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Manual de Ingeniería Industrial, de Sistemas y de Calidad

Copyright © 6 de abril de Robert Wayne Atkins, P.E.
Reservados todos los derechos.

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ISBN: 978-1-7327883-9-8
Tipo de libro: Tapa blanda
Tamaño del libro: 6 pulgadas por 9 pulgadas (15 cm por 23 cm)
Número de páginas: 700
Precio normal: $23,95


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Descripción del libro en Amazon.com

¿Por qué hay un solo manual para las tres ramas de la ingeniería? La razón es que los ingenieros industriales, ingenieros de sistemas e ingenieros de calidad utilizan el mismo cuerpo de conocimientos. Por lo tanto, cada una de estas personas necesita comprender todos los conceptos de este manual porque todos los conceptos están interrelacionados. La principal diferencia entre estos tres tipos de ingenieros es el área en la que se especializan. Pero cada uno de estos ingenieros debe comprender cómo sus decisiones afectan a toda su organización.

¿Por qué los ingenieros necesitan un manual de referencia? La razón es que a la mayoría de los ingenieros les resulta relativamente fácil recordar los detalles de los conceptos de ingeniería que usamos con regularidad. Sin embargo, no siempre es fácil recordar los detalles precisos de los conceptos de ingeniería que solo usamos ocasionalmente. Aunque normalmente recordamos los detalles generales sobre un concepto específico, es posible que no recordemos todos los matices y ecuaciones sobre el concepto. Es por eso que la mayoría de los ingenieros tienen un buen manual de ingeniería en su oficina o en algún lugar cerca de su escritorio. Cuando sospechan que un concepto específico puede ser relevante para la decisión de ingeniería que necesitan tomar actualmente, poder refrescar rápida y fácilmente sus recuerdos sobre los detalles exactos de ese concepto les ayuda a determinar si el concepto es relevante para su decisión. Y si es relevante, pueden aplicar rápida y correctamente el concepto utilizando el procedimiento explicado en el manual de ingeniería. En la mayoría de los casos, el ingeniero no está aprendiendo el concepto por primera vez. Por lo general, el ingeniero simplemente está refrescando su memoria sobre un concepto que el ingeniero dominó en algún momento del pasado. Pero el ingeniero no recuerda el concepto y las ecuaciones con la claridad precisa que se requiere en el momento actual. Es por eso que muchos ingenieros compran un buen manual de ingeniería que explica de manera concisa y clara los conceptos de ingeniería que pueden necesitar usar ocasionalmente cuando surja la necesidad.

Otra razón por la que muchos ingenieros compran un buen manual de ingeniería es porque les permite encontrar la información que necesitan rápidamente. Esto les ayuda a utilizar su tiempo de manera productiva y no pierden tiempo buscando en Internet un buen resumen de la información que necesitan. La mayoría de los ingenieros quieren una cantidad razonable de detalles, pero no quieren una cantidad excesiva de detalles innecesarios. Y un buen manual también les permite evitar los sitios web de Internet que están abarrotados de anuncios molestos y otras cosas que interfieren con la absorción adecuada de la información que están buscando.

Este manual se redactó para que pudiera ser utilizado con éxito por ingenieros, gerentes, supervisores y otras personas que deseen mejorar las operaciones de su organización mejorando la calidad, aumentando la productividad y reduciendo los costos totales.

Este manual contiene terminología técnica, pero todos los conceptos se explican en español no técnico y no se requiere un título universitario en ingeniería para comprender y aplicar los conceptos de este manual.

Finalmente, cabe mencionar que este manual no contiene imágenes en color. La razón es que las imágenes en color aumentan el costo de un libro impreso en aproximadamente un 400% en comparación con un libro sin imágenes en color. Dado que es mi deseo que una copia impresa de este manual sea extremadamente asequible, no hay imágenes en color en este manual.

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Prefacio a
Manual de Ingeniería Industrial, de Sistemas y de Calidad

Los ingenieros deben poder pensar de manera abstracta. Pero también deben poder comprender claramente el impacto real de sus decisiones. Las primeras ediciones de los manuales de ingeniería industrial se centraron en gran medida en la aplicación de los conceptos tradicionales de ingeniería industrial. Sin embargo, a medida que pasaba el tiempo, se incluyó más teoría y se omitieron algunas de las aplicaciones prácticas. En el siglo veintiuno, estos manuales se centran en gran medida en la teoría y solo contienen una cantidad trivial de aplicaciones prácticas de conceptos básicos de ingeniería.

De 1984 a 2021 enseñé conceptos de ingeniería en una importante universidad estatal y he visto cómo han evolucionado los cursos de ingeniería durante este período. La mayoría de los cambios han mejorado la capacidad de un estudiante para comprender los conceptos fundamentales de ingeniería. Sin embargo, a medida que la tecnología ha avanzado, algunos cursos de ingeniería están enseñando a los estudiantes cómo usar software y tecnología para resolver problemas de ingeniería. Esto es bueno y malo. Es bueno porque permite a un ingeniero llegar a una solución matemáticamente correcta muy rápidamente basándose en los datos ingresados. Es malo porque no garantiza que la solución sea la correcta para la aplicación a la que se está aplicando.

Como ingeniero, personalmente utilizo calculadoras portátiles y Microsoft Excel. Y animo a los estudiantes de ingeniería a usar calculadoras y Excel. Pero también insisto en que un estudiante de ingeniería pueda explicar cada respuesta en un inglés sencillo. Y el alumno también debe explicar el impacto técnico y financiero de la respuesta. En otras palabras, no quiero simplemente saber que la respuesta es 847. Quiero saber exactamente qué significa ese número en el contexto del problema de ingeniería que el estudiante está resolviendo. En este manual explico conceptos básicos de ingeniería utilizando español no técnico. Y también explico cómo ese conocimiento debe aplicarse al problema de ingeniería real que fue diseñado para resolver.

Pero no explico cómo usar el software que está disponible actualmente, o cómo usar equipos específicos. La razón es que tanto el software como el hardware están cambiando extremadamente rápido y cualquier libro que explique cómo usar el software o hardware que está disponible actualmente estará desactualizado en 2-3 años. Pero un libro que explica conceptos de ingeniería en español no técnico seguirá siendo valioso durante muchos, muchos años porque explicará cómo debe pensar un ingeniero para llegar a una buena solución de ingeniería. Un ingeniero moderno que sepa pensar como un ingeniero tradicional podrá adaptarse fácilmente a un nuevo software y hardware a medida que esté disponible porque ese ingeniero comprenderá lo que hacen el software y el hardware. Por ejemplo, un ingeniero que conoce las tablas de multiplicar básicas puede dominar fácilmente el uso de una nueva calculadora de mano, y el ingeniero también tendrá un conocimiento básico de lo que hace el software dentro de la nueva calculadora para procesar la ecuación matemática que ingresa. La razón es que los conceptos matemáticos básicos no han cambiado. Solo ha cambiado el diseño de la calculadora.

Esta información en este manual es atemporal y no depende de software o hardware. La información de este manual depende de la capacidad de un ingeniero para pensar como un ingeniero y este tipo de pensamiento no cambia con el paso del tiempo. Por lo tanto, no será necesario actualizar este manual cada 2 o 3 años.

Respetuosamente,
Robert Wayne Atkins, P.E.
6 de enero de 2021

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La traducción al español de este libro

Cada nación que usa los números arameos del 0 al 9 puede entender las matemáticas que usan otras naciones que también usan números arameos.

Los siguientes conceptos también son universales y los conceptos no se basan en la comprensión de una persona de un idioma específico.

1. Matemáticas: Un ejemplo es la suma: 3 + 5 = 8
   
2. Trigonometría: Un ejemplo es el teorema de Pitágoras: a^2 + b^2 = c^2
   
3. Estadísticas: Un ejemplo es el promedio: media = suma de números / tamaño de muestra
   
4. Conceptos de calidad: Un ejemplo es: Seleccione una muestra aleatoria de 300 piezas de un lote de 1000 piezas. Si 1 o menos piezas están defectuosas, acepte el lote completo de 1000 piezas. Si 2 o más piezas están defectuosas, rechace el lote completo de 1000 piezas.
   
5. Conceptos de ingeniería: Un ejemplo es una línea recta: y = a + b x
   

Este es un manual de ingeniería. Se basa en matemáticas, estadísticas, conceptos de calidad y conceptos de ingeniería. Estos conceptos funcionan exactamente igual en todas partes. En este libro se explican los conceptos en español. Pero los símbolos, los códigos y las abreviaturas que se utilizan en las ecuaciones se muestran con letras inglesas o griegas. La razón es que así es como estos conceptos aparecen normalmente en las ecuaciones matemáticas y en las tablas de calidad que se utilizan en todo el mundo.

Respetuosamente,
Robert Wayne Atkins, P.E.
6 de abril de 2021

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Tabla de contenido

Capítulo		Página
	Sección uno: Introducción
1	Enfoque académico versus un enfoque práctico	1
2	Hardware y software de computadora	5
3	Historia de la Ingeniería Industrial, de Sistemas y de Calidad	9
4	Seguridad	15
	Sección dos: Técnicas de creación de gráficos
5	Gráficos de símbolos o símbolos de actividad	19
6	Diagramas del proceso de operación	23
7	Gráficos de proceso de flujo y dibujos de proceso de flujo	27
8	Gráficos de mano izquierda y mano derecho	37
9	Gráficos de actividades múltiples	41
10	Histogramas, distribuciones de frecuencia, gráficos de barras	45
11	Diagramas de dispersión	49
12	Diagramas de afinidad, árbol de estructura, campo de fuerza	53
	Sección tres: Probabilidad y estadística
13	Matemáticas básicas, álgebra, geometría, trigonometría	57
14	Teoría de la probabilidad	65
15	Estadísticas básicas: Promedios, variabilidad y proporciones	71
16	Distribuciones discretas: Hipergeométrica, Binomial, Poisson	77
17	Distribuciones continuas: Normal, Exponencial, Weibull	87
18	Tamaño mínimo de muestra	103
19	Regresión lineal simple	107
20	Fiabilidad	117
21	Teoría de las filas de espera (o Teoría de colas)	131
	Sección cuatro: Teoría y práctica de la calidad
22	Una breve historia de la evolución de las teorías de la calidad	139
23	Estándares de calidad y mejora continua	143
24	Planes de muestreo de aceptación de calidad	147
25	Cuadros de control de calidad	167
26	Magra seis sigma, SPC, análisis de causa raíz	197
	Sección cinco: Estudios de metrología y calibración
27	Metrología: la ciencia de las mediciones	207
28	Normas y procedimientos	213
29	Conceptos básicos de calibración	223
30	Estudios del sistema: Repetibilidad y reproducibilidad	239
	Sección seis: Análisis de puestos
31	Técnicas de análisis de puestos y recopilación de datos	255
32	Curvas de aprendizaje	263
	Sección siete: Factores humanos y ergonomía
33	Antropología y antropometría	279
34	Ingeniería de factores humanos y ergonomía	281
35	Estudio de movimiento y Therbligs	285
36	Principios de economía de movimiento	289
	Sección ocho: Medición del trabajo
37	La historia y el futuro de la medición del trabajo	299
38	Análisis de elementos	301
39	Asignaciones personales, fatiga y demora	305
40	Normas de ingeniería y medición del trabajo	319
41	Sistemas de clasificación de rendimiento, ritmo y velocidad	329
42	El mejor sistema de clasificación y rendimiento al 100%	343
43	Estudio de tiempo	357
44	Muestreo de trabajo	381
45	Sistemas de tiempo de movimiento predeterminados (PMTS)	387
46	Sistema de tiempo de movimiento predeterminado de Holmes	399
47	Métodos-Medición del tiempo (MTM)	419
48	Técnica de secuencia de operaciones de Maynard (MOST)	443
49	Tiempos estándar de ingeniería básica para algunas actividades	447
50	Cuotas y tiempos estándar diseñados para nuevos trabajos	453
	Sección nueve: Gestión de proyectos
51	Introducción a la gestión de proyectos	461
52	Herramientas de control de proyectos: PERT, CPM y Gantt	467
53	Cronogramas de implementación	475
	Sección diez: Gestión de inventario
54	Previsión de ventas futuras	477
55	Gestión de inventarios	481
56	Planificación y control de la producción	493
	Sección once: Diseño de instalaciones y distribución de plantas
57	Proceso de planificación instalaciones, estudios de viabilidad	499
58	Gestión de almacenes	507
59	Decisiones de fabricación	525
60	Diseños de estaciones de trabajo de fabricación	537
61	Estimaciones laborales	541
62	Estimaciones de pérdida de chatarra	543
63	Oficinas y áreas de servicio para empleados	545
64	Relaciones de actividad y diagramas de bloques	555
65	Disposición de la planta	561
66	Ubicación de las instalaciones y criterios de selección del sitio	567
67	Plano de parcela o plano del sitio	579
	Sección doce: Análisis financiero
68	Métodos de depreciación	587
69	Costeo del producto y del proceso	597
70	Estados financieros	603
71	Costo de los bienes vendidos, cómo asignar los gastos generales	609
72	Análisis económico de ingeniería, economía de ingeniería	613
	Sección trece: Mejoras en el proceso
73	Dinámica de equipo	623
74	Productividad: Cómo medirla y cómo mejorarla	639
75	Cómo implementar cambios	643
	Sección catorce: Habilidades de comunicación eficaz
76	Informes formales	645
77	Presentaciones profesionales	647
78	Su imagen y apariencia profesional	655
	Apéndice: Tablas de referencia	663
	Índice	687
	Acerca del autor	692

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La dirección de correo electrónico del autor es: RobertWayneAtkins@hotmail.com