Capitulo 4 “ANÁLISIS SOCIOECONÓMICO”
4.1.2 Análisis económico de la inversión del proyecto
Recursos materiales Recursos financieros PLC micrologix 1000 catalogo 1761-
L16AWA
$5,093.17
Compresor $1,500
Válvula distribuidora 2/2 vías $3,309.88
2 Válvulas de deceleración NA $2,848.43
1 válvula de 3/2 vías pilotadas NA $2,252.39
1 válvula distribuidora de 3/2 vías NC $3,309.88
1 válvula 5/3 vías $3,309.88
1 cilindro de doble efecto $3,095.05
2 válvulas de final de carrera para el pistón
$1,200
.1 sensor óptico de barrera $1,610.69
1 sensor capacitivo $1,323.12
5 recipientes de molde $4,000
Placa compactadora de la mezcla $700
50 charolas para pan $3,750
Banda transportadora $6,000
Base de la máquina $1,800
Gastos indirectos $20,000
Sueldos 2 personas (6 meses) Honorarios (25%)
TOTAL INVERSIÓN
$23,520 $22,155.60
$110,778.50
127 Estudio de mercado
"Proceso de planificar, recopilar, analizar y comunicar datos relevantes acerca del tamaño, poder de compra de los consumidores, disponibilidad de los distribuidores y perfiles del consumidor, con la finalidad de ayudar a los responsables de marketing a tomar decisiones y a controlar las acciones de marketing en una situación de mercado específica"
Beneficio del producto
Normalmente en la pequeña panadería familiar se producen las pastisetas de forma manual, con la automatización del proceso de vaciado de galletas en charolas se obtienen varios beneficios.
1 charola contiene 70 pastisetas, un paquete de 10 pastisetas tiene un costo de $10. La máquina contiene 5 recipientes cada recipiente tendrá mezcla para 10 charolas.
Así que al llenar una charola tendremos 70 pastisetas que son $70, la producción la podemos definir en relación con la demanda del mercado, el panadero que se beneficia de la automatización va a decidir cuánto producir y cuanto quiere ganar ya que el proceso automático resulta ser costeable, se debe tener bien en claro cuánto es lo que se puede producir y que realmente se logre vender para evitar sobre producción y que esto genere pérdidas.
Análisis de producción y ganancias con el proceso de vaciado de pastisetas manualmente
Número de charolas Cantidad de pastisetas Tiempo Ganancia 10 700 25 minutos $700 20 1,400 50 minutos $1,400 30 2,100 75 minutos $2,100 40 2,800 100 minutos $2,800 50 3,500 125 minutos $3,500
Tabla 11. Producción-ganancias vaciado de pastisetas manualmente El panadero al hacer pastisetas manualmente se tarda un tiempo considerable, hay que tomar en cuenta que el panadero tiene que tomar un descanso ya que no puede hacer pastisetas sin parar y al hacer el vaciado de pastisetas
DESARROLLO EMPRESARIAL EN LA INGENIERÍA
128
automático disminuye tiempos y facilita el trabajo para el panadero, generando mayor capacidad de producción.
Aproximadamente el tiempo del horneado de 50 charolas es de 2 horas con 5 minutos y el tiempo total aproximado de inicio a fin de todo el proceso desde la mezcla de la materia prima, vaciado y obtención de la pastiseta terminada manualmente es de 6 horas.
Análisis de producción y ganancias con el proceso de vaciado de pastisetas automático.
Número de charolas Cantidad de pastisetas Tiempo Ganancia 10 700 2 minutos $700 20 1,400 4 minutos $1,400 30 2,100 6 minutos $2,100 40 2,800 8 minutos $2,800 50 3,500 10 minutos $3,500
Tabla 12. Producción-ganancia vaciado de pastisetas automáticamente Aproximadamente el tiempo del horneado de 50 charolas es de 2 horas con 5 minutos y el tiempo total aproximado de inicio a fin de todo el proceso desde la mezcla de la materia prima, vaciado y obtención de la pastiseta terminada es de 3 horas. Número de charolas Cantidad de pastisetas Tiempo manualmente Tiempo Automáticamente 10 700 25 minutos 2 minutos 20 1,400 50 minutos 4 minutos 30 2,100 75 minutos 6 minutos 40 2,800 100 minutos 8 minutos 50 3,500 125 minutos 10 minutos
Tabla 13. Comparativa vaciado de pastisetas manualmente y automáticamente La pequeña panadería familiar con ayuda del proceso automatizado de vaciado de pastisetas en charolas podrá producir por pedido y por lotes generando mayor ganancia y la satisfacción de los clientes, esto significa que el proyecto de la automatización del vaciado de pastisetas es rentable, viable y factible.
129
Supongamos que la pequeña panadería familiar tiene una producción diaria de 50 charolas que equivalen a 3500 pastisetas, se obtiene una ganancia de $3500 por los 6 días a la semana se obtienen ganancias aproximadamente;
Días laborales Ganancia
Lunes $3,500 Martes $3,500 Miércoles $3,500 Jueves $3,500 Viernes $3,500 Sábado $3,500
6 días laborales a la semana $21,000
Tabla 14. Ganancias a la semana sin considerar inversión de materia prima Este proyecto pretende generar empleos ya que se necesita la cooperación de la mano de obra ya que es vital en toda industria, no podemos automatizar todo si no que hay que equilibrar la automatización con la mano de obra para así generar crecimiento económico para nuestro país.
Para la inversión de las pastisetas se toma en cuenta la materia prima;
Con 500 gramos de margarina, 600 gramos de harina y 150 gramos de azúcar glas alcanza para 2 charolas y media que equivale a 175 pastisetas.
Realizando el cálculo por ingredientes obtenemos;
500 g de margarina equivalen a 175 pastisetas, así que para 700 pastisetas (10 charolas) necesitamos 2 kg de margarina.
600 g de harina equivalen a 175 pastisetas, así que para 700 pastisetas (10 charolas) necesitamos 3 kg de harina.
150 g de harina equivalen a 175 pastisetas, así que para 700 pastisetas (10 charolas) necesitamos 1 kg de azúcar glas.
Para producir 50 charolas equivalentes a 3500 pastisetas se necesitan 10 kg de margarina, 15 kg de harina y 5 kg de azúcar glas.
DESARROLLO EMPRESARIAL EN LA INGENIERÍA
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Precio materia prima Cantidad requerida Inversión Margarina $70 kg $10 kg (10 charolas) $700
Harina $8 kg $15 kg (10 charolas) $120
Azúcar glas $20 kg $5 kg (10 charolas) $100
Tabla 15. Costo de la materia prima
Inversión Ganancia
$940 (10 charolas=3500 pastisetas) $2,560
Tabla 16. Ganancia al día por producción de 3500 pastisetas
La ganancia obtenida es de una producción de 10 charolas que equivalen a 3500 pastisetas, las pastisetas se venden en paquetes de 10 pastisetas con un costo de $10.
Esta producción y ganancia se realiza con la ayuda de la automatización del vaciado de pastisetas en charolas ya que reduce considerablemente el tiempo de elaboración y esto aumenta la producción y el crecimiento en la pequeña empresa familiar.
Días laborales Ganancia
Lunes $2,560 Martes $2,560 Miércoles $2,560 Jueves $2,560 Viernes $2,560 Sábado $2,560
6 días laborales a la semana $15,360
Tabla 17. Ganancias netas
A la semana la pequeña empresa familiar obtiene ganancias de $15,360 por una producción de 50 charolas equivalentes a 3500 pastisetas en un tiempo al día de 3 horas diarias, es un tiempo muy bueno ya que mejora la producción y esto conlleva a generar mayores ingresos.
131 Conclusión
El desarrollo de este proyecto fue enfocado a reducir tiempos de elaboración de galletas tipo pastisetas en una pequeña empresa familiar dedicada a la producción de pastisetas, utilizando un controlador lógico programable y la neumática para eficientar el proceso de vaciado.
En este proyecto se muestra que la panificación y la dedicación a la puesta en servicio son tareas críticas.
La necesidad del control de procesos de productos debe considerarse en su etapa inicial. Las ventajas de la automatización del control de procesos estarán relacionadas inversamente con la amplitud de la lista de productos en venta. La tecnología y la ingeniería ha cambiado la faz de la fabricación de galletas pastisetas desde las empresas ruidosas muy atareadas con mucha mano de obra en los que eran esenciales el trabajo en equipo y de destreza en la fabricación, a los centros más tranquilos, limpios y mucho más eficaces.
Mostrando las ventajas que se tiene con la automatización del proceso de vaciado de pastisetas en charolas, analizando los tiempos de elaboración que son más rápidos, se aumenta la producción y con ello se generan mayores ganancias. Se pretende implementarlo físicamente a futuro ya que la información obtenida indica que es un proyecto innovador, viable y factible.
DESARROLLO EMPRESARIAL EN LA INGENIERÍA
132 Referencias bibliográficas
Dispositivos neumáticos, W. deppert/ k. stoll, Marcombo Boixaeu editores Tecnología de la industria galletera
Ciencia y tecnología de la panificación
Balcells J., Romeral, J.L.; ‘Autómatas programables’; editorial. Marcombo Neumatica A. Serrano Nicolás quinta edición pag 106 a 119
Automatización Neumática y electroneumatica, Salvador Millan, Alfaomega Aplicaciones de la neumática W. Deppert / K, Stoll. Alfaomega
Análisis económico de sistemas en la ingeniería. Ing . Carlos Uriegas Torres, LIMUSA http://www.institutodelagalleta.com/energiaSaludable.php?cl=2 http://www.antirrobo.net/sensores/sensores-capacitivos.html http://ab.rockwellautomation.com/Programmable-Controllers/MicroLogix-1000 http://www.festo.com/cms/es-mx_mx/9678.htm http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/120ssa14.html http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/147ssa16.html http://proton.ucting.udg.mx/materias/automatizacion/i.pdf http://www.compite.org.mx/otros/IMPORTANCIAPYMES.pdf
133
Anexos
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Pirámide Nutricional---X
Figura 2. Señal análoga y digital---2
Figura 3. Bit menos significativo y más significativo---4
Figura 4. Display de 4 dígitos---5
Figura 5. Contactos NO y NC---5
Figura 6. circuito paralelo OR---6
Figura 7. circuito arranque y paro de un motor---6
Figura 8. Diagrama esquemático de un PLC---8
Figura 9. Tag del PLC---11
Figura 10. circuito de arranque de un motor---13
Figura 11. Sensores industriales--- 17
Figura 12. Sensor inductivo---20
Figura 13. Sensores capacitivos---20
Figura 14. Algunos Sensores---22
Figura 15. Generación del aire comprimido---24
Figura 16. Compresor---28
Figura 17. Cilindro de accionamiento---29
Figura 18. Válvula 3/2---30
Figura 19. Control dual---31
Figura 20. Válvula de doble efecto y conector en T---31
Figura 21 cilindro de accionamiento doble---32
Figura 22. Válvula 5/2---33
Figura 23. Válvula 5/2 accionada por neumática---34
Figura 24. Circuito con válvula 5/2---35
Figura 25. Regulador de caudal de flujo---36
Figura 26. Válvula antirretorno---36
Figura 27. Válvula de simultaneidad---37
Figura 28. Cilindro de simple efecto de membrana---41
Figura 29. Cilindro de simple efecto arrollable---41
Figura 30. Cilindro de doble efecto---42
Figura 31. Cilindro de doble efecto con amortiguación interna doble---43
Figura 32. Palpación sin contacto---44
Figura 33. Cilindro de doble efecto con doble vástago---44
Figura 34. Símbolos y posiciones de válvulas---48
Figura 35. Válvula 3/2---49
Figura 36 válvula 5/2---50
Figura.37 Válvula de asiento---51
Figura 38. Válvula de embolo deslizante---52
Figura 39. Dispositivos de control---53
Figura 40. Simbología de entradas de señal---55
Figura 41. Esquema de pulsadores na y nc---56
DESARROLLO EMPRESARIAL EN LA INGENIERÍA
134
Figura 43. Botones con simbología---57
Figura 44. Interruptor basculante---57
Figura 45. Simbología de contacto y proximidad---57
Figura 46. Conexión de interruptores---58
Figura 47. Corte de un relé---59
Figura 48. Simbología para los relés---59
Figura 49. Numeración de relés---59
Figura 50. Conexión de relés ---60
Figura 51. Usos básicos del relevador ---60
Figura 52. Accionamiento de válvula monoestable --- 61
Figura 53. Simbología de válvulas---62
Figura 54. Electroválvula 3/2--- ---62
Figura 55. Válvula 3/2 servopilotada---63
Figura 56. Válvula 5/2 monoestable---64
Figura 57. Válvula 5/2 biestable---65
Figura 58. Equipo complementario aplicado a la electroneumatica---68
Figura 59. Elementos que formas un proceso automatizado---69
Figura 60. Configuración del actuador--- 70
Figura 61. Cilindros Actuadores--- 71
Figura 62. Vista interna de un cilindro neumático--- 73
Figura 63. Fuelle neumático--- -74
Figura 64. Enlace mecánico para carreras cortas--- -74
Figura 65. Vibraciones internas y amortiguación--- -75
Figura 66. Actuador rotatorio--- --- -75
Figura 67. Motores unidireccionales giran solamente en una dirección---76
Figura 68. Los motores bidireccionales giran en sentido horario y antihorario- -76 Figura 69. Localización del proyecto---77
Figura 70. Zona metropolitana de la ciudad de México---77
Figura 71. Municipio de Tlalnepantla---78
Figura 72. Croquis de la ubicación del proyecto--- 79
Figura 73. Diagrama de proceso---80
Figura 74. Batidora utilizada en el proceso---81
Figura 75. Horno utilizado en el proceso de la empresa---82
Figura 76. PLC Micrologix 1000---84
Figura 77. Marca del PLC a utilizar--- ---85
Figura 78. Modelos de PLC Micrologix---86
Figura 79. . Cilindro de doble efecto con válvula 5/3---89
Figura 80. Sistema inactivo---90
Figura 81. Sistema activo---90
Figura 82. Pistón neumatico deciende---91
Figura 83. Pistón neumático deciende mantiene su posición---91
Figura 84. Fin de carrera del pistón neumático---92
Figura 85. Pistón neumatico regresa a su estado de inicio---93
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Figura 87. Diagrama de fuerza de motor y conexión con el PLC---94
Figura 88. Filtro de aire comprimido---95
Figura 89. Válvula 3/2 vías servopilotada NC---95
Figura 90. Válvula 3/2 vías servopilotada NC---96
Figura 91. Regulador unidireccional---96
Figura 92. Válvula 5/3 vías---97
Figura 93. Cilindro de doble efecto---97
Figura 94. Circuito donde el pistón regresa rápidamente a su posición inicial----98
Figura 95. válvula de deceleración normalmente abierta---98
Figura 96. Circuito con dos válvulas de deceleración---99
Figura 97. Válvulas 3/n vías---100
Figura 98. Programa a utilizar para el control del llenado de las charolas---100
Figura 99. logixPro 2---101
Figura 100. Charola de lámina---104
Figura 101. Charola Rectangular Para Hornear---104
Figura 102. Partes del cilindro de doble efecto---105
Figura 103. Ejemplo de Sistemas básicos---106
Figura 104. Sistema básico---107
Figura 105. Características del pistón a utilizar---107
Figura 106. Datos del pistón neumático FESTO---108
Figura 107. Accesorios para la instalación del pistón---108
Figura 108. Diseño de la máquina del vaciado automático de galletas---109
Figura 109. El vaciado Funcionará como una prensa sobre la mezcla ---109
Figura 110 . Partes que componen el diseño---110
Figura 111. Diseño de charola, Vista superficial---110
Figura 112. Material teflón que será detectado por el sensor capacitivo---111
Figura 113. Sensor capacitivo que detectará la charola---112
Figura 114. Reacción ante un cambio de capacitancia---112
Figura 115.Sensor capacitivo detectando material (charola) ---113
Figura 116.Final de carrera---114
Figura 117. Sensor infrarrojo---114
Figura 118. Funcionamiento del sensor infrarrojo---115
Figura 119. Harina, margarina y azúcar glas---116
Figura 120. Batido de ingredientes---116
Figura 121. Mezcla a punto pomada---117
Figura 122. Manga y duya---117
Figura 123. Mezcla dentro de la manga---118
Figura 124. Manga lista para ser utilizada---118
Figura 125. Innovación al utilizar tubos de acero inoxidable---119
DESARROLLO EMPRESARIAL EN LA INGENIERÍA
136
Figura 127. Esquema de funcionamiento---120
Figura 128. Vaciado de pastisetas pieza por pieza---121
Figura 129. El vaciado manualmente es tardado---122
Figura 130. Charola llena de pastisetas---122
Figura 131. Consumo de pastisetas---124
137 INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Niveles TTL (transistor-transistor logic) ---4
Tabla 2. Sistema BCD---4
Tabla 3. Imágenes y comandos de Bit---14
Tabla 4. Comandos temporizadores---14
Tabla 5. Contadores---15
Tabla 6. Tipos de sensores---18
Tabla 7. Longitudes de cilindros neumáticos---52
Tabla 8. Entradas del PLC---101
Tabla 9. Salidas del PLC---101
Tabla 10. Inversión del proyecto---126
Tabla 11. Producción-ganancias vaciado de pastisetas manualmente---127
Tabla 12. Producción-ganancia vaciado de pastisetas automáticamente---128
Tabla 13. Comparativa vaciado de pastisetas manual y automático---128
Tabla 14. Ganancias a la semana sin considerar inversión de materia prima---129
Tabla 15. Costo de la materia prima---130
Tabla 16. Ganancia al día por producción de 3500 pastisetas---130