DOI: 10.26820/reciamuc/7.(2).abril.2023.281-304
URL: https://reciamuc.com/index.php/RECIAMUC/article/view/1114
EDITORIAL: Saberes del Conocimiento
REVISTA: RECIAMUC
ISSN: 2588-0748
TIPO DE INVESTIGACIÓN: Artículo de revisión
CÓDIGO UNESCO: 3310 Tecnología Industrial
PAGINAS: 281-304
Aplicación de la teoría de restricciones en un proceso
productivo con enfoque a la industria 4.0
Application of the theory of constraints in a production process with a focus
on Industry 4.0
Aplicação da teoria das restrições num processo de produção com
enfoque na Indústria 4.0
Margareth Camacho Angulo
1
; Saúl Banchón Jiménez
2
; Klever Fernando Barcia Villacreses
3
;
María Allauca Amaguaya
4
RECIBIDO: 23/02/2023 ACEPTADO: 12/03/2023 PUBLICADO: 15/05/2023
1. Magíster en Logística y Transporte Mención en Modelos de Optimización; Ingeniera Industrial; Universidad de Guaya-
quil; Guayaquil, Ecuador; margareth.camachoa@ug.edu.ec; https://orcid.org/0000-0001-6478-4084
2. Universidad de Guayaquil; Guayaquil, Ecuador; saul.banchonj@ug.edu.ec; https://orcid.org/0009-0001-6665-6200
3. Diploma Superior en Administración Seis Sigma; Doctor en Filosofía; Magíster en Agricultura; Ingeniero Mecánico; Es-
cuela Superior Politécnica del Litoral; Guayaquil, Ecuador; kbarcia@espol.edu.ec; https://orcid.org/0000-0002-9947-
8287
4. Magíster en Psicología Laboral con Mención en Desarrollo Humano y de la Organización; Magíster en Seguridad Hi-
giene Industrial y Salud Ocupacional; Ingeniera en Marketing; Universidad de Guayaquil, Ecuador; maria.allaucaam@
ug.edu.ec; https://orcid.org/0000-0002-7399-489X
CORRESPONDENCIA
Margareth Camacho Angulo
margareth.camachoa@ug.edu.ec
Guayaquil, Ecuador
© RECIAMUC; Editorial Saberes del Conocimiento, 2023
RESUMEN
El presente estudio plantea una propuesta de mejora del proceso productivo de tubos para hornos y grilles
aplicando Teoría de Restricciones dentro una empresa ubicada en Ecuador, obteniendo como resultado la
reubicación de maquinarias, propuesta de un plan preventivo que reducirá costos y aumentarán su productiv-
idad en un 10%. Al realizar el análisis de tiempos del proceso productivo en el área de estudio se identifican
actividades y movimientos que no agregan valor, a través de la metodología teoría de restricciones se localiza
el cuello de botella del proceso productivo y median te la industria 4.0 se propone contratar una cinta trans-
portadora con sistema de radio frecuencia para el transporte de las piezas y optimización de los procesos.
Además, al realizar el impacto económico se obtiene un total de $18.388,26 con una inversión de $8.201,60,
la tasa interna de retorno de 18,53%, y el valor actual neto de $10.412,75.
Palabras clave: Teoría de Restricciones, Hornos y Grilles, Análisis de Tiempos, Industria 4.0.
ABSTRACT
This study presents a proposal to improve the production process of pipes for furnaces and grills by applying the
Theory of Constraints in a company located in Ecuador, obtaining as a result the relocation of machinery, propo-
sal of a preventive plan that will reduce costs and increase productivity by 10%. By performing the time analy-
sis of the production process in the study area, activities and movements that do not add value are identified,
through the theory of constraints methodology the bottleneck of the production process is located and through
industry 4.0 it is proposed to hire a conveyor belt with radio frequency system for the transport of parts and
optimization of processes. In addition, when performing the economic impact, a total of $18,388.26 is obtained
with an investment of $8,201.60, the internal rate of return of 18.53%, and the net present value of $10,412.75.
Keywords: Theory of Constraints, Furnaces and Grills, Time Analysis, Industry 4.0.
RESUMO
Este artigo procura orientar os utilizadores ou pessoas interessadas em utilizar estas novas tecnologias Iot,
para a aplicação de soluções viáveis baseadas na utilização de tecnologia aberta em plataformas amigáveis
com o desenho de uma arquitectura de rede que mostra as camadas de captura de informação, processamen-
to, filtragem e entrega de informação numa rede WSN. A metodologia científica baseia-se numa abordagem
de investigação aplicada, com a utilização de variáveis quantitativas para o registo e análise da informação.
Conclui-se que é possível empregar essas tecnologias aos processos produtivos de pequenas empresas a um
baixo custo devido ao uso de tecnologias de código aberto.
Palavras-chave: RSSF, Transformação Digital, PMEs, Indústria 4.0, Automação, IoT.
283
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Introducción
Las tuberías de cocinas se dividen en tubos
válvulas, hornos y grilles existen desde hace
mucho tiempo, con el pasar de los años su
uso ha cambiado continuamente de acuerdo
con la actualización de maquinarias y equi-
pos de producción y la industria 4.0, por lo
tanto, las industrias metalmecánicas que se
dedican a la fabricación de este tipo de tu-
berías para cocinas están en constante re-
novación de conocimientos con temas de
calidad, productividad, optimización de re-
cursos y buenas prácticas de manufactura.
La empresa donde se realiza la investiga-
ción se dedica a la producción y distribu-
ción de tuberías, válvulas, hornos y grilles
para posteriormente ensamblar cocinas,
cabe recalcar que fabrican la parte funcio-
nal de la cocina de acuerdo con normas de
calidad. El sistema de producción que se
maneja en la empresa es de acuerdo con
los requerimientos del cliente con un pro-
medio de 60.000 piezas al mes. Este artícu-
lo se lo elabora con el propósito de aportar
a la mejora del proceso productivo de la
empresa mediante un enfoque de la inge-
niería industrial e industria 4.0 (Ekleş & Ay
Türkmen, 2022).
Inicialmente se detalla a profundidad la
problemática que presenta la empresa en
estudio, en relación con la mejora de proce-
sos la cual no se aplica de forma eficiente y
provoca muchos tiempos muertos, los cua-
les pueden aprovecharse de mejor forma,
en este estudio también se analiza las va-
riables que contribuyen a la realización del
marco de referencia, por último, se determi-
nan los aspectos metodológicos y técnicas
de investigación.
A continuación, se realiza la presentación
de la empresa y su condición actual, me-
diante un análisis medible de la producción
teórica y la producción real.
Finalmente, se presenta la propuesta par-
tiendo del diagnóstico de la investigación
desarrollada, con la finalidad de optimizar
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
la producción y la estandarización en la em-
presa. Posterior a ello se plantean las con-
clusiones y recomendaciones del proyecto.
Marco teórico
El marco teórico del presente artículo pre-
tende analizar los fundamentos concep-
tuales de la teoría de restricciones (TOC),
industria 4.0, herramientas tales como: 5
por qué, diagrama de Pareto, con el propó-
sito de facilitar el análisis de la temática y la
descripción de los resultados.
Teoría De Restricciones
(“Optimización de Los Procesos Operativos
Mediante La Teoría de Restricciones En Una
Empresa Metalmecánica.,” 2022) dice que
la teoría de las restricciones es un método
mecanizado utilizado en los procesos pro-
ductivos a través de la categorización de
la producción OPT (Optimized Production
Technology), permite mejorar la gestión pro-
ductiva y corregir sistemas integrados en las
diferentes empresas productivas de servi-
cios y/o comerciales. Dentro de un proceso
productivo existen puntos críticos o cuellos
de botella que se convierten en restriccio-
nes, esto perjudica al proceso final, median-
te el incremento de costos, niveles bajos de
productividad, entre otros, el fin es contra-
rrestar estos ´problemas e inducir al logro en
el perfeccionamiento en la diligencia integral
de la organización (Bombón et al., 2019).
La teoría de restricciones consta de 5 pasos
los cuales son:
Paso 1. Identificar las restricciones
Paso 2. Aprovechar las restricciones
Paso 3. Subordinar los procesos a la res-
tricción
Paso 4. Elevar las restricciones
Paso 5. Volver al paso uno. (Ekleş & Ay Tür-
kmen, 2022)
(Galvan Quispe, 2018) en el artículo “Inci-
dencia de la Teoría de Restricciones en la
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Productividad de una Empresa Embotella-
dora de Gaseosas” plantea una Hipótesis
sobre si la Teoría de Restricciones incre-
menta la productividad multifactorial de
una empresa embotelladora de bebidas
gaseosas, hace uso del método científi-
co explicando y describiendo el proceso
en mención, además utiliza una población
del número de paquetes producidos por
la empresa durante 1 año, tomando como
muestra 1 mes antes y 1 mes después de la
aplicación de teoría de restricciones, donde
concluye que la productividad multifactorial
si se ha incrementado en un 13% aproxima-
damente, así también la productividad de
cada uno de los elementos fundamentales
del proceso como mano de obra, materia
prima y energía eléctrica.
En el artículo (Govoni et al., 2021) “Analy-
sis of production resources improvement
strategies in make-to-stock enviroment ma-
naged by the simplified drum-buffer-rope
system” se simulan mediante la informática
varios métodos de identificación del recurso
con limitación de la capacidad dentro de un
proceso de mejora continua. En este paper
toman en cuenta seis configuraciones de lí-
neas de producción gestionadas por el sis-
tema simplificado tambor-reserva y soga, de
los seis métodos de mejora aplicados, tres
de ellos basados en Teoría de Restriccio-
nes basándose el rendimiento mediante el
tiempo de ciclo y la tasa de cumplimiento de
pedidos. Los resultados encontrados mues-
tran que en los sistemas equilibrados con
las mejoras repartidas en todos los recursos
permiten obtener mejores resultados. En los
entornos no equilibrados al aplicar los tres
métodos de Teoría de Restricciones mues-
tran resultados con rendimiento superior.
En la investigación realizada por (Jing et al.,
2021) “An integrated application model and
its implementation path of lean six sigma
management and theory of constraints” des-
taca el uso simultáneo de tres metodologías
como son: Six Sigma, producción ajustada
y Teoría de Restricciones, el modelo utili-
zado se compone de capas de objetivos,
funciones, procesos y herramientas aplica-
dos a una empresa de baterías de plomo
ácido en donde como resultado se mejoró
la producción media mensual en un 20% y
las devoluciones en un 15% anual, por lo
tanto, concluye que el modelo es operable
y eficaz (Jing et al., 2021).
En el artículo “A system dinamics based mo-
del to implement the Theory of Constraints in
a healthcare system” realizado por (Grida &
Zeid, 2019) se simula un hospital de tama-
ño mediano mediante el software AnyLogic
para determinar el recurso cuello de botella
del sistema en mención, luego siguen los
pasos de Teoría de Restricciones tales como
explotar y subordinar el sistema del entorno
a este recurso, concluye mejorando en un
6% el número de pacientes atendidos, sin
aumentar los recursos; además, a través del
modelo se determina la capacidad necesa-
ria para mejorar el cuello de botella.
Según lo publicado en el artículo (Romero
et al., 2019) “La Teoría de Restricciones y la
Optimización como Herramientas Gerencia-
les para la Programación de la Producción.
Una Aplicación en la Industria de Muebles”,
en cuanto a la teoría de restricciones (TOC)
cita que, esta es una teoría estratégica que
nace en el nivel gerencial, identifican los
puntos débiles en la cadena de valor con el
propósito de mejorar el desarrollo de los pro-
cesos productivos o de servicios, la impor-
tancia de esta teoría está en la gestión que
aplica en las restricciones para contrarres-
tar, optimizar y de tal forma obtener una ren-
tabilidad y/o ganar dinero hoy y en el futuro.
Las organizaciones están conformadas por
un conjunto de recursos los mismos que es
prioritario gestionar a través de una buena
planificación y programación de las activi-
dades y tareas para que los procesos paso
a paso alcancen la eficiencia y desempeño
de los sistemas que involucra las diferen-
tes empresas.
Todo proceso productivo necesita de una pro-
gramación de operaciones para alcanzar los
objetivos propuestos en cuanto a la gestión
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
de los sistemas productivos con base a las
exigencias de los mercados y la satisfacción
de las necesidades de los consumidores.
Según lo publicado en el artículo (Cevallos
E. & Toro Loor, 2020) “Aplicación de la teo-
ría de restricciones (TOC) en un proceso de
fabricación de chocolates”. La aplicación
de la TOC en diferentes organizaciones ha
sido causa de varios beneficios, tales como
la optimización de los tiempos de entrega,
minimización de los inventarios, incremento
en el volumen de ventas, optimización de
los recursos, es normal que también se ne-
cesita inversión en equipos, herramientas y
mano de obra.
Según lo publicado en el artículo (Lucia Ro-
dríguez, 2021) “La teoría de restricciones
como fuente de crecimiento empresarial”
para aplicar la herramienta de las TOC es
menester identificar las restricciones en los
procesos administrativos, operativos, man-
dos medios y altos, debido a que dentro de
las empresas estos son un equipo y trabajan
todos de la mano, no es lógico que se enfati-
ce en uno de ellos únicamente, eso causaría
varias diferencias a futuro y no al cansaría a
optimizar la meta de la organización median-
te el proceso de mejoramiento continuo.
Industria 4.0
La cuarta revolución industrial o industria
4.0, trajo consigo la automatización de los
procesos, aprendizaje de las máquinas
lectura de características con sensores, ro-
bots que reemplaza al personal operativo;
esto con el objetivo de optimizar los proce-
sos industriales.
En el artículo (Zachciał & Jardzioch, 2022)
“Aplication of simulation research to analyse
the production process in terms of sustaina-
ble development”, se desarrolla una simula-
ción sobre una línea de producción con seis
puestos de montaje en la que se busca aho-
rrar tiempos de desplazamientos debido a
que el transporte de productos acabados
actual es manual, el artículo en mención
concluye que al utilizar cintas transportado-
ras con sensores de parada el consumo de
energía es más bajo y por ende permite que
la empresa tenga una mejor rentabilidad.
Según lo publicado en el artículo (“Indus-
tria 4.0 y Economía Circular: Revisión de La
Literatura y Recomendaciones Para Una In-
dustria Sustentable En Ecuador,” 2022) La
Industrial 4.0 incluye varias tecnologías, las
principales y más conocidas son: el inter-
net de las cosas, tecnologías de big data,
inteligencia artificial, manufactura aditiva,
sistemas robóticos, entre otros, mediante
la aplicación de algunos de los recursos
tecnológicos citados, los beneficios que se
puede obtener son: bajar costos de produc-
ción, mejorar la productividad, la flexibilidad
y la eficiencia de los recursos (por ejem-
plo, big data para mantenimiento predicti-
vo y reconfiguración rápida de sistemas de
producción); (sistemas de producción de
circuito cerrado que conectan máquinas,
sistemas de información, productos y per-
sonas en una red); oportunidades laborales
relacionadas con las competencias de TI;
mejora de la calidad del entorno de traba-
jo reduciendo los trabajos de rutina, crear
oportunidades de empleo para empleados
vulnerables o discapacitados y ancianos
(Guananga Díaz et al., 2020).
Según lo citado en artículo (Salah et al.,
2021) “Implementación a escala de labora-
torio de industria 4.0…” La I4.0 se enfoca
en mejorar, reemplazar y complementar la
estructura, los procesos y procedimientos
existentes de las empresas por herramien-
tas y equipos digitales actualizados con el
fin de intercambiar datos entre sí, conectar-
se con otros dispositivos para maximizar la
velocidad de la comunicación y la inmedia-
tez de los procesamientos de datos evitan-
do la interrupción mínima en determinados
procesos, de tal forma alcanzar la eficiencia
en todas las actividades de las industrias.
Metodología
En el presente artículo se aplica la investiga-
ción descriptiva para el desarrollo y análisis
de cómo influye la baja productividad en la
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
286
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
línea de fabricación de tuberías de hornos y
grilles en la mejora de la capacidad de pro-
ducción evaluando las características de la
problemática, es decir; se procederá a des-
cribir y medir con la mayor exactitud el pro-
blema. Se aplica herramientas de ingeniería
e información que no ha sido tomada en con-
sideración en referencia al proceso produc-
tivo de la compañía (Pacheco et al., 2021).
Dentro del estudio realizado se encontraron
varias fuentes de información en la empre-
sa siendo estas cuantificables (coste, tiem-
pos, capacidad de producción, etc.), las
cuales sirven para la toma de decisiones y
mejora continua.
La investigación cuantitativa se emplea en
este paper para la recolección de datos con
el fin de cuantificar y obtener resultados en
porcentajes y/o tabulaciones, los cuales sir-
ven como base para interpretar los resulta-
dos esperados del artículo.
Las fuentes primarias de información son
recolectadas a través de entrevistas con
el personal encargado de cada área de la
empresa, es decir que analiza el proceso
productivo de la empresa basado en las
opiniones de los jefes de área, operadores
y gerente general.
Las fuentes secundarias de información son
datos que ayudan a la ejecución de esta in-
vestigación, con el apoyo de los documen-
tos del departamento de producción, bases
de datos, páginas web, uso de información
tomada de tesis y artículos científicos con te-
mas similares al desarrollado en este paper.
Este estudio inicia con el análisis de la si-
tuación actual la misma que se desarrolla
utilizando las herramientas tales como: 5
por qué y diagrama de Pareto en la empre-
sa productora de hornos y grilles, en los
que se identifican cuellos de botella en el
área de producción, generando retrasos en
el cumplimiento de la producción, desper-
dicios de tiempo, recorridos y costos inne-
cesarios dentro del proceso. Para la mejora
del proceso se propone el uso de la teoría
de restricciones (TOC), la misma que a tra-
vés de sus 5 pasos conlleva a detectar el
cuello de botella y concentrar todos los re-
cursos para elevar el nivel de utilización de
la producción, cabe recalcar que el cuello
de botella se da por el exceso de movimien-
to del personal operativo, por la constante
transportación manual de las piezas para
armar los grilles y hornos, debido a la inope-
rancia de la banda transportadora (Chuqui-
marca Jiménez et al., 2022). Finalmente se
genera las mejoras a través de un plan de
mantenimiento contratado para reactivar la
banda transportadora, haciendo uso de la
industria 4.0 mediante la colocación de una
tarjeta de radio frecuencia para el transpor-
te de las piezas y posterior optimización de
los recursos dentro del proceso productivo,
con el fin de incrementar la rentabilidad de
la empresa, haciendo uso de herramientas
de tipo económico como el TIR y VAN (Fer-
nandez-Carames & Fraga-Lamas, 2018),
(Kuo et al., 2021).
Resultados y discusión
El problema latente en este estudio es la baja
capacidad productiva de la línea de tubos
de hornos y grilles en la empresa, en donde
se generan cuellos de botella, por excesos
de traslados entre áreas de cada proceso,
máquinas en mal estado debido a la falta de
un plan de mantenimiento preventivo.
Para realizar el planteamiento de solución
a los problemas analizados en puntos an-
teriores es considerable reducir tiempos
atacando las actividades en las que exis-
tan cuellos de botella, se aplicó teoría de
restricciones, también conocida como TOC
(Theory of Constraints), cuyo esquema está
basado en la mejora continua de los proce-
sos, se siguen cinco pasos donde inicia con
la identificación de las restricciones, luego
busca aprovechar las limitantes, subordinar
las mismas, aprovechar y se plantear po-
sibles escenarios; finalmente se verifica el
bajo impacto en el recurso cuello de botella
(Samá Muñoz & Díaz Acosta, 2020).
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
287
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
PASO 1: Identificar las restricciones.
Una vez identificados los inconvenientes y
el impacto monetario que genera se des-
compondrán en fases y actividades, ade-
más de identificar las capacidades de pro-
ducción de cada una de ellas mediante el
estudio de tiempos (ver tabla 1).
Los datos numéricos de las frecuencias y
cantidades acumuladas son tomados en
base a los registros estadísticos del estu-
dio que se realizó el mismo que muestra la
suma de las restricciones obteniendo un va-
lor de 4.800 dólares anual con un 100% de
impacto, se muestra un bosquejo de las res-
tricciones con sus porcentajes (ver figura 1).
Tabla 1. Datos de las restricciones presentadas en la fabricación de tubos de hornos y
grilles
PASO 2: Aprovechar las restricciones.
Una vez que han sido identificadas las con-
diciones, se prioriza las que forjen una par-
ticipación más alta con mayor impacto, en
este caso será la condición 1 con un 33%, la
2 con un 27% y la numero 3 con 24% suman-
do un total de 84%, estas limitaciones hacen
que se emplee el estudio para aprovechar
al máximo posible las inconformidades que
generan estos inconvenientes, es así como
de esta manera se puede mejorar los méto-
dos de trabajo (Villegas et al., 2023).
Después, se ordenarán los datos en una lis-
ta de mayor a menor y se le asigna priori-
dad a cada una de las restricciones, ya sea
alta, media o baja (ver tabla 2).
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
288
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
1 2 3 4 5
Cantidad
Anual
5 04 1272 1164 1584 2 76
Frecuencia
Anual
1 1% 2 7% 2 4% 3 3% 6%
0%
1 0%
2 0%
3 0%
4 0%
0
5 00
1000
1500
2000
Grafico de restricciones
Cantidad Anual Fre c ue n cia An ua l
Figura 1. Gráfico de restricciones
Elaboración: Información tomada de la empresa. Elaborado por autor.
Tabla 2. Priorización de las restricciones en la producción de tubos de hornos y grilles
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
289
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
Una vez priorizadas y descritas las restric-
ciones, se propone tres posibles mejoras
para llegar a la solución de los inconvenien-
tes con mayor prioridad, como primera op-
ción está la de elaborar dispositivos móviles
que tengan capacidades altas en las que se
pueda almacenar tuberías para evitar exce-
so de movimientos entre operaciones, la se-
gunda iniciativa plantea habilitar una banda
transportadora además de cambiar de lugar
el torno de corte para que el proceso fluya
sin muchos traslados, como tercer punto
seria plantear programas de mantenimiento
preventivo en las máquinas por que en oca-
siones es una de las causas del incumpli-
miento de la capacidad de fabricación.
PASO 3: Subordinar los procesos a la res-
tricción.
Este paso está basado en las complicacio-
nes, además de reconocer las raíces de los
problemas que generan las condiciones, las
cuales se las establece desde la causa más
externa a la más interna, este punto radica en
identificar los recursos en base a la limitación.
Se toman datos de los requerimientos ba-
sado en información de la empresa, para el
cálculo de la capacidad real producida, la
producción mensual es de 26.560 unidades
de hornos, existen meses en que la com-
pañía debe laborar horas adicionales para
cumplir la exigencia del cliente.
Tabla 3. Cantidades reales en producción de horno
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
290
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
Una vez elaborada la relación entre las pro-
porciones de la capacidad real producida
en tubos hornos da un promedio anual del
82,65% versus la capacidad extra produ-
cida por restricciones con un 17,35%, esto
da una pérdida del margen de utilidad de
$5,362.56 por la causa de que la compañía
labora horas adicionales.
En el próximo cuadro se muestra la relación
de proporciones para los productos de grilles
basada en información preliminar donde es-
tán los pedidos realizados mensuales, para
sacar el porcentaje de la capacidad real de
grilles, partiendo de tablas planteadas con
anterioridad y realizar la operación de pro-
porción de la capacidad a la que labora la
empresa, cabe recalcar que hay meses en
los cuales se labora horas adicionales des-
pués de la jornada normal de 8 horas diarias.
Tabla 4. Cantidades reales en producción de grilles
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
291
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
En grilles según producción anual con la
capacidad real producida da un porcentaje
del 84.08%, y en horas extras empleadas
un 15.92% esto da como resultado una pér-
dida económica de $1.276,86 al proceso
productivo de la empresa.
Estas dos demostraciones nos dan un va-
lor total de $6.603,36 el valor por el cual la
compañía se verá afectada.
Considerando este valor, procederán a subor-
dinar la totalidad de las restricciones y laborar
con los factores principales que en el último
año transcurrido causas inconvenientes.
En el año 2022 la elaboración de tuberías
para hornos y grilles ha tenido una varia-
ción porcentual considerable, esto es debi-
do a problemas identificados en el área de
producción que es el movimiento excesivo
entre operaciones debido a su capacidad
instalada y distribución entre lugares de tra-
bajo, además esta contrariedad conlleva a
más dificultades a lo largo de la línea de fa-
bricación, en la compañía están laborando
a una eficiencia del 67% acorde al análisis.
PASO 4: Elevar las restricciones.
De acuerdo con las tres restricciones con
prioridades altas mostradas con anterio-
ridad en el paso 2, para implementar pro-
gresos deben realizar un análisis porcentual
de factibilidad en las tres posibilidades de
mejoras, una es la creación de dispositivos
móviles, otra iniciativa es activar una banda
transportadora y cambiar de lugar el tor-
no de corte, como última opción está la de
aplicar mantenimientos preventivos.
En la posible solución 1 se laborará con es-
tándares implementando nuevas técnicas
para reducir los excesivos movimientos me-
diante la creación de dispositivos móviles
o coches para el almacenado de tubos de
hornos y grilles, se trabajará un solo turno
de 8 horas de manera paralela para así de-
sarrollar la producción y eficiencia consi-
guiendo reducir sobretiempos.
Deben trabajar en el área de producción
con personal capacitado y que tengan
práctica en las operaciones de cortado de
tubería, perforado ya que este es el punto
más crítico en los transportes.
En el diagrama de flujo de proceso o cur-
sograma de hornos en las operaciones de
traslado de dispositivo de tubos vacíos,
llenado y nuevamente un transporte se evi-
dencia un tiempo de 49,8 minutos a lo lar-
go de una jornada laboral, si se realiza la
implementación de las unidades móviles de
almacenamiento reducirá el lapso a 5 mi-
nutos, es decir se aprovechará 48,8 minu-
tos para procesar más unidades de tubos.
Como consecuencia aumentará el margen
de producción un 6% (ver tabla 5).
Con el análisis de la tabla mostrada se ob-
serva que el porcentaje de producción real
aumenta al 91,65% y el porcentaje de ho-
ras extras laboradas en el año disminuye a
7,68%, si se aplica la mejora de crear dis-
positivos móviles, reducirá la perdida de
$5.326,26 a un valor de $2.808,96 para la
restricción de tubos de hornos. Se eviden-
cia para productos de grilles con la posible
causa de mejora 1 (ver tabla 36).
Según la capacidad de elaboración real au-
menta al 89.38% y disminuye al 10.31% las
horas extras producidas, decreciendo el va-
lor de gastos por horas extra de $1.276,86 a
un numero de $893,76.
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Cabe recalcar que con esta posible causa
la empresa mejora su eficiencia 6% más de
la producción actual, es decir al momento la
compañía está fabricando 1600 unidades en
un día laboral versus la cantidad propuesta
con su aumento porcentual seria de 1750 tu-
bos diario en una jornada de 8 horas.
Una vez realizada la relación entre las propor-
ciones de la capacidad propuesta produci-
da da un promedio anual del 90.52% versus
la capacidad extra-propuesta producida por
restricciones con un 8.99%, Es decir el costo
por lapsos adicionales de tuberías para hor-
nos y grilles como inconveniente inicial es de
$6.603,36. Reduciéndolo a una pérdida del
margen de utilidad $3.411,06.
Las ventajas son que se reducirían las labo-
res en horas extras a la mitad de la proble-
mática inicial.
Tabla 5. Cantidades producidas de hornos, propuesta de mejora 1
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
293
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 6. Cantidades producidas de grilles, propuesta de mejora 1
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
En el segundo ítem se evaluará la mejora de
solución en la activación de una banda trans-
portadora y el cambio de diseño en la má-
quina de corte que es el torno revolver, esto
evitará que existan traslados a lo largo de la
línea con una reducción de tiempo de 68,8
minutos lo cual hará que aumente en un 10%,
es decir su eficiencia aumentará a un 77%.
El valor argumentado de 10 puntos porcen-
tuales se ve referenciado en el cursograma
analítico de tuberías de horno en las activi-
dades de traslados de dispositivo móviles
y llenado de los mismos, el cual se realiza
alrededor de 8 veces al día con un tiempo
de 68,8 minutos, si se implementa la opción
2 referida a la reubicación del torno revolver
y activación de banda transportadora este
tiempo será aprovecha para producir más
unidades de hornos y grilles (ver tabla 7).
Como conclusión para la efectividad en la
capacidad real producida con la propuesta
de mejora, esta aumentaría a un 93.16% y
la extra producida en 6.84% generando una
pérdida de $1.707,72 en la elaboración de
tubos hornos a lo largo de un periodo.
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 7. Cantidades producidas de hornos propuestas de producción 2
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
Se muestra el esquema el cual hace referen-
cia a la propuesta numero dos planteada.
La descripción en la capacidad de cantida-
des producidas según propuesta de mejora
2 aumenta la fracción en margen porcentual
a 90.79%, disminuye a un 9.21% la capaci-
dad extra laborada con una rebaja de dine-
ro a $462,84 (ver tabla 8).
En el análisis de las tablas anteriores que
corresponde la factibilidad de la mejora de
propuesta número dos, se analiza que la ca-
pacidad propuesta para producir aumenta
al 91.98% con la capacidad extra-propues-
ta que será del 8.02%, su eficiencia de pro-
ducción por hora según opción de mejora
2 es de 229 unidades entre tuberías para
hornos y grilles, reduciendo las horas extras
a una cantidad de 136, esto definido en dó-
lares seria minimizado a $2.170,56.
Como opción numero 3 a la resolución de las
restricciones esta elaborar un plan de man-
tenimiento preventivo para minimizar el costo
anual de revisiones, se plantea un gasto pro-
medio de $150 mensual, en el lapso de 12
meses sería un valor de $1800 sin gravar im-
puesto, Para prevenir daños en máquinas ya
que el valor del año 2022 es considerable.
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 8. Cantidades producidas de grilles propuestas de producción 2
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
PASO 5: Volver al paso uno.
Como paso final si se evidencia que se
resuelve la restricción que genera el pro-
blema, se debe retornar a la primera fase
siendo esto un proceso cíclico para la me-
jora continua.
En la siguiente tabla se muestra el porcen-
taje de mejora después de realizar la elabo-
ración de dispositivos móviles para reducir
el transporte, se evidencia que aumenta el
porcentaje de producción según la capaci-
dad real, reduciendo las horas extras consi-
derablemente en el año 2022:
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 9. Cantidades de tubos hornos producidas reales vs propuestas 1
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
Como conclusión de la tabla anterior se ob-
serva que la capacidad inicial producida
está en un 82.65% versus la propuesta uno
que aumenta al 91.65% dando un aumento
del margen porcentual en un 9%.
Se presenta la comparativa de porcentajes
según propuesta de mejora para grilles (ver
tabla 10).
Para el análisis del cuadro comparativo de
productos de grilles en la capacidad real
producida inicia con un 84.08% y según pro-
puesta de mejora aumenta al 89.38%, su-
mando 5.30% en esta línea de tuberías.
En las tablas 39 y 40 mostradas se plantea
los porcentajes según su capacidad real
producida con su requerimiento, inicialmen-
te es de un promedio de 83% aumentando a
la propuesta de mejora 1 sube en un 7.72%
aumentando su eficiencia reduciendo las ho-
ras extras que se labora en la empresa en el
año 2022.
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 10. Cantidades de tubos grilles producidas reales vs propuestas 1
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
La propuesta de factibilidad número 2 se ana-
liza mediante un incremento de porcentaje en
un 10% disminuyendo los gastos de horas
extras laborados a lo largo del periodo 2022.
En las cantidades reales producidas de
hornos (ver tabla 11) están en un 82.65%
inicialmente y con la propuesta de mejora
sube al 93.16% acrecentando en 10.51% el
margen porcentual de cantidades produci-
das reduciendo el trabajo de horas extras.
Se muestra el cuadro de las cantidades pro-
ducidas de grilles porcentualmente versus
las propuestas con la mejora de la opción
número dos (ver tabla 12).
El análisis muestra en la capacidad real
producida una fracción del 84.08% versus
un aumento al 90.79% si se aplican las me-
joras de la opción dos.
Aplicando las mejoras del punto dos que
son cambiar la ubicación de la maquinaria
más la activación de una banda transpor-
tadora subiría al 9% es decir aumentaría a
un 92% el mejoramiento de la restricción
inicial, agrandando la producción anual de
tubos hornos y grilles a un valor de 439.040
componentes de tubos a diferencia de la
capacidad original que es de 384.000 uni-
dades (Mora et al., 2018).
La tercera opción se la implementara junto
con la dos para evitar cualquier tipo de in-
convenientes en las averías de maquinarias
ya que estas son muy antiguas. Se observa
que para disminuir el impacto de la terce-
ra causa problema que son los gastos por
mantenimientos se plantea un plan preven-
tivo en lugar de correctivos que se dan ac-
tualmente en la compañía.
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 11. Cantidades de tubos hornos producidos reales vs propuestas 2
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
Tabla 12. Cantidades de tubos grilles producidos reales vs propuesta 2
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Costo de Implementar la Solución.
El costo para la propuesta de mejora corres-
ponde a la reubicación del torno revolver junto
con la activación de la banda transportadora
la cual resulta más factible, ya que aumenta
considerablemente la cantidad anual en la
fabricación de tuberías de hornos y grilles.
Costo de Reubicación de Torno Revolver.
Para implementar la redistribución de alguna
maquinaria se debe tener en cuenta el lugar
del proceso, además de que no vaya a causar
afectaciones a las otras líneas de fabricación.
En la realización de este cambio se debe
contratar los servicios de una compañía de-
dicada a los rediseños de plantas.
Como primer punto se reubicará el torno
revolver con el lugar de almacenaje de tu-
berías aluminizada, en el lugar donde se
colocará existen 4 máquinas pequeñas que
serán trasladadas a otro punto para conti-
nuidad del proceso (Escalante, 2021).
A continuación, se muestran los valores co-
tizados.
Tabla 13. Costo de implementar la reubicación de torno
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
Como resumen final el costo de la imple-
mentación de la redistribución de las ma-
quinarias sería de $4.429,60.
Costo por Reactivación de Banda Trans-
portadora
En la reactivación de la banda transporta-
dora se procede a revisarla por parte de
una empresa de servicios eléctricos. Se
realizará un chequeo general para verificar
el estado de la maquinaria, luego se proce-
derá a realizar un mantenimiento con una
respectiva limpieza, se le dará arranque y
verificación de que no existan fallas.
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
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RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 14. Costo para la reactivación de banda transportadora
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
En la tabla mostrada se aprecia que el cos-
to por reactivación de banda transportado-
ra asciende a $1.456,00.
Costo por Capacitación al Personal
Una vez obtenida la reubicación de la maqui-
naria y activación de la banda transportado-
ra se realizará una capacitación al personal,
contratando los servicios de una empresa
dedicada a impartir capacitaciones para
cumplir un mejor proceso de fabricación en
la empresa (Macavilca Escalante, 2019).
La capacitación será dirigida a la correcta
ejecución de cada operación, el costo por
hora de capacitación es de $5,00 con un
total de 10 horas impartidas a 6 personas,
estas horas de capacitación se realizará 2
horas diarias en una semana después de la
jornada laboral.
Con los datos descritos se procede a calcular
el costo de la capacitación por los operarios.
La empresa debe costear la cantidad de
$300,00 por concepto de capacitación en
el uso correcto de equipos, maquinarias y
métodos.
Costo de Implementar Plan Preventivo
El mantenimiento anticipado se planificará
de la siguiente manera, una vez por mes
definido en la quincena para realizar con el
personal externo de mantenimiento, un che-
queo general, más lo que conlleve un sos-
tenimiento para prevenir daños. De acuerdo
con los cálculos realizados se observa un
valor total de $1800 sin gravar impuestos, la
tabla mostrada a continuación es un resu-
men del anexo incluido IVA.
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
301
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Tabla 15. Costo de mantenimiento preventivo
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
Una vez terminado el análisis de los diferen-
tes costos que implica aplicar la mejora en
el proceso de fabricación de tubos de hor-
nos y grilles se identifica que es viable re-
ducir al máximo los transportes entre áreas
debido a que se activara la banda transpor-
tadora y se cambiara la ubicación de la má-
quina de corte, además de que se planeara
un mejor programa de producción por parte
del encargado.
Acto seguido, en la tabla mostrada se des-
criben los costos totales para la implemen-
tación de esta mejora.
Tabla 16. Costo para implementar mejora de solución
Fuente: Información adaptada de investigación directa, Elaborado por el autor.
APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE RESTRICCIONES EN UN PROCESO PRODUCTIVO CON ENFOQUE A LA
INDUSTRIA 4.0
302
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
Al realizar la sumatoria del costeo que impli-
ca aplicar la mejora dentro del proceso de
producción en la empresa se obtiene como
resultado un valor de $8.201,60.
Conclusión
Una vez terminado el trabajo de mejora en
la línea de fabricación de tuberías para hor-
nos y grilles en la empresa se llegó a las
siguientes conclusiones:
Se logro cuantificar las actividades y tiempos
en los diagramas de operaciones, de reco-
rrido, cursograma analítico en los cuales se
analizan los movimientos y la distribución de
planta que causan afectaciones en el proce-
so de elaboración de tubos hornos y grilles.
Utilizando las metodologías del diagrama de
Pareto, Ishikawa, los 5 porque se logra iden-
tificar las causas con mayor incidencia en la
problemática las cuales son los excesos de
transportes en la línea de fabricación, la dis-
tribución de planta, los mantenimientos co-
rrectivos ya que no existe un plan preventivo
esto genera gastos por laborar horas extras
para cumplir la capacidad de producción.
En los análisis de costos se evidencio un
gasto o impacto económico negativo por
$18.388,26, es decir, este valor reduce el
margen de utilidad por los productos que
se entregan a los clientes.
Mediante una planificación de la implemen-
tación de las mejoras propuestas este pro-
yecto se desarrolla en cuatros años, cuya
mejora tendrá un beneficio de $ 1,24 por
cada dólar invertido mediante la implemen-
tación del proyecto, el proyecto es factible y
la inversión se recuperará en 4 años.
Luego de revisar la situación actual de la
problemática planteada que es la baja ca-
pacidad de producción en la línea de ela-
boración de tubos de hornos y grilles en la
industria abarcando situaciones como exce-
sos de movimientos entre operaciones debi-
do a su distribución de planta, inexistencia
de un plan de mantenimientos preventivos,
solo se realizan mantenimientos correctivos
estos causan atrasos por ende se tiene que
recurrir a usar máquinas de otra línea de
fabricación para no parar el proceso, el no
cumplimiento de la producción planificada
conlleva a laborar horas adicionales ge-
nerando reducción del margen de utilidad
para la empresa. Para minimizar estos in-
convenientes se emplea el método de teoría
de restricciones para atacar los cuellos de
botella y plantear tres posibles soluciones
de mejoras las cuales son la elaboración de
dispositivos móviles de almacenamiento, la
reubicación de maquinarias y la implemen-
tación de un plan de mantenimientos pre-
ventivos obteniendo mejoras significativas
en la elaboración de productos.
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304
RECIMAUC VOL. 7 Nº 2 (2023)
CITAR ESTE ARTICULO:
Camacho Angulo, M., Banchón Jiménez, S., Barcia Villacreses, K. F., & Allauca
Amaguaya, M. (2023). Aplicación de la teoría de restricciones en un proceso
productivo con enfoque a la industria 4.0. RECIAMUC, 7(2), 281-304. https://
doi.org/10.26820/reciamuc/7.(2).abril.2023.281-304
CAMACHO ANGULO, M., BANCHÓN JIMÉNEZ, S., BARCIA VILLACRESES, K. F., & ALLAUCA AMAGUAYA, M.
