV COSTOS Y ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO TRABAJO DE SEMINARIO QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE ÍNGENIERO MECÁNICO P R E S E N T A N: BARRERA ESCOBEDO EVELYN TERESA BASTIDA SALDAÑA JOSE RAYMUNDO FLORES MENDEZ OMAR MÉXICO DF, ENERO 2007
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I N S T IT U T O P OL I T É C NI CO N A C I ON A L
E S C U E L A S U P E R I O R D E I N G E N I E R Í A
M E C Á N I C A Y E L É C T R I C A
U N I D A D C U L H U A C A N
R E P O R T E T É C N I C O
PROGRAMA DE PRODUCCIÓN PARA BIELAS “L9” DE LA EMPRESA
MAQUINADOS ALCÁNTARA SA DE CV
COSTOS Y ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO
T R A B A J O D E S E M I N A R I O QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE Í N G E N I E R O M E C Á N I C O
P R E S E N T A N:
BARRERA ESCOBEDO EVELYN TERESA
BASTIDA SALDAÑA JOSE RAYMUNDO
FLORES MENDEZ OMAR
MÉXICO DF, ENERO 2007
I N S T IT U T O P OL I T É C NI CO N A C I ON A L
E S C U E L A S U P E R I O R D E I N G E N I E R Í A M E C Á N I C A Y E L É C T R I C A
U N I D A D P R O F E S I O N A L C U L H U A C A N
T R A B A J O T E R M I N A L
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO: INGENIERO MECÁNICO
PARA LA OPCIÒN DE TITULACIÓN: SEMINARIO
DENOMINADO COSTOS Y ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO.
NÚMERO DE VIGENCIA D.E.P. FNS: 2999 7 / 27 / 2006
DEBERÁN DESARROLLAR LOS CIUDADANOS:
BARRERA ESCOBEDO EVELYN TERESA
BASTIDA SALDAÑA JOSÉ RAYMUNDO
FLORES MÉNDEZ OMAR
PROGRAMA DE PRODUCCIÓN PARA BIELAS “L9” DE LA EMPRESA MAQUINADOS ALCÁNTARA SA DE CV
CAPÍTULO I GENERALIDADES CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA CAPÍTULO III COSTOS CAPÍTULO VI APLICACIÓN DEL SOFTWARE PROJECT
MÉXICO D.F. ENERO DE 2007 ASESORES
M. EN C. MARCO A. FLORES ROMERO ING. CARLOS G. GARCÍA SPINOLA
PORQUE EL QUE PERCEVERA ALCANZA…
Gracias Mamá
AYÚDATE QUE DIOS TE AYUDARÁ…
Gracias Andreux
PERSIGUE TUS SUEÑOS Y LOS ALCANZARÁS…
Y nunca lo olvides Gaby
¿POR QUÉ EL DINOSAURIO NO TIENE MIEDO?
Gracias José
Evelyn Teresa Barrera Escobedo
A “DIOS” porque siempre estuve en tus manos y nunca me dejaste caer. A mis “PADRES” por el respaldo incondicional además de ser mi ancla
cuando estuve a la deriva así como aguantar y confiar cuando ya nadie lo hacia.
Y a todas aquellas personas que caminaron conmigo en este viaje así
como a mis compañeros que llegaron y los que se quedaron en el camino. Este texto es un pequeño tributo a toda la gama de conocimientos que se
me fue entrada por el “INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL”, esperando que sirva de aporte para futuras generaciones.
Agradeciendo también a la “ESCUELA SUPERIOR DE
INGENIERIA MECANICA” Y ELECTRICA, por abrirme sus puertas y culminar la formación que se me dio en casa.
Sin olvidar a MAQUINADOS ALCANTARA S.A. de C.V. en especial
a su dueño “GUSTAVO ALCANTARA RULL” que además de ser excelente amigo fungió como maestro en el arte de la manufactura de bielas, gracias por el apoyo durante el desarrollo de este proyecto, intentamos que este proyecto fuese un manual para el proceso que llevas a cabo y “MIENTRAS EL BABIT SIGA LLORANDO SEGUIREMOS HACIENDO BIELAS”. No se nos olvida.
Por ultimo me queda agradecer a mi equipo de trabajo que sin ellos
hubiese sido imposible la realización de este texto. Realmente son las mejores personas con las que pude terminar caminando este sendero llamado educación.
JOSE RAYMUNDO BASTIDA SALDAÑA
TODOS MIS AGRADECIMIENTOS A LAS PERSONAS QUE ME DIERON SU APOYO TODO ESTE TIEMPO A MIS PADRES CELSA CLARA GARCIA GOMEZ Y JOSE ANTONIO SALAZAR PEREZ, A MIS HERMANAS MONICA, DIANA, JIMENA Y CONCEPCION ASI COMO A MI CUÑADO ENRIQUE Y MI TIA SOCORRO ASI COMO A MIS AMIGOS JOSE RAYMUNDO, EVELIN TERESA, ARTURO ANDRES, MARCO, JORGE, VIOLETA HECTOR, EMANUEL, MARIO, SANDRO Y LUIS, ASI COMO A TODAS AQUELLAS PERSONAS QUE EN ALGUN MOMENTO ME DIERON SU APOYO.
PERO SOBRE TODO MUCHAS GRACIAS A DOS PERSONAS EN ESPECIAL QUE ME HAN DADO SU APOYO Y CONFIANZA A LO LARGO DE MI VIDA A MI ABUELA MARIA FELICITAS GOMEZ HERNANDEZ (Q.E.P.D) Y A MI MADRE CELSA CLARA GARCIA GOMEZ.
ATTE: FLORES MENDEZ OMAR
ÍNDICE CAPÍTULO I GENERALIDADES 1 1.1 DEFINICIONES 2 1.2 GENERALIDADES DE LA MAQUINARIA UTILIZADA EN EL PROCESO
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CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA 7 2.1 RUTA CRÍTICA 8 2.2 MÉTODO DEL CAMINO CRITICO 8 2.2.1 DEFINICIÓN DE PROYECTO 9 2.2.2 LISTA DE ACTIVIDADES DEL PROYECTO 10 2.2.3 MATRIZ DE SECUENCIAS 10 2.2.4 MATRIZ DE TIEMPOS 10 2.2.5 RED DE ACTIVIDADES 11 2.3 PROYECTO 12 2.4 PROCESO ACTUAL 12 2.5 PROCESO PROPUESTO 14 CAPITULO III COSTOS 19 3.1 CARGO DIRECTO POR MANO DE OBRA 20 3.2 CARGO DIRECTO POR MATERIALES 21 3.3 CARGO DIRECTO POR MAQUINARIA 22 3.4 CARGOS INDIRECTOS 24 3.5 CARGOS POR DEPRECIACIÓN 25 3.6 CARGOS POR SALARIOS PARA LA OPERACIÓN 26 3.7 CARGOS POR UTILIDAD 27 3.8 RESUMEN DE COSTOS 28 3.9 RESUMEN DE COSTOS DEL PROCESO ACTUAL 28 CAPITULO IV APLICACIÓN DEL SOFTWARE PROYECT 30 CONCLUSIONES
OBJETIVO
Optimizar el proceso de fabricación de bielas modelo “L9” en la empresa
MAQUINADOS ALCÁNTARA SA de CV para cumplir con los tiempos de
entrega sin elevar costos.
INTRODUCCIÓN.
MAQUINADOS ALCÁNTARA SA de CV es una empresa mexicana dedicada a
la manufactura de termosifones y maquinado de bielas. Su principal cliente es la
empresa SICSA quien tiene la concesión para la fabricación de bielas modelo L9
por parte de una empresa estadounidense; los pedidos a MAQUINADOS
ALCÁNTARA SA de CV son generalmente de nueve bielas.
El embarque total consta de tubería y accesorios, aunado a bielas y cabezas de
pistón, que con excepción de las bielas solicitadas a MAQUINADOS
ALCÁNTARA SA de CV, son de manufactura en SICSA. La producción de
ambas empresas deberá salir en el mismo embarque a Estados Unidos siendo la
primer limitante para el presente trabajo, como se explicará a continuación.
Por lo general, MAQUINADOS ALCÁNTARA SA de CV se atrasa de uno a tres
días de la fecha establecida para la salida del embarque, teniendo que pagar las
respectivas sanciones. Por lo que en el presente trabajo se pretende generar una
alternativa de programación del proceso, aplicando la ruta crítica y el software de
Es una pieza que trabaja a compresión, transforma un movimiento rectilíneo en circular en
las máquinas de vapor, motores de combustión, bombas, etc. Consiste en una barra rígida
diseñada para establecer uniones articuladas en sus extremos. Permite la unión de dos
operadores transformando el movimiento rotativo de uno (manivela, excéntrica, cigüeñal)
en el lineal alternativo del otro (émbolo), o viceversa.
Las bielas del tipo “L9”, forman parte de las bombas de potencia modelo W-298-1 también
llamadas de tipo reciprocante.
FIG. 1.1 Esquema de una biela modelo “L9”.
Se distinguen tres partes principales: cabeza, pie y cuerpo.
CONTRA PESO DEL PIE
PIE
CUERPO (CAÑA) TORNILLO
CABEZA
CONTRA PESO DE LA CABEZA TUERCA
CAPÍTULO I GENERALIDADES
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La cabeza de biela es el extremo que realiza el movimiento rotativo. Está unida
mediante una articulación a un operador excéntrico (excéntrica, manivela, cigüeñal,
etc.) dotado de movimiento giratorio. Para evitar el desgaste de dicha articulación se
funde un cojinete de estaño.
El pie de biela es el extremo que realiza el movimiento alternativo. El hecho de que
suela estar unida a otros elementos (normalmente un émbolo) hace que también
necesite de un sistema de unión articulado. En esta parte se coloca un buje de
bronce para evitar desgaste en el sistema articulado.
El cuerpo de biela es la parte que une la cabeza con el pie. Está sometida a
esfuerzos de tracción y compresión y su forma depende de las características de la
máquina a la que pertenezca.
Las bielas se fabrican de acero forjado con dimensiones y forma de acuerdo a su
funcionamiento.
Como protección a los derechos de diseño y debido a que no son necesarios para el estudio
se omiten las dimensiones exactas de la biela en el presente trabajo.
1.2 GENERALIDADES DE LA MAQUINARIA UTILIZADA EN EL PROCESO.
FRESADORA CNC (Control Numérico Computalizado)
También conocida como centro de maquinado, se pueden hacer operaciones de
fresado, mandrilado, taladrado, rimado, taladrado y machuelado. Esta máquina
tiene la virtud de poder mover el chuck a cualquier ángulo en cualquiera de los
tres ejes.
Su cambiador automático de herramientas de diámetros esféricos exterior e
interior es de hasta 1219,2 mm (48 pulgadas) de diámetro exterior.
CAPÍTULO I GENERALIDADES
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En esta máquina se rectifican las dimensiones del
cojinete que se coloca en la cabeza de la biela y
las piezas de fundición y, se maquina en la pieza
de fundición: el barreno para el buje y se carea la
zona donde se hace el barreno para el machuelado
de la cuerda donde entran los tornillos.
Datos de placa:
60Hz, 38 W, 5 A
Marca: CCB
FIG. 1.2 Fresadora CNC.(Foto proporcionada por Maquinados Alcántara SA de CV)
RECTIFICADORA DE INTERIORES
Esta máquina esta diseñada para ajustar el diámetro interior de una pieza, la pieza
permanece estacionaria y se le da al árbol rotatorio un movimiento excéntrico de
acuerdo al diámetro del agujero por rectificar. Rectifica un diámetro máximo de
10 pulgadas y soporta un peso de hasta 100 libras.
Los bujes maquinados para las bielas L9 son de aproximadamente 8 pulgadas de
diámetro exterior y 6 pulgadas de largo, con un peso aproximado de 1 lb. Se
maquinan del diámetro interior y exterior ya que la altura ya viene de fabrica.
Datos de placa:
50/60 Hz, 220V, 1400-1700 RPM, 3 HP, HR: 1/25
Marca: DAMBBAL
Modelo: RL-600
FIG. 1.3 Rectificadora de Centros (Foto proporcionada por Maquinados Alcántara SA de CV)
CAPÍTULO I GENERALIDADES
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SIERRA CINTA
Esta máquina además de realizar cortes rectos, puede cortar curvas irregulares en
metal. Esto amplia el campo de aplicación de las sierras cinta, puesto que permite
a la máquina una gran variedad de trabajo que con anterioridad se hacia en otras
máquinas herramienta. El corte de contorno de matrices, dispositivos, plantillas y
otras partes numerosas que originalmente se hacían por entero en otras máquinas
herramienta, o a mano a un costo elevadísimo se hacen ahora con la sierra cinta.
TALADRO RADIAL
Esta máquina consiste de una columna vertical que soporta un brazo, el cual
sostiene el cabezal taladrador; el brazo puede girarse en cualquier posición sobre
la mesa de trabajo y el cabezal taladrador tiene un ajusta radial a lo largo del
brazo. Estos ajustes permiten al operario localizar el barreno en cualquier parte
de la pieza. El taladro es diseñado para piezas grandes.
Las piezas de fundición se maquinan en esta
maquina para generar los barrenos necesarios para
los tornillos y la aceitera que se coloca en el pie.
Datos de placa:
3HP
220/440 V
1148 RPM
Marca: BREDA
Modelo: R915l
FIG. 1.4 Taladro Radial (Foto proporcionada por Maquinados Alcántara SA de CV)
CAPÍTULO I GENERALIDADES
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El corte de la cabeza de la biela se realiza en esta
maquina.
Datos de placa:
220 V, 5 A, 60 Hz
Marca:VENTURA
FIG. 1.5 Sierra Cinta (Foto proporcionada por Maquinados Alcántara SA de CV)
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CCC AAA PPP ÍÍÍ TTT UUU LLL OOO III III
RRR UUU TTT AAA CCC RRR ÍÍÍ TTT III CCC AAA
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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C A P I T U L O I I
R U T A C R Í T I C A
2.1 RUTA CRÍTICA.
Es un proceso administrativo de planeación, programación, ejecución y control de datos y
cada una de las actividades componentes de un proyecto que debe desarrollarse dentro de
un tiempo crítico y al costo óptimo.
2.2 MÉTODO DEL CAMINO CRÍTICO.
El método del Camino Crítico consta de dos ciclos:
1.- Planeación y Programación.
2.- Ejecución y Control.
El primer ciclo se compone de las siguientes etapas:
a) Definición del proyecto.
b) Lista de actividades.
c) Matriz de secuencias.
d) Matriz de tiempos.
e) Red de actividades.
f) Gastos y pendientes.
g) Compresión de la red.
h) Limitaciones de tiempo, de recursos y económicos.
i) Matriz de elasticidad.
j) Probabilidad de retraso.
El segundo ciclo contiene las etapas siguientes:
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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a) Aprobación del proyecto.
b) Ordenes de trabajo.
c) Gráficas de control.
d) Reportes de análisis de los avances.
e) Toma de decisiones y ajustes.
2.2.1 DEFINICIÓN DE PROYECTO.
Es una etapa previa que deberá desarrollarse separadamente y para la cual también puede
utilizarse el método del Camino Crítico. Es una investigación de objetivos, métodos y
elementos variables y disponibles. Todo esto nos aclara si el proyecto va satisfacer una
necesidad y si es costeable su realización.
Existen tres clases diferentes de tiempos, el óptimo, el pésimo y el normal, utilizando la
fórmula:
t o M p=
+ +46
donde:
t tiempo probable de ejecución, según la formula PERT;
o tiempo óptimo, tiempo mínimo posible en que se puede realizar una
tarea.
M tiempo medio o normal, tiempo más probable de ejecución.
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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p tiempo pésimo, tiempo más largo (extremo) en que puede realizarse una
tarea.
2.2.2 LISTA DE ACTIVIDADES.
Es la relación de actividades físicas o mentales que forman procesos interrelacionados en
un proyecto.
2.2.3 MATRIZ DE SECUENCIA.
Normalmente se utilizan dos procedimientos:
1o. Hacer una matriz de antecedentes. Debe existir que todas las actividades
tengan cuando menos un antecedente y en el caso de la actividad inicial, la
actividad antecedente será cero (MATRIZ DE ANTECEDENTES.).
2º Teniendo la matriz de Antecedentes se hace una transposición para convertirla
en una Matriz de Secuencias, esta Matriz es la que se utiliza para dibujar la
red (MATRIZ DE SECUENCIAS.).
2.2.4 MATRIZ DE TIEMPOS.
En este estudio de tiempos se requieren tres parámetros: el tiempo óptimo (o), el tiempo
medio (M) y el tiempo pésimo (p).
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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El tiempo óptimo (o); es la posibilidad física de realizar la actividad en el menor tiempo.
El tiempo medio (M); es el tiempo normal que se necesita para ejecutar las actividades,
basándose en la experiencia del proyectista.
El tiempo pésimo (p); es un tiempo grande que puede presentarse ocasionalmente como
consecuencia de accidentes, falta de suministros, causas no previstas, etc. No debe contarse
el tiempo ocioso, sino únicamente el tiempo en que se ponga remedio al problema o
actividad presentada.
De acuerdo a la fórmula PERT que relaciona los tiempos mencionados anteriormente,
obtenemos el tiempo estándar (t):
tO M P
=+ +4
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2.2.5 RED DE ACTIVIDADES.
Se llama red a la representación gráfica de las actividades que muestran sus eventos,
secuencias, interrelaciones y el Camino Crítico.
Debe tomarse en cuenta que todas las actividades de esta serie se ejecutarán a tiempo
óptimo.
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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2.3 PROYECTO.
El objetivo principal es reducir el tiempo de producción de las bielas para que
MAQUINADOS ALCÁNTARA no tenga que pagar recargos por retrazo y siga
manteniendo la concesión de la producción.
En el proceso actual solo se tiene a dos personas en producción, por lo que se propone la
contratación de dos personas más para la reducción de tiempos, así como una re-planeación
del proceso como se observa al comparar las listas de actividades y sus secuencias.
2.4 PROCESO ACTUAL.
TABLA 2.1 Lista de actividades del proceso actual.
ACTIVIDAD 1 Pedido, traslado y entrega de piezas de fundición 2 Pedido, traslado y entrega de material 3 Fundición de cojinetes 4 Maquinado de bielas 5 Maquinado de bujes 6 Ensamble de bielas 7 Control de calidad 8 Pintado de bielas 9 Empacado de bielas
10 Fabricación de caja de trasporte y empaques
1. Pedido, traslado y entrega de piezas de fundición: es el tiempo que tardan en llegar las
piezas de fundición después de su solicitud.
2. Pedido, traslado y entrega de material: es el tiempo que tardan en llegar el estaño, bujes
de bronce, solera, ángulo y aceiteras después de su solicitud.
3. Fundición de cojinete: en este proceso se fundan los nueve cojinetes para poder
continuar con la siguiente actividad.
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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a) Se esmerila la parte interna de la cabeza para retirar las imperfecciones y el oxido
depositado ahí.
b) Se aplica una mezcla de estaño-plomo comercialmente llamado TIMWELL, en el
diámetro interno de la cabeza de la biela, esta pasta después de ser calentada a 300
ºC por medio de sopletes se produce una reacción química en la cual se adhiere el
estaño al metal. Por último, se retira el aceite residual generado en esta operación.
c) Se monta la biela en una plancha precalentada a 100 ºC, se ajusta al molde y se
sella para evitar el derramamiento del estaño al momento del vaciado.
d) Se funde el estaño en un crisol elevando la temperatura hasta 350 ºC y se vacía en el
molde en la parte interior de la cabeza de la biela, el estañado previamente colocado
sirve para soportar los esfuerzos del maquinado, creando así el cojinete.
4. Maquinado de biela:
a) Maquinar el cojinete para dar un acabado final.
b) Se máquina el pie de biela para el inserto del buje.
c) Se máquina las caras de referencia para los barrenos de los tornillos.
d) Se barrena la biela para los tornillos.
e) Se barrena el pie de biela para aceitera.
f) Se corta la cabeza de la biela.
g) Se machuela el barreno del pie.
5. Maquinado de buje: se rectifica el diámetro interior del buje.
6. Ensamble de biela: se inserta el buje, se colocan los tornillos y la aceitera.
7. Control de calidad: se verifica las medidas de la biela.
8. Pintado de biela: se pintan las bielas.
9. Empacado de biela: se introduce unicel en la cabeza de la biela y se colocan en bolsas
10. Fabricación de cajas para traslado: se manufacturan los contenedores para traslado.
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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TABLA 2.2 Matriz de información del proceso actual.
La red de tiempo estándar se muestra en la fig. 2.1.
2.5 PROCESO PROPUESTO.
TABLA 2.3 Matriz de información del proceso propuesto.
CAPÍTULO II RUTA CRÍTICA
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# ACTIVIDADES SECUENCIAS 0 1,2
1 PEDIDO, TRASLADO Y ENTREGA DE PIEZAS DE FUNDICIÓN 3
2 PEDIDO, TRASLADO Y ENTREGA DE MATERIAL 25,26 3 FUNDICION DE COJINETE 1 4,5 4 MAQUINADO DE BIELA 1 21 5 FUNDICION DE COJINETE 2 6,7 6 MAQUINADO DE BIELA 2 21 7 FUNDICION DE COJINETE 3 8,9 8 MAQUINADO DE BIELA 3 21 9 FUNDICION DE COJINETE 4 10,11
10 MAQUINADO DE BIELA 4 21 11 FUNDICION DE COJINETE 5 12,13 12 MAQUINADO DE BIELA 5 21 13 FUNDICION DE COJINETE 6 14,15 14 MAQUINADO DE BIELA 6 21 15 FUNDICION DE COJINETE 7 16,17 16 MAQUINADO DE BIELA 7 21 17 FUNDICION DE COJINETE 8 18,19 18 MAQUINADO DE BIELA 8 21 19 FUNDICION DE COJINETE 9 20 20 MAQUINADO DE BIELA 9 21 21 ENSAMBLE DE BIELA 22 22 CONTROL DE CALIDAD 23 23 PINTADO DE BIELA 24 24 EMPACADO DE BIELA F 25 FABRICACION DE CAJA Y EMPAQUES 24 26 MAQUINADO DE BUJES 21 CAMINOS
NOTA: Al total se le aumenta $1500 por dos días de retraso que por lo general es lo que se retrasa la entrega, este monto es la multa que cobra el flete por retraso.
Los resultados de la comparación del proceso actual contra la propuesta del presente trabajo es el cumplimiento del objetivo propuesto al principio del proyecto.
1. Se redujo el tiempo en dos días con respecto a la metodología de trabajo anterior, con lo cual se entregaría el pedido a tiempo.
2. Se cumple con el tiempo de entrega, evitando los recargos. 3. Haciendo un balance entre el costo de cada proyecto, no existe un aumento en el
costo con la propuesta de contratar mas personal para la reprogramación del proyecto inicial.
4. Un punto importante es que lo que se pagaba en recargos por retraso de entrega ya no se paga como tal, sino que se invierte en mano de obra para realizar menos tiempo en el proceso, no hay ahorro por esa parte pero se gana en la parte de credibilidad como empresa así como formalidad de la misma y esto conlleva a no perder la concesión del proyecto.