Simulación de procesos constructivos en ejecución de obras basada en observación directa de tarea para incremento de la productividad

(1)

TESIS

“SIMULACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS EN EJECUCIÓN

DE OBRAS BASADA EN OBSERVACIÓN DIRECTA DE TAREAS

PARA INCREMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD”

PARA O

BTENER

EL GRADO

ACADÉMICO

DE MAESTRO EN

GESTIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN

ELABORADO POR

IGOR ARNOLD ROJAS DOMINGUEZ

ASESOR

(2)

ING. IGOR ARNOLD ROJAS DOMINGUEZ

Presentado a la Unidad de Posgrado de la Facultad de Ingeniería Civil en cumplimiento parcial de los requerimientos para el grado de:

MAESTRO EN GESTIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN

DE LA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

2018

Autor : Ing. Igor Arnold Rojas Dominguez

Recomendado : Ing. Edward Santa María Dávila Asesor de la Tesis

Aceptado por : Dr. Ing. Víctor Sánchez Moya Jefe de la Unidad de Posgrado

(3)

A Dios.

Por haberme permitido llegar hasta este punto y dar salud para lograr mis objetivos, además de su infinita bondad y amor.

A mi Hijo.

Jacob, por ser mi motivación día a día y que sirva de ejemplo para todo lo que la vida le depare, siempre confía en Dios Mi muchachito.

A mi esposa.

Por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la motivación constante que me ha permitido ser una persona de bien, pero más que nada, por su amor.

A mis padres.

Aníbal y Gladys por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mi educación, tanto académica como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo.

A mis familiares.

(4)

A Dios.

Por haberme acompañado y guiado siempre, por ser mi fortaleza en momentos de debilidad y por brindarme una vida llena de aprendizajes, bendiciones y sobre todo felicidad.

A mi asesor.

Mg. Edward Santa María Dávila, por darme confianza, apoyo y guiarme en el camino de lograr la presente Tesis.

A mi esposa.

Por su apoyo incondicional, por

(5)

ÍNDICE

CAPÍTULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ... 1

1.1. FUNDAMENTACIÓN DEL PROBLEMA ... 1

1.2. PROBLEMA GENERAL Y PROBLEMAS ESPECÍFICOS ... 1

1.3. OBJETIVOS... ... 2

1.4. IMPORTANCIA. ... 2

1.5. LIMITACIONES Y ALCANCES ... 3

1.6. ANTECEDENTES ... 3

1.7. ESTADO DEL ARTE ... 5

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ... 9

2.1. BASES TEÓRICAS GENERALES ... 9

2.1.1. LA CONCEPCIÓN TRADICIONAL DE LA CONSTRUCCIÓN ... 9

2.1.2. DETERMINACIÓN DEL TIPO DE TRABAJO ... 9

2.1.3. MANEJO DE TRANSPORTE DE MATERIALES ... 12

2.1.4. LEAN CONSTRUCTION ... 13

2.1.5. SIMULACIÓN ... 14

2.1.6. PRODUCTIVIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN ... 17

2.2. BASES TEÓRICAS ESPECIALIZADAS ... 19

2.2.1. LOS PROYECTOS DE CONSTRUCCIÓN COMO SISTEMA ... 19

2.2.2. SOFTWARE ARENA ... 23

2.2.3. METODOLOGÍA DE SIMULACIÓN DE PROCESOS CYCLONE ... 24

2.2.4. MEJORAMIENTO DE LA PRODUCTIVIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN ... 27

2.2.5. TOMA DE DECISIÓN ... 28

2.3. HIPÓTESIS GENERAL Y ESPECÍFICAS……. ... 32

2.4. VARIABLES….. ... 32

2.5. MATRIZ DE CONSISTENCIA….. ... 32

CAPÍTULO III: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ... 33

(6)

3.2. POBLACIÓN Y MUESTRA ... 33

3.3. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE LOS DATOS ... 40

3.4. TÉCNICAS DE ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS ... 40

3.5. DESARROLLO DEL MODELO ... 40

CAPÍTULO IV: ANÁLISIS DE LA INVESTIGACIÓN ... 43

4.1. IDENTIFICACIÓN DE ACTIVIDAD A SIMULAR ... 43

4.2. DETALLES DE TRABAJO Y DISEÑO ESTRUCTUTAL ... 43

4.3. TRABAJO DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN ... 47

4.3.1. TOMA DE IMÁGENES ... 47

4.3.2. PROCEDIMIENTO DE MONTAJE DE VIGAS METÁLICAS ... 48

4.3.3. IZAJE DE VIGAS METÁLICAS ... 52

4.3.4. MODELO CYCLONE DEL PROCESO CONSTRUCTIVO ... 55

4.3.5. IDENTIFICACIÓN DE TAREAS ... 57

4.3.6. IDENTIFICACIÓN DE TIEMPOS DE ESPERA/TRABAJO NO CONTRIBUTORIO ... 57

4.3.7. CLASIFICACIÓN DE TIEMPO/DISTRIBUCIÓN DE TRABAJO ... 57

4.3.8. FORMATO DE MEDICIÓN DE TIEMPOS ... 58

4.3.9. DISTRIBUCIÓN DE RECURSOS ... 59

4.4. ESTUDIO DE DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDADES DE LAS TAREAS ... 60

4.4.1. GRÚA VA A LUGAR DE TRASLADO DE VIGA ... 60

4.4.2. ANCLAJE DE VIGA 1 ... 63

4.4.3. TRASLADO DE VIGA ... 65

4.4.4. ANCLAJE DE VIGA 2 ... 67

4.4.5. IZAJE DE VIGA ... 69

4.4.6. TIEMPO OCIOSO EN IZAJE DE VIGA ... 71

4.4.7. ALINEAMIENTO DE VIGA ... 73

4.4.8. SOLDADURA EN APOYOS ... 75

4.4.9. SOLDADURA DE ARRIOSTRE LATERAL ... 77

(7)

CAPÍTULO V: RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN ... 83

5.1. RESUMEN DE ELEMENTOS CYCLONE Y DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDADES ... 83

5.2. FUNCIONAMIENTO DE MODELO DE SIMULACIÓN ... 84

5.2.1. INFORMACIÓN DE ENTRADA ... 84

5.2.2. PARTES DEL MODELO ... 84

5.3. VERIFICACIÓN DEL MODELO DE SIMULACIÓN... 85

5.3.1. REVISIÓN LÓGICA DEL MODELO ... 85

5.3.2. CONTROL DE INVENTARIO ... 86

5.3.3. REVISIÓN DE DURACIÓN DE CADA PROCESO ... 86

5.3.4. VALIDACIÓN ... 86

5.4. RESULTADOS DEL MODELO ... 88

5.4.1. DURACIÓN TOTAL ... 89

5.4.2. PORCENTAJE DE USO DE RECURSO ... 90

5.4.3. ASPECTOS DE MEJORA IDENTIFICADOS A PARTIR DE LA SIMULACIÓN ... 91

5.4.4. DESCRIPCIÓN DE NUEVOS ESCENARIOS DE MODELACIÓN ... 91

5.4.5. RESULTADOS DE NUEVOS ESCENARIOS ... 92

5.5. COMPARACIÓN DE ESCENARIO REAL VS. ESCENARIOS PROPUESTOS ... 107

5.6. TÉCNICA DE TOMA DE DECISIONES ... 110

5.7. CONTRASTE DE LAS HIPÓTESIS ... 111

5.8. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS ... 112

CONCLUSIONES…… ... 115

RECOMENDACIONES ... 118

BIBLIOGRAFÍA…… ... 120

(8)

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 01: Composición de actividades del proceso constructivo ... 10

FIGURA 02: Distribución del trabajo en países de Latinoamérica. ... 11

FIGURA 03: Nivel de productividad en obras de construcción... 11

FIGURA 04: Pasos para la creación de un modelo de simulación... 15

FIGURA 05: Relación entre la eficiencia, efectividad y productividad ... 17

FIGURA 06: Ciclo Planificar-Hacer-Revisar-Actuar ... 20

FIGURA 07: Niveles Jerárquicos en la Gestión de Construcción. ... 22

FIGURA 08: Ciclo de mejoramiento de la productividad ... 27

FIGURA 09: Procedimiento de la técnica de análisis multicriterio. ... 30

FIGURA 10: Elección de muestra. ... 34

FIGURA 11: Construcciones y Acabados El Castor. ... 35

FIGURA 12: Distribuidor PDF ... 35

FIGURA 13: Polideportivo Los Compadres. ... 36

FIGURA 14: Cancha de grass sintético El Nacional. ... 36

FIGURA 15: Polideportivo El Jefecito ... 37

FIGURA 16: Polideportivo El Bernabeu ... 37

FIGURA 17: Campo deportivo de grass sintético Monumental ... 38

FIGURA 18: Recreo turístico La Olla de Barro... 38

FIGURA 19: Polideportivo La Esperanza... 39

FIGURA 20: Salón de Exposiciones de la Institución Educativa Pillco Marka ... 39

FIGURA 21: Modelo de la metodología empleada en la invetigación. ... 40

FIGURA 22: Modelo de simulación de la investigación. ... 42

FIGURA 23: Correas de acero tubo rectangular, lado derecho... 44

FIGURA 24 Correas de acero tubo rectangular, lado izquierdo ... 44

FIGURA 25: Diseño estructural de vigas metálicas ... 45

FIGURA 26: Diseño estructural del apoyo fijo de viga metálica ... 45

FIGURA 27: Detalle en planta de apoyo fijo y móvil de viga metálica ... 45

FIGURA 28: Vista de fachada lateral del salón de exposiciones ... 46

FIGURA 29: Vista de planta de módulo de salón de exposiciones ... 46

FIGURA 30: Responsable de recolección de información ... 47

(9)

FIGURA 32: Colocación de videocámara por día ... 48

FIGURA 33: Grúa para realizar el traslado de viga metálica ... 49

FIGURA 34: Traslado de la viga metálica hacia posición de izaje. ... 49

FIGURA 35: Izaje de viga metálica. ... 50

FIGURA 36: Trabajo de soldadura en apoyo fijo ... 50

FIGURA 37: Trabajo de soldadura de arriostre lateral ... 51

FIGURA 38: Traslado de andamio hacia arriostre central... 51

FIGURA 39: Trabajo de soldadura de arriostre central de viga metálica. ... 52

FIGURA 40: Izaje de viga 1-1, 1’-1’ ... 52

FIGURA 41: Izaje de viga 2-2, 2’-2’, 3-3 ... 53

FIGURA 42: Izaje de viga 3’-3’, 14-14, 13’-13’ ... 53

FIGURA 43: Izaje de viga 4y5, 6-6, 7-7 ... 54

FIGURA 44: Izaje de viga 8-8, 9-9, 10y11 ... 54

FIGURA 45: Izaje de viga 13-13,12’-12’, 12-12, 11’-11’ ... 55

FIGURA 46: Diagrama del proceso constructivo del modelo CYCLONE... 56

FIGURA 47: Distribución de tiempos de trabajo productivo, contributario y no contributorio de las actividades medidas ... 58

FIGURA 48: Formato de registro de tiempos ... 59

FIGURA 49: Distribución de probabilidad la actividad grúa va a lugar de traslado de viga ... 62

FIGURA 50: Distribución de probabilidad de la actividad anclaje de viga 1 ... 64

FIGURA 51: Distribución de probabilidad de la actividad traslado de viga ... 66

FIGURA 52: Distribución de probabilidad de la actividad anclaje de viga 2 ... 68

FIGURA 53: Distribución de probabilidad de la actividad izaje de viga ... 70

FIGURA 54: Distribución de probabilidad de la actividad tiempo ocioso de izaje de viga 72 FIGURA 55: Distribución de probabilidad de la actividad alineamiento de viga ... 74

FIGURA 56: Distribución de probabilidad de la actividad soldadura en apoyos ... 76

FIGURA 57: Distribución de probabilidad de la actividad soldadura de arriostres laterales ... 78

(10)

FIGURA 59: Distribución de probabilidad de la actividad soldadura de arriostre central ... 82

FIGURA 60: Modelo CYCLONE definido en el software Arena ... 84

FIGURA 61: Tendencia de duración del modelo de 15 replicaciones ... 89

FIGURA 62: Modelo en Arena del escenario 01 ... 92

FIGURA 69: Costos por escenario ... 108

FIGURA 70: Tiempo medio por escenario ... 108

FIGURA 71: Tiempo mínimo y máximo por escenario ... 109

FIGURA 72: Desviación estándar medio por escenario ... 110

FIGURA 73: Técnica para selección de escenario ... 111

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 01: Beneficios de Lean Construction ... 14

TABLA 02: Elementos Básicos del Modelo CYCLONE. ... 26

TABLA 03: Escala de importancia relativa. ... 31

TABLA 04: Cobertura del proyecto a simular ... 43

TABLA 05: Resumen de vigas metálicas ... 55

TABLA 06: Elementos del modelo CYCLONE. ... 56

TABLA 07: Recursos involucrados ... 60

TABLA 08: Costo de recursos involucrados ... 60

TABLA 09: Mediciones de tiempos de traslado de grúa/estacionamiento para mover viga ... 61

TABLA 10: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad grúa va a lugar de traslado de viga. ... 61

TABLA 11: Mediciones de tiempo ocioso en desarrollo de anclaje de viga 1 ... 63

(11)

TABLA 13: Mediciones de tiempos de traslado de viga ... 65

TABLA 14: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad traslado de

viga ... 65 TABLA 15: Mediciones de tiempo en anclaje de viga 2 ... 67

TABLA 16: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad de anclaje de

viga 2 ... 67 TABLA 17: Mediciones de tiempos de izaje de viga ... 69

TABLA 18: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad izaje de viga

... 69 TABLA 19: Mediciones de tiempo ocioso en izaje de viga ... 71

TABLA 20: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad de tiempo

ocioso en izaje de viga ... 71 TABLA 21: Mediciones de tiempos de alineamiento de viga ... 73

TABLA 22: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad alineamiento

de viga ... 73 TABLA 23: Mediciones de tiempos de soldadura en apoyos ... 75

TABLA 24: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad soldadura en

apoyos ... 75 TABLA 25: Mediciones de tiempos de soldadura de arriostres laterales ... 77

TABLA 26: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad soldadura de

arriostres laterales ... 77 TABLA 27: Mediciones de tiempos de traslado de andamio y soldador ... 79

TABLA 28: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad traslado de

andamio y soldador ... 79 TABLA 29: Mediciones de tiempos de soldadura de arriostre central ... 81

TABLA 30: Parámetros estadísticos de las mediciones realizadas de la actividad soldadura de

(12)

TABLA 35: Iteraciones para encontrar el número de corridas ... 88

TABLA 36: Duración de 15 replicaciones ... 88

TABLA 37: Parámetros estadísticos de duración en 15 replicaciones ... 89

TABLA 38: Porcentaje de uso de la Grúa ... 90

TABLA 39: Resultados de replicaciones del escenario 01 ... 93

TABLA 40: Detalle de costo del escenario 01 ... 93

TABLA 51: Parámetros de distribución de probabilidades del escenario 07 ... 105

TABLA 54: Resumen de resultados de escenarios propuestos ... 107

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO 01: Tareas identificadas dentro de la actividad ... 57

CUADRO 02: Distribución de tiempos de trabajo productivo, contributario y no contributorio de las actividades medidas ... 58

CUADRO 03: Detalle del costo del escenario 01 ... 94

(13)

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RESUMEN

La presente tesis muestra una metodología de simulación aplicada al proceso constructivo de Izaje de Viga Metálica (caso aplicativo para salvar grandes luces en centros de reunión masivo de personas) del Módulo de Salón de Exposiciones del proyecto “Ampliación y Mejoramiento de los Servicios de Educación Secundaria de la Institución Educativa Parroquial Pillko Marka de la localidad de Las Pampas - Distrito de Tomaykichwa - Provincia de Ambo – Huánuco”, el cual es analizado en posibles escenarios para una optimización del sistema constructivo valiéndose de métodos de estudios para elevar la productividad en ejecución de obras.

La simulación del proceso constructivo se desarrolla en base al modelo CYCLONE y el Software ARENA, que permiten analizar dinámicamente su conducta. Tratándose de una simulación gráfica integrada que incluye los recursos para el modelado, diseño, visualización de procesos, análisis estadístico y permite obtener datos de alto nivel de detalle de tiempos de trabajos productivos (TP), contributorios (TC) y no contributorios (TNC), con el fin de encontrar un óptimo escenario de tiempo de ejecución del proceso constructivo, es así que basados en la Filosofía del Lean Construction se persigue minimizar o eliminar aquellas actividades que no añaden valor.

Para la simulación del proceso constructivo, primero se identifica el proceso constructivo a simular en duración y costo, estudio de planos y detalles, toma datos de campo acorde a Anexo Nº 02, se define el modelo CYCLONE del proceso constructivo, se realiza estudio de distribución de probabilidades de las tareas pertenecientes al modelo CYCLONE mediante la herramienta Input Analyzer del Software Arena, se determina el funcionamiento y se verifica el modelo, se realiza la validación de modelo, se determina y modela nuevos escenarios a modelar, mediante la comparación de escenarios y metodología de toma de decisiones se determina el escenario óptimo que incrementa la productividad en tiempo y costo.

Los resultados obtenidos muestran que realizar simulaciones de procesos constructivos es una óptima alternativa para llenar vacíos en la Gestión de la Construcción, permitiendo la reducción de costos y el aumento de la productividad en la ejecución de obras.

Palabras Claves: Modelo CYCLONE, Software ARENA, Lean Construction, simulación,

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ABSTRACT

The present thesis shows a methodology of simulation applied to rise constructive process of Metallic Girder (applied case for keeping great lights in massive meeting halls for people) from the Module of Exposition Hall of the Project “Extension and Improvement of the

services of Secondary Education in the Parish Educational School Pillko Marka in Las Pampas Village – in the District of Tomaykichwa – Province of Ambo in Huánuco”, which is analysed in posible sceneries for improving the constructive system helping from studying methods to increase the productivity in execution of building sites.

The Simulation oof the building process is developed in base of the model CYCLONE and

the ARENA Software, which permits to analyse dinamically its behavior. It refers to an integrated graphics simulation that includes the resources for the model, design, visualisation

processes, statistical analyses and it allows to obtain data of high level in details of time in productive works (TP), contributors (TC) and non-contributors (TNC), with the purpose to find un optimal scenery of time in the execution of the building process, that way, base don the Lean Construction philosophy, we search to minimize or disappear those activities tht not adds value.

For simulating the building process, first, we identify the building process to simulate in duration and cost, study of plans and details, take notes from the site according to Anex N°02, we define the CYCLONE model of the building process, we do studies of distribution of probabilities of the cencerned tasks to the CYCLONE model through the tool Input Analyzer from Arena software, we determine the funtion and we verify the model, we make the validation of the model, we determine and modelate new sceneries to be modelated thraugh the camparison of scenaries and metodology to take decisions we determine the optimum scenary which increases the productivity in time and cost.

The obtained results show that making simulations of building process is an optimum alternative to fill spaces in the Handle of Building, leading to the reduction of costs and the increase of productivity in executing of building sites.

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INTRODUCCIÓN

En el Sector Construcción, la complejidad de los procesos constructivos representada por la gran cantidad de recursos utilizados y la interrelación de éstos con múltiples actividades a ejecutar, plantean para el desarrollador del proyecto, el gran reto de optimizarlos buscando la eficiencia para alcanzar altos niveles de productividad.

Sin embargo, el proceso de planificación de proyectos en el Sector de la Construcción, se encuentra en el Perú bastante influenciado por el conocimiento empírico y la experiencia adquirida a lo largo de los años por el desarrollador del proyecto, así como el tratamiento

determinístico de las diferentes variables que intervienen en los procesos, aumentando en gran parte la incertidumbre y la variabilidad, propia de los proyectos de construcción.

(17)

CAPÍTULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

1.1.FUNDAMENTACIÓN DEL PROBLEMA

El Sector de la Construcción, presenta grandes deficiencias tanto en cumplimiento de plazos contractuales, costos y calidad, ya que a diferencia de los demás procesos industriales, la construcción es una industria en la que difícilmente se han involucrado las herramientas para mejorar rendimientos, eficiencias y tiempos de ejecución. Durante el proceso constructivo en ejecución de obras existen tres factores que se deben de tener en consideración: el costo, el tiempo de ejecución y la calidad. Las consideraciones financieras obligan a que los tiempos de ejecución sean lo más

reducido posible. Por ello, se puede afirmar que los dos primeros factores se encuentran íntimamente relacionados y condicionados por el tercero.

La necesidad de un proceso de ejecución de obra rápida, hace que en su ejecución existan procesos no productivos. De esta forma, de acuerdo con las cifras de no productividad en la construcción, se han estudiado metodologías enfocadas a medir rendimientos de una manera efectiva que puedan ofrecer herramientas que hagan más sencilla la toma de decisiones, mitigando riesgos o disminuyendo tiempos de ejecución. Es por eso que la simulación de procesos y tareas de proyectos constructivos en programas computacionales permiten analizar la incidencia de cambios, sugerir posibles mejoras identificando la sensibilidad de los procesos y las variables que más benefician los rendimientos y la productividad en obra; así mismo, ilustra y facilita la comprensión de resultados.

De esta manera se plantea que a través de una simulación bajo el modelo CYCLONE1, se encuentre el mejor escenario para mejorar la productividad en la ejecución de obra.

1.2.PROBLEMA GENERAL Y PROBLEMAS ESPECÍFICOS

(18)

PROBLEMA GENERAL

¿Cómo simular procesos constructivos en ejecución de obras basadas en observación directa de tareas para obtener modelos matemáticos de pronóstico de producción?

PROBLEMAS ESPECÍFICOS

 ¿Cómo determinar una metodología para realizar la simulación confiable de

los procesos constructivos?

 ¿Cómo determinar un modelo matemático para simular los procesos constructivos?

 ¿Cómo mejorar la productividad empleando un modelo matemático del

proceso constructivo?

1.3.OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Proponer un modelo de procesos constructivos en ejecución de obras basados en observación directa de sus tareas para obtener modelos matemáticos de pronóstico de producción.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Determinar una metodología para realizar la simulación confiable de los

procesos constructivos.

 Determinar un modelo matemático para simular los procesos constructivos.

 Mejorar la productividad empleando un modelo matemático del proceso

constructivo.

1.4.IMPORTANCIA

Debido a la necesidad que presentan los proyectos para obtener mayor productividad, se analizó el proceso constructivo en ejecución de obras bajo el programa de simulación del Software ARENA2_{y el modelo CYCLONE. Con la ayuda del}

2_{Software de simulación, basado en una metodología de modelado de diagrama de flujo que indica el}

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software de simulación, se midió los tiempos de duración de las tareas para determinar la cantidad óptima de personal, equipo y maquinaria a utilizar e identificar los factores de pérdida relevantes. Al identificar estos aspectos, se realizó un análisis de los resultados de la simulación obtenidos para establecer propuestas teóricas y aumentar la productividad del personal, reducir los costos y reducir los tiempos de ejecución del proyecto.

1.5.LIMITACIONES Y ALCANCES

Esta investigación se desarrolló en la construcción del proyecto “Ampliación y

Mejoramiento de los Servicios de Educación Secundaria de la Institución Educativa Parroquial Pillko Marka de la localidad de Las Pampas - Distrito de Tomaykichwa - Provincia de Ambo – Huánuco”, en el cual se recopiló información en tiempo real del proceso constructivo que se desarrolló en el proyecto, específicamente el de montaje de vigas metálicas. Esta información fue necesaria para el desarrollo de la

investigación de la presente tesis para realizar el proceso constructivo en modelo Cyclone y posteriormente simular en Software Arena.

Posteriormente, se estableció propuestas teóricas, de acuerdo a las simulaciones, los cuales ofrecieron oportunidades de mejora en ahorro de recursos o simplemente en la disminución de tiempo de ejecución de obras.

1.6. ANTECEDENTES

ANTECEDENTE INTERNACIONAL

- Juan Diego Echeverry Hoyos y María Ximena Giraldo Palma desarrollaron una tesis titulada: “Mejoramiento de Procesos Constructivos de una Edificación a partir de Simulación Digital y Videos Time Lapse”, cuyo objetivo fue

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constructivos y la distribución de los recursos que se dispondrán para los trabajos. Concluyen que, este tipo de ejercicios de simulación de procesos constructivos, que parten de mediciones reales, representa una ventaja significativa para la empresa ejecutora. Los resultados de realizar este tipo de ejercicios son una mejor planeación de los recursos, una mejor organización de las tareas a ser asignadas al personal y posibles tiempos de ejecución a obtener. (ECHEVERRY & GIRALDO, 2012)

- Cristina Alexandra Nuñez Vergara desarrolló una tesis titulada: “Creación de un Sistema de Referencia en Bogotá, aplicando la Construcción sin Pérdidas”,

cuyo objetivo fue aportar estrategias que ayuden al mejoramiento de las empresas del sector de la construcción de Bogotá, a través de la medición y análisis del desempeño de tiempos empleados en proyectos inmobiliarios, para lograr una cultura de medición y control de pérdidas en búsqueda de una mayor productividad e inversión en las empresas del sector. Concluye que, las

empresas constructoras seleccionadas para la medición de tiempos poseen certificación de calidad con planes y manuales de calidad, procesos y formatos

estandarizados que contribuyen a reducir tiempos no contributivos ofreciendo productos de calidad en beneficio del cliente. (NUÑEZ, 2006)

ANTECEDENTES NACIONALES

- Victor Alberto Aguirre Navarro desarrolló una tesis titulada: “Simulación

Estocástica del Proceso Constructivo de Cimentaciones e Indicadores de Desempeño en la Construcción del Edificio Industriales Wankas, Huancayo 2017”, cuyo objetivo fue analizar la influencia de la simulación estocástica del

(21)

- Israel Alfonso Collachagua Fernandez desarrolló una tesis titulada: “Aplicación de la Filosofía Lean Construction en la construcción de

departamentos multifamiliares La Toscana; como herramienta de mejora de la productividad”, cuyo objetivo fue determinar cuan beneficioso resulta la

aplicación de las herramientas Lean Construcction para la mejora de la productividad en la construcción de los departamentos multifamiliares La Toscana. Concluye que, la Filosofía Lean Construction mediante sus herramientas de sectorización (división del trabajo en cantidades similares) y el tren de actividades (cuadrillas que realizan una sola labor), logra incrementar progresivamente la eficiencia con que se ejecutan los trabajos en obra, esto se da por el proceso de especialización de los trabajadores en las labores que realizan durante todo el periodo de ejecución de la obra. (COLLACHAGUA, 2017)

1.7. ESTADO DEL ARTE

A mediados de la década de los setenta, Daniel W. Halpin implementó la simulación

de operaciones con el desarrollo del programa CYCLONE (CYCLic Operations NEtwork). Esta herramienta fue construida con el fin de modelar las operaciones de la construcción y mejorar su rendimiento. El programa consta de una red ensamblada por medio de nodos que describen las operaciones de construcción y aquellos elementos necesarios para el correcto flujo de las entidades: las actividades, los contadores de los ciclos finalizados en la operación, las colas que indican el estado pasivo o tiempo ocioso de los recursos, los conectores (flechas) que indican la dirección del flujo de los recursos entre los estados activos y pasivos de la red (Halpin & Riggs, 1992).

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de cada unidad, registrar los estados activos y pasivos de cada recurso, integrar los ciclos hallados de cada unidad e iniciar las unidades de flujo; por último, el tercer paso se basa en la simulación y experimentación, es decir, la ejecución en el computador de la simulación y la realización del análisis de sensibilidad (Vanegas & Halpin, 1994).

El modelamiento implementado por Halpin ha contribuido, desde entonces, al desarrollo de múltiples investigaciones sobre la simulación aplicada al sector de la construcción, así como a la generación de software de simulación bajo conceptos similares. Al mismo tiempo, se ha incentivado el mejoramiento del modelo por parte de otros autores. Algunos de estos han presentado propuestas como las siguientes: INSIGHT, de Paulson (1978); RESQUE, de Chang (1987); UMCYCLONE, de Ioannou (1989); COOPS, de Liu y Ioannou (1992); DISCO, de Huang y Halpin (1995); CIPROS, de Tommelein y Odeh (1994), STROBOSCOPE, de Martínez y Ioannou (1994); COST, de Cheng, Wu y Tseng (2000); GACOST,

de Cheng y Feng (2002) (Martínez, 1996; AbouRizk y Mather, 1999; Cheng y Feng, 2003).

Gracias a los avances de la tecnología, ahora la simulación es más accesible y fácil de implementar. Se encuentran diferentes programas de uso general Arena, Promodel, Ithink, Simulate, entre otros para realizar simulaciones de operaciones de la construcción, con una versatilidad muy amplia, a diferencia de las limitaciones en capacidad, velocidad y plataformas en las que corren herramientas computacionales de décadas anteriores. Su utilización más extendida ocurre en Estados Unidos y Canadá. Winter Simulation Conference es un evento internacional que se realiza cada año en los Estados Unidos y convoca investigadores de todos los sectores; donde la Ingeniería de la Construcción y la Administración de Proyectos hacen parte del programa.

(23)

optimizar las operaciones de proyectos de alto impacto en relación con sus plazos y costos. Para cumplir con dicho objetivo, busca experimentar con acciones de mejoramiento que ayuden a la toma de decisiones y para ello desarrolla modelos genéricos de simulación de operaciones que permitan modelar de forma más fácil y rápida proyectos que presenten características similares. También el grupo de investigación Norie, de la Universidad Federal de Rio Grande del Sur (UFRGS), en Porto Alegre, Brasil, adelanta trabajos en la aplicación de modelos de simulación de operaciones de la construcción.

En Colombia, la Universidad de los Andes ha trabajado sobre este tema en la última década, bajo la modalidad de proyectos de grado, realizados por estudiantes de la Maestría en Ingeniería y Gerencia de la Construcción, con diferentes alcances como el desarrollo de una herramienta de simulación de procesos constructivos: MOCSPROC y SIPLAN (Córdoba & Delgado, 2002). Además, se han presentado casos de aplicación de la simulación digital en proyectos de construcción en la

ciudad de Bogotá (Echeverry, Páez & Mesa, 2008).

En Perú, la universidad de Nacional De Ingeniería, desarrolló la tesis de pregrado

de Ingeniero Civil de “mejoramiento de la productividad con “REDES OPERACIONALES CÍCLICAS Y CONSTRUCCIÓN SIN PERDIDAS”,

proyecto interceptor norte, realizando la simulación, con el modelo Cyclone y con la utilización del software Eztrobe (Altez & Bolivar, 2008), la Universidad del Centro del Perú, desarrolla tesis de pregrado de ingeniero civil de título “SIMULACIÓN ESTOCÁSTICA DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE

CIMENTACIONES E INDICADORES DE DESEMPEÑO EN LA

CONSTRUCCIÓN DEL EDIFICIO INDUSTRIALES WANKAS, HUANCAYO 2017”, realizando la simulación de ejecución de zapatas de concreto armado usando

el modelo Cyclone y el software Arena (Aguirre, 2017), La Universidad Católica del Perú desarrolló tesis de pregrado de Ingeniería de minas con título “DESARROLLO DE UN MODELO PARA LA APLICACIÓN DE

(24)

Cyclone y el software Arena (Meza, 2011), La Universidad Católica De Santa María desarrolló tesis de pregrado de Ingeniería Industrial con título “PROPUESTA DE OPTIMIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EN LA PLANTA

DE AGREGADOS CORE MATERIAL DE LA EMPRESA CONCRETOS SUPERMIX S.A. ‐ PROYECTO CVPUE MEDIANTE LA TÉCNICA DE SIMULACIÓN”, usando el software Arena (Gutierrez, 2014). El Perú aun no

propone Software para simular bajo el modelo Cyclone. Las investigaciones encontradas son Limitadas siendo un tema nuevo que viene desarrollándose.

(25)

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

2.1.BASES TEÓRICAS GENERALES

2.1.1. LA CONCEPCIÓN TRADICIONAL DE LA CONSTRUCCIÓN

Recientes estudios han demostrado que la planificación representa aproximadamente sólo un 10% del costo total de un proyecto, sin embargo, regula la ejecución global de éste. Por lo tanto una mala planificación representa la causa principal de los problemas de la construcción, como la no disponibilidad o inadecuada disponibilidad de recursos y, por el contrario, una buena planificación es la clave para lograr una buena

eficiencia y efectividad. (SERPELL & ALARCÓN, 2000)

2.1.2. DETERMINACIÓN DEL TIPO DE TRABAJO

Para las mediciones de nivel general de actividades en obra se dividió el trabajo en tres tipos, los cuales serán explicados a continuación:

A. TRABAJO PRODUCTIVO (TP): Definimos trabajo productivo al que

aporta de forma directa a la producción.

B. TRABAJO CONTRIBUTORIO (TC): El trabajo contributorio lo

definimos como el trabajo de apoyo, que debe ser realizado para que pueda ejecutarse del trabajo productivo.

C. TRABAJO NO CONTRIBUTORIO (TNC): Trabajo que no genera

valor y no contribuye a otra actividad; por lo tanto, se considera como actividad de pérdida.

En su investigación ha determinado una lista que se referencia sobre los tipos frecuentes de trabajos no contributorios, así como sus causas más frecuentes, algunos de los cuales son:

 Viajes:

 Cuadrillas sobredimensionadas.

 Falta de supervisión.

(26)

 Mala distribución de instalaciones de obra.

 Tiempo ocioso

 Actitud del trabajador.

 Esperas

 Trabajo Rehecho

 Mala calidad.

 Trabajos mal ejecutados.

 Deterioros de trabajos ya realizados.

 Cambios en los diseños. (GHIO, 2001)

Asimismo, Serpell trata sobre el tema de la clasificación y nos brinda información referida a la composición normal del contenido de trabajo. Nos brinda una referencia de la composición de las actividades o tareas que se encuentran en el proceso constructivo.

FIGURA N° 01 – Composición de actividades del proceso

constructivo

FUENTE: (SERPELL & ALARCÓN, 2000)

A continuación se aprecia la distribución de trabajo en países de Latinoamérica:

PRODUCTIVO 20 - 40 %

CONTRIBUTORIO 20 - 40% NO

(27)

FIGURA N° 02 – Distribución del trabajo en países de Latinoamérica

FUENTE: (ORIHUELA, 2011)

Asimismo, en una investigación realizada sobre diagnóstico y evaluación de la relación entre el grado de industrialización y los sistemas de gestión con el nivel de productividad en obras de construcción de Nayda Morales Galiano y John Galeas Peñaloza, presentan el siguiente resumen:

FIGURA N° 03 – Nivel de productividad en obras de construcción

(28)

2.1.3. MANEJO DE TRANSPORTE DE MATERIALES

El manejo de materiales involucra las operaciones principales de levantar, transportar y almacenar los materiales. El transporte de materiales dentro de una construcción incluye todas las actividades involucradas en la movilización de los materiales del punto de recepción o de almacenamiento al punto en el que se utilizan. Esto abarca el manejo físico y la transportación de los materiales de su área de almacenamiento al punto final en el cual serán empleados. (RONDON, 2005)

Reducir el tiempo dedicado a recoger el material, usar equipo mecanizado o automático, seleccionar el equipo adecuado, utilizar mejor las instalaciones de manejo existentes y manejar los materiales con más cuidado, son factores que reducen el tiempo y manejo de materiales y equipos en obra. (IBÍD.) Los principios del buen manejo de materiales y equipos en una obra están basados en los siguientes aspectos: Planificar todos los movimientos de

materiales y equipos para obtener la máxima eficiencia, integrar todas las actividades en un sistema coordinado, reducir y eliminar los

(29)

2.1.4. LEAN CONSTRUCTION

Lean Construction persigue la excelencia a través de un proceso de mejora continua en la empresa, que consiste fundamentalmente en minimizar o eliminar todas aquellas actividades y transacciones que no añaden valor, a través de la optimización de recursos y la maximización de la entrega de valor al cliente, para diseñar y producir a un menor coste, con mayor calidad, más seguridad y con plazos de entrega más cortos, dentro de un marco ecológico con el entorno. (ALARCÓN, 1997)

Lean Construction trata de alcanzar estos objetivos en todas las fases del ciclo de vida de un proyecto de edificación, contando con todos los agentes sociales que intervienen en el proceso de diseño y construcción y con todas las personas y empresas que participan en la cadena entera de suministro y en cada flujo de valor, sin dejar a nadie fuera e integrando a todos bajo una meta común según los principios del sistema Lean. (IBÍD)

Lean Construction es un enfoque basado en la gestión de la producción para la entrega de un proyecto - una nueva manera de diseñar y construir edificios

e infraestructuras. La gestión de la producción Lean ha provocado una revolución en el diseño, suministro y montaje del sector industrial. Aplicado a la gestión integral de proyectos, desde su diseño hasta su entrega, Lean cambia la forma en que se realiza el trabajo a través de todo el proceso de entrega. Lean Construction se extiende desde los objetivos de un sistema de producción ajustada - maximizar el valor y minimizar los desperdicios - hasta las técnicas específicas, y las aplica en un nuevo proceso de entrega y ejecución del proyecto. (PONS, 2014)

(30)

beneficios, entre los que se incluyen como resumen los indicados en la siguiente tabla:

TABLA Nº 01 - Beneficios de Lean Construction

FUENTE: (PONS, 2014)

2.1.5. SIMULACIÓN

La simulación es un gran conjunto de métodos y aplicaciones que busca imitar el comportamiento de sistemas reales. (KELTON, SADOWSKI, & STURROCK, 2008)

También se define como la imitación de la operación de un proceso real o sistema a través del tiempo. La simulación es una metodología indispensable para la solución de problemas reales y se usa para describir y analizar comportamientos de un sistema, responder incógnitas del tipo “Que pasa si” y para establecer criterios para diseñar procesos reales. (BANKS,

2000)

PASOS PARA UN MODELO DE SIMULACIÓN

Los pasos para llevar a cabo un adecuado modelo de simulación se presentan en la siguiente figura. Sus principales etapas son la formulación del

(31)

FIGURA Nº 04 – Pasos para la creación de un modelo de simulación

FUENTE: (BANKS, 2000)

PROPÓSITO DE LA SIMULACIÓN

La simulación de un sistema de construcción con el modelo Cyclone está dirigida a los siguientes objetivos:

- Examinar la interacción de las entidades.

- Determinar los tiempos muertos de los recursos productivos. - Localizar cuellos de botella, y

- Estimar la productividad del sistema.

Para ello, debe simular el movimiento de las entidades como si estuvieran ocurriendo en el mundo real. (RODRÍGUEZ, 1962)

El sistema debe ser ejercitado y observado para determinar la respuesta y desbalance entre los recursos. Tales desbalances se manifiestan en cuellos

(32)

minimizar balanceando los recursos. En general, el eje del ejercicio de simulación es la duración de las distintas tareas. El estimado de esta duración puede ser determinístico o aleatorio.

En la estimación determinística, se puede recurrir a información: de experiencia anterior (por mediciones en tareas similares), por estimación de las tasas de productividad (también en base a trabajos pasados), por prueba y ajuste (ante ausencia de información previa), o por el uso de modelos predictivos (a partir de datos sobre productividades de los recursos empleados).

Las estimaciones aleatorias se basan en el uso de funciones de probabilidades, a partir de datos de campos, o como en el caso del método PERT, o por generación con el método Monte Carlo.

Aunque a partir del modelo Cyclone, la simulación puede efectuarse a mano, también dispone de un propio software, para lo cual los autores

desarrollaron funciones propias del modelo utilizadas como subrutinas llamadas por el programa principal, y que demandan datos del usuario.

(IBÍD.)

VENTAJAS DE REALIZAR PROCESOS DE SIMULACIÓN Las principales ventajas de la realización de simulación son:

 Permite evaluar todos los aspectos para la toma de decisiones en

cambios o adiciones que se deseen implementar en un sistema.

 Puede presentar un proceso o fenómeno en la escala de tiempo

que se requiera, obteniendo información más o menos detallada según las necesidades.

 Su análisis permite entender el porqué de algunas situaciones.

 Al tener un modelo válido de simulación, se pueden explorar

diferentes posibilidades en cuanto al comportamiento de un sistema.

 Permite diagnosticar problemas presentes en los procesos de

(33)

 Identifica restricciones o cuellos de botella en un proceso.

 Permite visualizar el plan de trabajo.

 Ofrece un punto de vista objetivo para la presentación de cambios.

 Prepara a los procesos para cambios.

 Resulta una inversión baja con relación a los costos de implementación de los cambios.

 Se puede utilizar para la obtención específica de requerimientos en

un sistema. (BANKS, 2000)

2.1.6. PRODUCTIVIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN

La productividad está dada por la relación que existe entre los recursos empleados y el trabajo producido en obra, la cual se debe vigilar de manera continua y meticulosa; sin embargo, en muchos casos ésta no se toma en cuenta, dejando que la obra simplemente siga su curso de la mejor forma posible.

El logro de la productividad involucra entonces la eficiencia y la efectividad, ya que no tiene sentido producir una cantidad de obra si ésta presenta problemas de calidad. (BOTERO & ÁLVAREZ, 2004)

El objetivo de cualquier proceso productivo es lograr una alta productividad, lo que se consigue mediante la obtención de alta eficiencia y efectividad, como puede verse en la siguiente figura:

FIGURA Nº 05 – Relación entre la eficiencia, efectividad y productividad

(34)

Un sistema productivo como la construcción, se caracteriza por la transformación de insumos y recursos en productos deseados, los principales son los siguientes:

 Materiales

 Mano de obra

 Maquinarias, herramientas y equipos

 Información

Se puede hablar entonces de diferentes clases de productividad en la construcción, de acuerdo con los recursos considerados:

 Productividad de materiales, por su costo es importante evitar los

desperdicios.

 Productividad de mano de mano de obra, factor fundamental ya

que normalmente en el recurso que fija el ritmo de trabajo de la construcción, del cual depende la productividad de otros recursos.

 Productividad de maquinaria, muy importante por el alto costo

que representa, por lo tanto es necesario racionalizar su uso en los proyectos, evitando tiempos muertos. (IBÍD.)

Existe gran cantidad de factores que afectan de diferentes formas la productividad en los proyectos deconstrucción. El profesional encargado de la administración de la obra, debe conocer cuáles de ellos son positivos y cuales negativos, para actuar sobre los últimos y disminuir o eliminar su efecto. Algunos factores con incidencias negativas sobre la productividad en proyectos de construcción, son:

 Errores en los diseños y falta de especificaciones.

 Modificaciones a los diseños durante la ejecución del proyecto.

 Falta de supervisión de los trabajadores.

 Agrupamiento de trabajadores en espacios muy reducidos

(sobrepoblación en el trabajo).

(35)

 Pobres condiciones de seguridad industrial que generan altas tasas

de accidentes.

 Composición inadecuada de las cuadrillas de trabajo.

 Distribución inadecuada de los materiales en la obra.

 Falta de materiales requeridos.

 Falta de suministro de equipos y herramientas.

 Lotes con condiciones difíciles para su desarrollo.

 Excesivo control de calidad.

 Características de duración y tamaño de la obra que no motivan al

personal.

 Clima y condiciones adversas en la obra. (IBÍD.)

2.2.BASES TEÓRICAS ESPECIALIZADAS

2.2.1. LOS PROYECTOS DE CONSTRUCCIÓN COMO SISTEMA

Para empezar definiremos que es un proyecto, un proyecto es un esfuerzo temporal que se lleva a cabo para crear un producto, servicio o resultado único. Temporal significa que cada proyecto tiene un comienzo definido y un final definido. El final se alcanza cuando se han logrado los objetivos del proyecto o cuando queda claro que los objetivos del proyecto no serán o no podrán ser alcanzados. La presencia de elementos repetitivos no cambia la condición fundamental de único del trabajo de un proyecto. (Project Management Institute, 2013)

Sistema de Gestión de Proyectos

Es el conjunto de herramientas, técnicas y metodologías, recursos y procedimientos utilizados para gestionar un proyecto.

Procesos de Dirección de Proyectos para un Proyecto

(36)

Los detalles específicos de un proyecto se define como objetivos que deben cumplirse sobre la base de la complejidad, el riesgo, el tamaño, el plazo, la experiencia del equipo del proyecto, el acceso a recursos, la cantidad de información histórica, la madurez de la organización en la dirección de proyectos, la industria y área de aplicación. Un ciclo subyacente a la interacción entre los procesos de dirección de proyectos es el ciclo planificar-hacer-revisar-actuar. Este ciclo está vinculado por los resultados, es decir, el resultado de una parte del ciclo se convierte en la entrada de otra.

FIGURA Nº 06 – Ciclo Planificar-Hacer-Revisar-Actuar

FUENTE: (ALTEZ & BOLIVAR, 2008)

El diagrama de flujo de procesos ofrece un general de las interacciones y del flujo básico entre los Grupo de Procesos. Un proceso individual puede

definir y restringir la forma en que se usan las entradas para producir las salidas de ese grupo de procesos. Un grupo de procesos incluye los procesos de dirección de proyectos que están vinculados por las respectivas entradas y salidas, es decir, el resultado o salido de un proceso se convierte en entrada del otro.

Jerarquía de la construcción

 Organizacional: el nivel organizacional está relacionado con la

(37)

 Proyecto: está relacionado con la descomposición del proyecto con el propósito de controlar tiempo y costo.

 Actividad: Es un tiempo y recurso consumido para un elemento del

proyecto normalmente definido para controlar el tiempo y el costo, ya sea por un planificador o ingeniero de costos. Una actividad es única y debe ser finalizada una vez, sin embargo, esta culminación puede requerir el desarrollo repetitivo de un número de operaciones o procesos, algunos de los cuales pueden ser únicos para esta actividad. Las actividades presentan una porción significativa del proyecto y tienen una duración de días, semanas o meses.

 Operación y proceso: el nivel de operaciones y procesos de

construcción está relacionado con la tecnología y el detalle de cómo se comporta la construcción, el mismo que se focaliza en el trabajo a nivel de campo. Usualmente una operación de construcción es tan

compleja que abarca varios procesos distintos, cada cual tiene su propia tecnología y secuencia de tareas de trabajo. Sin embargo, para

situaciones simples que envuelven un solo proceso, los términos son sinónimos.

La distinción de una actividad y una operación está firmemente relacionada con la duración de la función. La operación es sin embargo mucha más fundamental para un entendimiento de los métodos de campo.

 Tarea: el nivel de la tarea está relacionado con la identificación y

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Las tareas de trabajo con por consiguiente los bloques de construcción base de los procesos y operaciones.

Un asignamiento de trabajo es la colección de tareas de trabajo específicamente asignadas un miembro del equipo para su desempeño.

FIGURA Nº 07 – Niveles Jerárquicos en la Gestión de

Construcción

FUENTE: (RODRÍGUEZ, 1962)

Procesos Repetitivos en la construcción

(39)

grande es un proceso no repetitivo. Por otro lado, la colocación de las losas de suelo en un rascacielos, tiende a ser de naturaleza repetitiva.

Los proyectos que evidencian una naturaleza lineal con frecuencia dependen de ciclos o secuencias repetitivas de trabajo. Ejemplos típicos son la pavimentación de caminos, la construcción de un túnel, colocación de paneles prefabricados en rascacielos, etc. Claramente, la repetición es deseable porque lleva a la eficiencia en la utilización del recurso.

En la industria manufacturera, la piedra angular de la producción en masa es la secuencia repetitiva del trabajo a ser realizado. Esto está basado en la estandarización del producto a ser creado. La estandarización y la modularización son conceptos históricamente muy conocidos para los materiales de construcción (ejemplo: ladrillos y bloques, paneles “dry wall”). El concepto de estandarización para lograr la repetitividad es la base

del costo-eficiencia en la construcción, lo cual también lleva a obtener altos

estándares de calidad.

Tiempo de Ciclo del Proceso

El tiempo de ciclo es la cantidad total de tiempo que se requiere para completar el proceso. El tiempo de ciclo del proceso es considerado como una medida de la eficiencia y defínase eficiencia como: la capacidad de disponer de alguien o algo para conseguir un efecto determinado. (ALTEZ & BOLIVAR, 2008)

2.2.2. SOFTWARE ARENA

Este software viene con la estructura de Windows, trabaja con menús, submenús, barra de herramientas, ya sea de diseño, estándar, vista, animación, ejecución, ayuda y también plantillas para el modelado. Teniendo en claro cuál es la estructura del sistema el cuál se pretende modelar, se procede al diseño del modelo utilizando la plantilla adecuada.

(40)

Características Generales del Software Arena

 Metodología de modelado Diagrama de flujo que incluye una gran

biblioteca de bloques de construcción predefinidos para modelar el proceso sin necesidad de programación personalizada.

 Completa gama de opciones de distribución estadística para modelar

con precisión la variabilidad de los procesos

 Capacidad para definir trayectorias de objetos y rutas para la

simulación.

 Análisis estadístico y generación de informes de resultados.

 Métricas de rendimiento y cuadros de mando

 Capacidades de animación realistas en 2D y 3D para visualizar

resultados más allá de los números. (MÍMESIS, s.f.)

Ventajas del Software Arena

 Explorar las oportunidades para los nuevos procedimientos o

métodos sin interrumpir el sistema actual.

 Diagnosticar y solucionar problemas.

 Reducir o eliminar los cuellos de botella.

 Reducir los costos de operación.

 Mejorar el pronóstico financiero.

 Reducir los tiempos de entrega.

 Mejor manejo de los niveles de inventario, personal, sistemas de

comunicaciones y equipo.

 Aumente la rentabilidad a través de operaciones mejoradas. (IBÍD.)

2.2.3. METODOLOGÍA DE SIMULACIÓN DE PROCESOS CYCLONE

(41)

que pueden ser determinísticas o aleatorias. En este estudio al evaluar sistemas correspondientes a procesos de construcción, será más conveniente desagregarla en tareas para conocer cómo éstas interactúan. (RODRÍGUEZ, 1962)

Para describir el proceso de modelación, se definirán algunos conceptos previos. Se entenderá por modelo a la representación simplificada de una situación de la vida real, que hace uso de un conjunto de hipótesis que establecen la forma en que se relacionan las variables involucradas. (VERBAL & SERPELL, 1992)

La concepción de un modelo se realiza normalmente a través de las siguientes etapas:

- Definición del problema o sistema.

- Identificación de los recursos o unidades de flujo relevantes.

- Identificación de todos los estados posibles (actividad y ocio) de las

unidades de flujo e identificación de los ciclos individuales de recursos.

- Integración de los ciclos de los recursos.

- Inicialización o ubicación inicial de los recursos. - Determinación de la duración de las actividades.

- Validación del modelo a través de verificación (manual) de

resultados con casos reales. (IBÍD.)

ELEMENTOS BÁSICOS DEL MODELO

El método para el modelaje utiliza un conjunto de símbolos para representar la situación de las tareas, recursos y el flujo de recursos. Así, se utiliza un

cuadrado (o rectángulo) para representar una tarea en estado activo, un círculo para representar la espera de un recurso o de un mecanismo de

control (que en el lenguaje del método son llamados entidades), una flecha

(o un arco dirigido) para indicar el flujo o los movimientos. (RODRÍGUEZ,

(42)

TABLA N° 02 – Elementos Básicos del Modelo Cyclone ELEMENTOS BÁSICOS DEL MODELO CYCLONE

NOMBRE SÍMBOLO FUNCIÓN

COMBI

Este elemento requiere que todos los recursos estén disponibles para empezar, en cuyo caso se combinan.

Siempre esta precedido por elementos ESPERA (QUEUE). Si algunas de las unidades necesarias no están disponibles,

pues se encuentran en

ESPERA, las que han llegado deben esperar.

NORMAL

Representa una tarea que puede empezar tan pronto como llegue una unidad o recurso (cargador, cuadrilla) del elemento precedente, sin esperar restricciones.

ESPERA

(QUEUE)

Este elemento precede a todos los elementos COMBI y se relaciona con una ubicación en la cual esperan los elementos pendientes de combinación. Se miden las estadísticas de demora o espera.

FUNCIÓN

(FUNCTION)

Se incluye para desarrollar una función especial, activando los elementos que le preceden. Puede ser para conteo, consolidación, marcado o acopio estadístico.

ACUMULADOR

(ACCUMULATOR)

Es un elemento de conteo de ciclos en un subsistema o en el total sistema. No detiene ninguna operación.

FLECHA o ARCO

DIRIGIDO (ARC)

Indica la estructura lógica del modelo y la dirección del flujo de una entidad (recurso o mecanismo de control).

(43)

2.2.4. MEJORAMIENTO DE LA PRODUCTIVIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN

Teniendo en cuenta los factores que inciden negativamente en la productividad, el administrador de obra debe adoptar acciones correctivas conducentes a la solución de los problemas identificados, como objetivo del mejoramiento de la productividad. Para realizar lo anterior, se recomienda seguir el ciclo del mejoramiento de la productividad, descrito en la siguiente figura:

FIGURA Nº 08 – Ciclo de mejoramiento de la productividad

FUENTE: (BOTERO & ÁLVAREZ, 2004)

Las diferentes etapas de mejoramiento, requieren la realización de distintas actividades del proyecto. (BOTERO & ÁLVAREZ, 2004)

 Medición de la productividad, realizada mediante la toma de datos

y su posterior procesamiento y análisis estadístico. Para ello se utilizan formatos diseñados parta tal fin, denominados formulario de muestreo general del trabajo.

 Evaluación de la productividad, utilizando los datos obtenidos para

(44)

 Implementación de planes de mejoramiento, formulando

estrategias y acciones de mejoramiento, con seguimiento permanente para evaluar la eficacia y los resultados obtenidos. (IBÍD.)

El sistema implementado para la medición de la productividad tiene los siguientes objetivos:

- Evaluar de manera objetiva el desempeño del proyecto.

- Referenciar el ciclo de mejoramiento para próximas etapas de construcción.

- Realizar análisis de tendencias, proyectando resultados para futuras

obras y terminación de la obra.

Determinar por qué una obra o actividad es más productiva que otras similares. (IBÍD.)

2.2.5. TOMA DE DECISIÓN

Tomar decisiones representa una de las principales actividades para cualquier ejecutivo, independientemente de si su desempeño se sitúa en el sector público o en el privado. De hecho, Gallagher y Watson (1982:29) consideran que “la toma de decisiones es la función administrativa más importante”, acto por el cual en gran medida un administrador se valora por la eﬁcacia de las decisiones que toma. No es una actividad sencilla, ya que

se involucra la necesidad de evaluar opciones y decidirse por aquellas que mejor se ajusten a los objetivos perseguidos de entre toda una gama de alternativas.

(45)

condiciones organizacionales de su entorno. Sin embargo, una mala decisión podría perjudicar los intereses de la entidad en virtud de la cual la decisión es tomada, lo cual podría afectar, a su vez, la acción de individuos, empresas, políticas públicas, etcétera. (FLORES & LEYVA)

Análisis Multicriterio

Es habitual y aceptado dividir el campo de la decisión multicriterio en dos grandes ramas: Discreta DMD (problemas prácticos frecuentes, los de selección por el decisor de entre varias alternativas, pocas y concretas posibles.) Y la rama de la Decisión multicriterio objetivo MODM, más enfocada a problemas de diseño con alternativas no finitas que no será considerada en lo sucesivo.

Los métodos de análisis multicriterio discreto son relativamente jóvenes, datando de los principios de los 70, y consistentes básicamente, en una enumeración de alternativas y de criterios sobre los cuales se basará la decisión. En general, se deberán medir las alternativas mediante su evaluación y asignación de pesos y seleccionar aquella alternativa que mejor satisfaga las preferencias del decisor. (SANCHEZ RIERA, 2010)

En palabras de Moreno Jiménez (1996), se entiende por Decisión multicriterio “el conjunto de aproximaciones, métodos, modelos, técnicas y herramientas dirigidas a mejorar la calidad integral de los procesos de

decisión seguidos por los individuos y sistemas, esto es a mejorar la efectividad, eficacia y eficiencia de los procesos de decisión y a incrementar el conocimiento de los mismos (valor añadido del conocimiento)”.

Descripción de la técnica: El procedimiento que sigue esta técnica es el siguiente:

(46)

FIGURA Nº 09 – Procedimiento de la técnica de análisis multicriterio

FUENTE: (SANCHEZ GUERRERO, 2003)

En la primera etapa, el arreglo arbóreo se forma con los tres factores básicos para la toma de decisiones: las alternativas que serán sujetas de valoración (llámense actividades, estrategias, proyectos, cursos de acción, etc.), el objetivo que se pretende alcanzar y los criterios de valoración con los que se habrán de valorar las alternativas.

En la segunda etapa, se construye una matriz A, a partir de la comparación de los diferentes criterios con el propósito de estimar la importancia relativa entre

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TABLA Nº 03 – Escala de importancia relativa

FUENTE: (SANCHEZ GUERRERO, 2003)

En la tercera etapa, el grado de consistencia se calcula para cada matriz A de comparaciones, y se expresa mediante la razón de inconsistencia RI, que es común colocarla en la parte inferior de la matriz A. Una vez llena la matriz A con las respectivas calificaciones, se procede a estimar los correspondientes peos relativos de los criterios W. Los pesos relativos son el vector característico o eigenvector de la matriz.

En la cuarta etapa, una estimación del grado de inconsistencia en el que se incurre al momento de asignar calificaciones es la razón de inconsistencia RI, la cual indica el grado de incoherencia que se comete al calificar la importancia relativa de los criterios y alternativas de un problema. Una práctica común es

colocarla en la parte inferior de cada matriz de comparaciones A con el propósito de vigilar la consistencia en las calificaciones.

(48)

2.3.HIPÓTESIS GENERAL Y ESPECÍFICAS HIPÓTESIS GENERAL

Mediante la simulación de los procesos constructivos en ejecución de obras, basados en observación directa de sus tareas, se podrá obtener modelos matemáticos de pronóstico de producción.

HIPÓTESIS ESPECÍFICAS

 Con una metodología adecuada se podrá realizar una simulación confiable de los procesos constructivos.

 Con un modelo matemático confiable se podrán simular los procesos

constructivos.

 Se podrá mejorar la productividad empleando la simulación en un modelo

matemático del proceso constructivo.

2.4.VARIABLES

a) Variable Independiente: ELEMENTOS COMBI, NORMAL Y ESPERA

DEL MODELO CYCLONE.

b) Variable Dependiente: PRODUCTIVIDAD.

(49)

CAPÍTULO III: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

3.1.TIPO DE INVESTIGACIÓN

De acuerdo al fin que persigue, es una INVESTIGACIÓN APLICADA, debido a que busca conocer y modificar la realidad de la problemática.

De acuerdo al tipo de datos analizados, es una INVESTIGACIÓN CUANTITATIVA, puesto que plantea conocer la realidad a través de la recolección y análisis de datos.

De acuerdo a la metodología para demostrar la hipótesis, es una INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL, ya que la hipótesis se verificará mediante la manipulación deliberada de las variables, pues las modificaciones que sufra la variable dependiente durante los experimentos se deben exclusivamente a los cambios en la variable independiente.

3.2.POBLACIÓN Y MUESTRA

Para la elección de la población, se desarrolló un diagnóstico de la situación actual de las construcciones que buscan salvar grandes luces con vigas metálicas y/o

cerchas metálicas, concernientes a los ubicados en la ciudad de Huánuco, para lo cual se tomaron diez obras con características similares como el clima, lugar y tipo de construcción; entre éstos tenemos:

 Construcciones y acabados “El Castor”

 Distribuidor “PDF”

 Polideportivo – Grass Sintético “Los Compadres”.

 Cancha de grass sintético “El Nacional”

 Polideportivo “El Jefecito”

 “El Bernabeu”.

 Campo deportivo de grass sintético “Monumental”

 Recreo Turístico “La Olla de Barro”

 Polideportivo “La Esperanza”

(50)

Seguidamente, se desarrollaron cuestionarios y fichas de registro, en cada entrevista se obtuvieron datos similares con respecto al estado actual de inversión de vigas metálicas.

Se tomó como población única para el desarrollo de la presente investigación la obra que presentó mayor tiempo en el proceso de montaje de vigas metálicas. Haciendo uso del total de datos recolectados de la zona en estudio, debido a que el estudio se encuentra enfocado en la toma de decisión para el proceso constructivo.

A continuación se muestra de manera general los proyectos tomados en cuenta para la población y seguidamente se muestran imágenes de forma detallada:

FIGURA Nº 10 – Elección de muestra

FUENTE: Propia del investigador, 2017.

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FIGURA Nº 11 – Construcciones y Acabados “El Castor”

Construcciones y Acabados “El Castor”.

FIGURA Nº 12 – Distribuidor “PDF”

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FIGURA Nº 13 – Polideportivo “Los Compadres”

Polideportivo – Grass Sintético “Los Compadres”.

FIGURA Nº 14 – Cancha de grass sintético “El Nacional”

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