Procesos productivos industriales: características, tipos, ejemplo
Los procesos productivos industriales son los procedimientos o actividades que incluyen pasos físicos, químicos, mecánicos o eléctricos, requeridos para la manufactura de un producto o diferentes bienes, que generalmente se llevan a cabo a gran escala.
Son componentes claves de la industria pesada, en la que las materias primas se transforman en productos con un uso específico y con propiedades físicas y químicas exclusivas, a través de una serie de procesos.
Todo proceso productivo industrial está compuesto por una serie de procedimientos y unidades de producción heterogéneos. Cada uno de los cuales tiene una estructura propia y están estrechamente relacionados.
La ejecución ordenada y dinámica de todos los procesos requiere que exista una actividad idéntica de movimiento para cada mecanismo de cada unidad de producción durante un período de tiempo bastante largo.
Debido a las diferencias en las funciones físicas y químicas de cada unidad de producción, las relaciones entre los diferentes procesos son extremadamente complejas y se ven afectadas por el entorno externo.
Por tanto, la operación dinámica de un proceso productivo industrial es un problema complejo impredecible y es difícil encontrar sus reglas de funcionamiento.
Índice del artículo
Los procesos productivos industriales son los responsables de fabricar productos destinados al uso industrial, a partir de las materias primas. El resultado de esto es lo que ha hecho posible una fabricación productiva en la mayoría de las otras industrias.
Son responsables de producir una gran variedad de máquinas diferentes, desde grandes elementos industriales hasta máquinas domésticas simples, así como otros productos de uso industrial como hardware, papel y otros materiales de empaque, vidrio y demás accesorios.
Sin embargo, a pesar de la amplia gama de productos, todos tienen una función común: eliminar o reducir la cantidad de gasto de energía humana, o de la mano de obra necesaria para completar un trabajo.
Independientemente del tipo de maquinaria que se emplee, estos procesos son cruciales para producir muchos de los bienes y servicios vitales para cualquier economía de manera oportuna y rentable.
Entre las características productivas de los procesos industriales se encuentra el “flujo masivo”, que consiste en el procesamiento de las diversas materias primas, la logística, el procesamiento de transferencia de calor, y los efectos físicos y químicos que generan los procesos industriales.
Entre las industrias que utilizan procesos productivos están la química, la metalúrgica, la petroquímica, la de materiales de construcción, la de fabricación de papel, la alimentaria, la médica, etc.
Específicamente, estas industrias con procesos productivos generalmente tienen las siguientes características:
– Las materias primas utilizadas provienen principalmente de la naturaleza.
– Los productos fabricados son utilizados principalmente como materias primas en otros procesos. Por tanto, muchas categorías de la industria de procesos tienen características de la industria de materias primas.
Sin embargo, algunos productos de ciertas industrias de procesos productivos también pueden usarse directamente para el consumo.
– Los procesos de producción son principalmente continuos, o casi continuos, aunque algunos de ellos son por lotes.
– Las materias primas se transforman en productos o subproductos a través de transformaciones químico-físicas en forma de flujo de masa y de energía.
– Los procesos de producción suelen ir acompañados de diversas emisiones.
Los procesos productivos industriales son un sistema de ingeniería con multifactores, multiescalas y multiniveles, integrados con el control del flujo masivo, el flujo de energía y el flujo de información.
Por ejemplo, el proceso para fabricar acero es un sistema de control de la operación, que consiste en transformar el estado del material y el control de sus propiedades, junto con el control del flujo masivo y de los parámetros del proceso de flujo masivo, como temperatura, tiempo y espacio.
El proceso productivo industrial incluye también el almacenamiento, transporte y tratamiento previo de las materias primas y la energía, los procesos de reacción y el procesamiento de los productos generados por esa reacción.
También involucra los materiales auxiliares y el sistema de suministro de energía conectado a los procesos de reacción, que son los que realizan la función de procesos industriales. Estos también pueden entenderse en general como:
– Selección, almacenamiento y transporte de materiales y energía.
– Selección y diseño de los productos.
– Diseño e innovación de la estructura del proceso.
– Control, utilización y tratamiento de las emisiones y los subproductos.
– Tratamiento y eliminación de sustancias tóxicas y nocivas.
– Descarte o recuperación de los productos utilizados.
Implica crear líneas de ensamblaje dedicadas, que producen solo un artículo a lo largo de cada día e incluso en diferentes épocas del año.
Es relativamente sencillo ajustar hacia arriba o hacia abajo la producción según los cambios en la demanda del cliente, ya que se requiere poco o ningún cambio de equipo o de personal. Por esta razón, está madura para ciertos tipos de automatización.
Múltiples industrias hacen uso de los procesos repetitivos, como la electrónica, la de empaque y la de piezas de automóviles.
Esto significa que una instalación de producción puede cambiar entre varios tipos de productos en el transcurso de un día. Se pueden requerir cambios del equipo con frecuencia.
El sector del automóvil se dedica a la fabricación discreta. Lo mismo ocurre con los fabricantes de teléfonos inteligentes y otras empresas especializadas en electrónica.
Este proceso no es tan estructurado como el proceso repetitivo o discreto. Mientras estos tipos tienen líneas de producción, un taller es más un área general. Varias personas a la vez pueden compartir el taller, o solo algunas pueden usarlo en el transcurso de un día.
Los talleres generalmente producen solo una unidad de un único producto o variaciones menores en uno solo. Puede ser electrónica simple, ropa a medida, muebles personalizados o algo similar.
Es la misma idea general del proceso repetitivo, excepto que el material es un líquido o un gas, o incluso un polvo.
Una cooperativa que vende mermeladas caseras probablemente funciona como un taller. Por otro lado, una corporación que vende mermelada a gran escala utiliza máquinas especializadas en procesos continuos, generalmente las 24 horas del día.
Es diferente al proceso repetitivo porque en lugar de producir un producto de principio a fin, se “maneja” un grupo de bienes idénticos paso a paso. Es como hornear cuatro panes en conjunto, en lugar de solo uno.
Un lote podría ser de 200 panes. Después de esos 200, los trabajadores podrían terminar y limpiar la máquina. Si se está operando según un proceso discreto, se podría recalibrar el equipo para hacer bollos.
Se reciben los planes del producto y las especificaciones de calidad del cliente. Se elabora una propuesta para el método de fabricación y el programa general. Basándose en esta información se hace un cálculo aproximado del costo.
Después de hacer esto y tratar cualquier otro problema, se considera la posibilidad de fabricar el producto propuesto a escala comercial.
Después de establecer la viabilidad del proyecto, se determinan con más detalle las especificaciones del producto, trabajando en el diseño y la fabricación de las matrices, así como seleccionando y obteniendo la maquinaria y herramientas de procesamiento necesarias, etc.
Con base a las especificaciones del producto y los planes de fabricación determinados en la etapa de desarrollo del producto, se crea un prototipo. Luego se trabaja con el cliente para establecer si el producto cumple con los estándares de calidad requeridos.
Se repite este proceso de desarrollo del producto, creación de prototipo y evaluación del mismo hasta que el prototipo alcance el estándar de calidad requerido.
Con el fin de construir una línea de producción que pueda fabricar un producto de alta calidad de manera eficiente, se lleva a cabo una simulación utilizando el sistema CAD-CAM, que respalda el diseño del proceso productivo principal, para proponer un diseño adecuado de fabricación.
Tomando como base el diseño de fabricación y el diseño propuesto en la etapa de planificación de la producción del prototipo comercial, se construye una línea de fabricación y se produce un prototipo comercial.
Luego se trabaja con el cliente para establecer si el producto cumple con los estándares de calidad requeridos. Se repite este proceso de desarrollo del prototipo a escala comercial, y producción y evaluación del prototipo, hasta alcanzar el estándar de calidad de la línea de producción comercial que se requiere.
Cuando se completan todos los preparativos, se comienza con la producción comercial. Incluso en esta etapa, se realizan modificaciones y mejoras en la línea. Todo el equipo colabora activamente para hacer productos de alta calidad lo más eficientemente posible.
Los productos terminados se inspeccionan de cerca manualmente y por máquinas para asegurar que no tengan defectos. Solo los que pasan la inspección se entregan al cliente, embalados cuidadosamente para evitar contaminaciones o daños.
Los procesos productivos industriales pueden ser costosos de implementar y de agregar a una empresa al principio. Sin embargo, ayudarán a ahorrar dinero en el futuro.
Reducen los costos de operación porque su capacidad para adaptarse a los cambios ayuda a prevenir productos defectuosos, así como el tiempo y los recursos desperdiciados.
Además de eso, requieren menos trabajadores para operarlos en comparación con otros procesos de fabricación, por lo que las empresas pueden ahorrar en costos de mano de obra.
Sin embargo, quizás el mayor beneficio de los procesos productivos industriales es que ayudan a las empresas a ser más eficientes. Trabajan para mantener todo funcionando sin problemas en la mayoría de las situaciones.
Si algo dentro del proceso cambia, pueden adaptarse y mantener la producción en movimiento para reducir las demoras y los cuellos de botella. Esto ayuda a crear tiempos de producción más rápidos y, como resultado, un mayor servicio y satisfacción del cliente.
Pueden tener algunas desventajas, pero no suficientes como para anular los beneficios. Aunque son costosos al principio, estos procesos ayudarán a las empresas a crear mejores productos, a ser más eficientes y a aumentar los ingresos con el tiempo.
Hay algunas desventajas de los procesos productivos industriales que las empresas deben tener en cuenta. La más importante es que su implementación en el proceso de producción puede ser complicada. Requiere una planificación extensa, que puede implicar la creación de diseños y programas detallados.
También se pueden necesitar empleados altamente calificados para operar la maquinaria. Los sueldos para estos trabajadores pueden ser altos.
Además, debido a que estos procesos son tan complicados, se necesita un conjunto diferente de trabajadores calificados para el mantenimiento y las reparaciones de los diferentes equipos. La compensación para estos empleados puede ser también bastante costosa.
Por encima de todo, comprar o adaptar la maquinaria será bastante difícil. Dicho esto, los procesos productivos industriales están disponibles principalmente para las empresas más grandes, ya que las mismas tienen ingresos suficientes para invertir en estos procesos y mantenerlos.
Se trata del uso de productos químicos para transformar una materia prima en un producto industrial. Ejemplos: fabricación de aluminio y formación de acero polimérico.
Si los productos que se están fabricando comienzan como líquidos, es probable que se utilicen moldes.
Un tipo popular de moldeo es la fundición, que consiste en calentar el plástico hasta convertirlo en líquido, y luego verterlo en un molde. Después de que se enfríe el plástico, se retira el molde y se obtiene la forma deseada. Existen otros cuatro tipos de moldeo:
– Moldeo por inyección: funde el plástico para crear materiales en 3D, como tinas de mantequilla y juguetes.
– Moldeo por soplado: utilizado para hacer tuberías y botellas de leche.
– Moldeado por compresión: utilizado para productos a gran escala, como neumáticos de automóviles.
– Moldeo rotacional: utilizado para muebles y tambores de envío.
Es el uso de medios físicos para convertir una materia prima en un producto industrial. Sería difícil hacer productos como piezas de metal sin usar algún tipo de máquina. Se utilizan herramientas como sierras y cortadoras para lograr el resultado deseado.
También hay herramientas que utilizan calor para darle forma a los productos. Las máquinas láser pueden cortar una pieza de metal usando un haz de luz de alta energía.
Con la electricidad disponible y el efecto que tiene en los materiales se pudieron generar varios procesos para la separación o revestimiento de metales.
– Galvanoplastia, electrodeposición o anodización: consisten en depositar un material sobre un electrodo.
– Pulido electrolítico: es lo contrario a la galvanoplastia.
– Electrotipeo: utilizar la galvanoplastia para elaborar planchas de impresión.
– Chapado o metalización: son términos genéricos para el proceso de suministrar un recubrimiento metálico a materiales que no son metales.
Es el uso de calor para convertir una materia prima en un producto industrial. Es muy utilizado en la metalurgia.
– Arenado: lavado de una superficie con arena u otros polvos.
– Fundición: es la configuración de un material líquido vertiéndolo en moldes para dejarlo solidificar.
– Forja: es la configuración del metal mediante la utilización de martillo y calor.
– Soldadura: es el proceso para pegar metales.
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