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LA INGENIERÍA DE PRODUCTIVIDAD APLICADA A LA MINERÍA

Por: J.L. Ingenieros SRL.


La ingeniería de productividad deviene en una nueva especialización como respuesta a la demanda y competitividad de las empresas en este mundo globalizado de altísima competencia, donde la permanencia en los mercados y la existencia misma de las empresas depende de la competitividad y la productividad. 

Para el caso minero, que es una actividad que toma precios, su viabilidad estará muy asociada al tema de la productividad que es la herramienta que le permitirá adecuarse en condiciones favorables a los cambiantes precios de los commodities metálicos. 

El presente estudio trata de abordar este tema para la situación concreta de una mina productora del metal más preciado: el oro.

El problema

Las empresas mineras tienen una singularidad muy especial, pues no son “formadoras de precios”, estos se establecen en mercados o “bolsas de productos” y de ahí se irradian a todo el planeta. En el caso del oro, existen cinco mercados principales en el mundo: Nueva York, Londres, Zurich, Hong Kong y Sydney. A veces se confunde el London Bullion Market con el London Metal Exchange pero son mercados con intereses distintos. El London Bullion Market solo se dedica al comercio de oro mientras que el London Metal Exchange también trata otros metales.

El precio del oro mundial se fija dos veces al día en Londres. Un grupo de banqueros se reúne y deciden cual será el precio del oro en el momento exacto en el que lo deciden. Lógicamente la cotización va fluctuando cada hora a partir de ese momento. La razón por la cual se fija el precio del oro es para estabilizar el mercado y así darles una referencia estable a los bancos que lo necesitan para poder operar. 

El precio, una vez decretado, funciona como una referencia directiva para el día. La cotización del oro se fija en libras esterlinas y de ahí se convierte, para cada mercado, en la divisa de su país respectivo. De forma general, el precio del oro, a través del mundo, se calcula en dólares estadounidenses o en euros.

Las empresas mineras, son “tomadores de precios”, por lo que tienen que adecuarse a los precios internacionales. Y ello determinará su nivel de rentabilidad y/o permanencia en el mercado.

Los precios del oro en los últimos 10 años, han variado desde US$ 800/oz (2008), hasta más de US$ 1,900-oz (su máximo histórico), entre octubre y noviembre de 2012, para luego caer a un nivel cercano a los US$ 1,000 oz., a fines de 2015, y después iniciar un proceso de recuperación y estabilizarse en un rango de US$ 1,200 a US$ 1370 la onza., con una ligera tendencia al alza.  

La empresa minera Oro-Aqp, productora del metal precioso y localizada en Arequipa, presenta un nivel de costos del orden de U$ 1,224/oz, lo que le ha permitido lograr apreciables ganancias entre fines de 2010 hasta culminado el 2013. Desde finales de 2014 hasta mediados de 2016, presenta resultados negativos y desde esa fecha a la actualidad se ubica casi en el “umbral” de rentabilidad con costos casi iguales a los precios de venta.

J.L. Ingenieros Consultores Asociados, ha desarrollado un estudio de mejoras de productividad minera para bajar los costos hasta un nivel cercano a los US$ 1,000/oz, con lo que la empresa se estabiliza, gana competitividad y rentabilidad, y una adecuada permanencia en el mercado.

La reducción del costo se logrará en base a la aplicación de una estrategia de mejoramiento de la productividad, la misma que se describe a continuación y cuenta con tres componentes:

ν Auditoría y diagnóstico de productividad.

ν Elaboración de un plan estratégico de productividad.

ν Ejecución del plan de productividad.

Auditoría de productividad del sistema productivo minero

La auditoría conduce a la elaboración de un diagnostico situacional del sistema productivo, el mismo que incluye los siguientes temas:

ν Descripción y desarrollo del proceso productivo.

ν Flujos de producción.

ν Mapeo.

ν Análisis de las operaciones o diagramas analíticos del proceso.

ν Mediciones de las operaciones.

ν Cadenas de valor.

ν Cuellos de botella.

ν Cadenas de productividad.

ν Diagnóstico situacional.

Descripción y desarrollo del proceso productivo.- El proceso productivo es un sistema complejo, pero se distinguen básicamente las siguientes líneas de producción:

ν Exploración de las materias. 

ν Acarreo y transporte a la planta de concentrados.

ν Proceso de concentración del mineral.

ν Proceso de refinamiento.

ν Acondicionamiento y despacho.

Flujos de producción.- Los flujos de producción para cada línea se desarrollan en los gráficos del presente estudio.

Mapeo.- Nos da una visión global del proceso productivo y ordena los flujos para las cadenas de valor.

Medición de las operaciones.- Definidos los flujos, el siguiente paso es desarrollar la medición temporal, de cada uno. En este caso la empresa cuenta con una data que se tomará en cuenta para hacer el análisis inicial del proceso.

Análisis de las operaciones o diagramas analíticos del proceso.- Luego de realizar los estudios de medición, logramos nuestros esquemas de flujo cuantificado con los Diagramas Analíticos de los Procesos (DAP), que se usan en la ingeniería industrial.

Herramientas para el diagnóstico.- Las herramientas utilizables para el diagnóstico son: matriz causa efecto, cadena valor y otras más.

Cadenas de valor.- Son herramientas fundamentales en el análisis y tenemos dos variantes:

ν Cadena descriptiva.

ν Cadena valorizada.

Cadenas de productividad.- Cada cadena valorizada nos da pie para calcular los indicadores de productividad parcial y total.

Cuellos de botella.- Del análisis de las cadenas de valor podemos inferir o localizar los cuellos de botella de los procesos. 

Identificación de desperdicios.- Del análisis de las cadenas de valor, a parte de los cuellos de botella, podemos inferir también los “desperdicios” o actividades que o no agregan valor o que restan valor a los procesos. Se utiliza la matriz de valor agregado. 

Situación al momento del estudio.- 

ν Planta minera – Lay Out.

ν Línea de base

Revisando la cadena de valor.

Revisando la cadena de productividad.

Diagnóstico final de productividad.- Para ello se revisaron las causas del problema y se definieron unas causas principales y o fundamentales y otras secundarias.

Las primeras están asociadas a las actividades fundamentales de:

a) Exceso de capital inmovilizado en los almacenes que representa una carga de más del 2.78% del costo total.

b) Operación de perforación y disparos deficiente con una participación de más del 4.5% del costo.

c) Acarreo deficiente con una participación de más del 18.7% del costo.

d) Molienda y clasificación deficiente con una participación de más del 12.7% del costo.

e) Filtrado deficiente con una participación de más del 1% del costo.

f) Transporte de los concentrados con una participación de más del 7.8% del costo.

Estas seis actividades concentran el 60% del costo.

Por su parte, las actividades de apoyo representan más del 9% del costo total, y presentan altos niveles de “desperdicios”, los que se enfrentarán con las medidas siguientes: 

a) Mejora de actividades de apoyo administrativo.

b) Capacitación de personal.

c) Uso de tecnologías blandas.

d) Prospección geológica con aplicación de mejoras con software.

e) Investigación metalúrgica con aplicación de mejoras con software.

f) Aplicaciones de software administrativo y de costos.

g) Uso de software de transformación digital. 

h) Políticas de mecanización de los procesos productivos.

i) Políticas de “pensamiento Lean” con metas del 3% máximo de desperdicios y aplicación de herramientas Kaisen, como las 5S, Six Sigma, Kanban y otras. 

Las herramientas aplicables en este punto, son: diagramas causa efecto, causa raíz, diagramas Ichicawua, diagramas de Pareto, herramientas 5S, Kanban, Six Sigma. MTP, y otras. 

Situación actual - línea de base (ex ante).- La planta minera en estudio tiene el esquema productivo operacional que se detalla en la Figura 3.

La cadena de valor es la herramienta operativa fundamental para el desarrollo del presente trabajo. En ese contexto, la cadena de valor ex-ante refleja la situación de la empresa antes de la aplicación del plan de mejoras de productividad (ver Figura 4).

Además, es necesario valorizar la cadena de valor, con los costos actuales, lo que se muestra en la Figura 5.

De dicha cadena, se desprende que el costo de producción del mineral está en el orden de US$ 1,237/oz, lo que deja un margen negativo de – 37.39 dólares. Dicho monto pone a la empresa prácticamente fuera del mercado. Se requiere un mejoramiento de la cadena de valor.

Por su parte, la cadena de productividad ex-ante refleja las características de la cadena de valor y se presenta en la Figura 6.

En resumen el problema básico de la empresa minera radica en el peso de sus debilidades, que han generado un desbalance de sus procesos productivos, que se manifiestan básicamente en una productividad baja, lo que afecta a sus niveles de costos operativos y, por ende, su rentabilidad económica y competitividad.

La baja productividad, está explicada por sus costos operativos altos, que a su vez, están determinados por una serie de causas como: poco uso de tecnologías blandas, personal poco calificado, ausencia de normas técnicas y de calidad, entre otras.

Los costos operativos, medidos en un nivel de costos unitarios (US$ x onza de oro), se ubican alrededor de los US$ 1,200/onza, nivel relativamente alto, que si bien ha generado beneficios en la mejor época de la década (diciembre de 2010 a mediados de 2014), con niveles récord de US$ 1,600 a 1,900/onza. Sin embargo, desde fines de 2014, hasta mediados de 2016, genera resultados negativos y desde esa fecha a la actualidad se mueve en el “umbral de rentabilidad” con costos casi equiparados con los precios. 

En consecuencia, los costos de la empresa no son competitivos y ello afecta la rentabilidad y la permanencia en el mercado. El problema radicaría en altas mermas productivas (procesos Lean), altas niveles de capital inmovilizado en almacenes, desbalances en sus líneas productivas y falta de uso de tecnologías duras (maquinarias eficaces) y tecnologías blandas (software de producción). Adicionalmente a lo expuesto, la empresa no tiene sistemas sólidos de control de calidad y de mantenimiento total de máquinas.

Por consiguiente, el problema radica en que la empresa tiene procesos productivos deficientes, con costos no competitivos, lo que redundaría en pérdidas de rentabilidad y pérdidas de cuotas de mercado.

Por lo expuesto, se plantea la posibilidad de efectuar una reingeniería empresarial, para repotenciar la compañía usando las técnicas del Balanced Scorecard (BSC) y los métodos de mejoras de productividad.

Plan de mejoramiento de productividad

Antecedentes

Logrado un diagnóstico de la empresa minera con su cadena de valor, el siguiente paso es desarrollar el planteamiento de un plan de mejoras y la propuesta de ejecución del mencionado plan. Se aplicará un modelo de mejora productiva basada en el pensamiento Lean.

Caracterización

Visión.- En el mediano plazo (4 a 5 años), la empresa minera será una de las firmas líderes en el rubro de producción de oro, con una expansión significativa en sus niveles de producción.

Misión.- La empresa minera es líder en el rubro de producción aurífera, en base a sus niveles adecuados de productividad y competitividad y rentabilidad empresarial.

Objetivo estratégico 

Lograr mejoras sustanciales en los niveles de productividad empresarial, así como en los índices de competitividad y rentabilidad. 

Objetivos específicos

ν Analizar y determinar las principales características de las herramientas de productividad y su aplicabilidad a los procesos productivos de la empresa minera. 

ν Evaluar la aplicación eficaz de las herramientas de productividad en los procesos productivos y de gestión de la empresa minera.

ν Evaluar si la aplicación eficaz de las herramientas de productividad influye favorablemente en la optimización de los procesos productivos y de gestión de la empresa minera, en una reducción de costos y, por ende, en mejores índices de productividad, rentabilidad y competitividad.

Hipótesis de trabajo

Planteamos una hipótesis para la orientación más adecuada del trabajo, la misma que la enunciamos en la forma siguiente:

Una adecuada aplicación de las herramientas de productividad a los procesos productivos y de gestión de la empresa minera, incidirá favorablemente en una mejora de sus procesos productivos y de gestión, una reducción en sus costos y, por ende, en mejores niveles de productividad competitividad y rentabilidad.

Estrategia para mejorar la productividad empresarial

Diseño de un modelo de mejora productiva 

La productividad es un concepto clave en los procesos industriales y de servicios e incluso de los procesos macroeconómicos. Un incremento de la productividad significa en términos claros producir más con los mismos recursos. Una mayor productividad tendrá como correlato menores costos de producción, y, por lo tanto, mayores beneficios. En un escenario macroeconómico, representará mejoras en los indicadores como el producto bruto interno (PBI). La importancia del concepto de la productividad es tal que se puede hablar de una “Ciencia de la Productividad” 

La aplicación de la auditoría nos han revelado una serie de deficiencias en los procesos productivos, las que están plasmada en los cuellos de botella Identificados y en otras deficiencias del procesos, identificadas como “desperdicios”, dentro del pensamiento Lean.

La Estrategia a aplicar, estará basada en un modelo Lean Reforzad, el mismo que incluye tres elementos:

Herramientas de mejora de la productividad.- Son las herramientas del modelo Lean, que son las que atacan los cuellos de botellas y los “desperdicios” localizados en los procesos productivos. 

Elemento operativo o cadenas de Valor.- Integran y exponen los resultados de la aplicación de las herramientas de competitividad.

Elemento de control o Balace Scorcard.- Para este caso, el mismo que, resume y monitorea el cumplimiento eficaz de la aplicación de las herramientas, y el logro de las metas planteadas.

Operativización del modelo 

La operativización del modelo se puede apreciar a través del BSC, el mismo que se plasma en una carta o tablero de mando, con cuatro compartimientos y dos niveles.

Nivel I.-

La aplicación de las mejoras, se dará en el Nivel 1 (área inferior), en sus dos compartimentos: área operativa y área de crecimiento empresarial. Ahí están focalizados los cuellos de botella y los desperdicios del sistema. Allí operan las herramientas de productividad.

La aplicación de las mejoras se plasma en las cadenas de valor y las cadenas de productividad y se van a reflejar en el Nivel 2 (superior).

NIVEL 2.-

Comprende la zona de indicadores que tiene también dos compartimientos: área empresarial y área del cliente. Allí se definen y/o comprueban las metas establecidas para el modelo.

La lógica del modelo es que, mejorando los procesos internos y reforzando el capital intangible de la organización, los resultados se reflejarán en los índices de productividad, competitividad y rentabilidad empresarial, así como en los indicadores de satisfacción del cliente, con lo cual la empresa se posiciona y consolida en el mercado. 

El siguiente paso es compulsar los indicadores de estas áreas con las metas establecidas al inicio del trabajo. Si la compulsa arroja un resultado negativo, el proceso se “recicla” luego de hacer los ajustes pertinentes en las áreas operativas. Si la compulsa arroja un resultado positivo, el proceso cierra y se comunica en informe a la Gerencia de la empresa, con lo que se da por concluido el proceso (ver Figura 7).

Herramientas para el análisis

Las herramientas de productividad usadas para el análisis son:

ν Modelo Yshicawa: productividad y valor. 

ν Modelo Lean. 

ν Modelo Kaizen. 

ν Modelo Six Sigma 

ν Modelos mixtos: 

Lean Sigma. 

Kaizen, Lean o Six Sigma. 

ν Modelo JIT (Just in Time).

ν Mantenimiento productivo total.

Matriz de productividad y de valor agregado

Para el caso del uso de las herramientas y el análisis de la problemática, recurrimos a una matriz de Productividad: Problemas, Soluciones y Matrices de Oportunidad (Ver Tabla 1)

Aplicando el modelo (plan de acciones) 

Básicamente, analizaremos tres tipos de actividades:

ν Actividades que crean o destruyen valor económico: desperdicios. 

ν Actividades que destruyen valor económico por insuficiente evaluación global: cuellos de botella.

ν Actividades vinculadas a la creación de valor social y valor ambiental.

Actividades que crean valor.- en nuestro caso, el análisis de actividades realizado permitió identificar cuáles son las actividades que crean o destruyen valor para la empresa. Se comparó cada actividad tal como se venía desarrollando en condiciones ideales de optimización. Así, cuando se encontró que una actividad estaba en su nivel óptimo y que no podía ser mejorada en el corto o mediano plazo, la conclusión era que dicha actividad está creando valor para la empresa. Por el contrario, si una actividad podía ser mejorada, simplificada, reducida o eliminada, con un cambio de proceso, la conclusión era que dicha actividad estaba destruyendo valor.

La cadena de valor es una metodología que ayuda a comprender el comportamiento de los costos de la empresa minera de manera amplia y completa y, de esa manera, permite formular estrategias eficaces de optimización de costos.

Sin embargo, toda empresa industrial, aspira a producir a los costos más bajos posibles y debe plantearse objetivos de optimización para las actividades estratégicas de su cadena de valor.

En la Tabla II, se desarrollan dos propuestas para generar más valor a las cadenas. 

El mejoramiento de las cadenas productivas, se plasma en una optimización de los costos productivos, lo que genera una nueva cadena de valor y el afinamiento de los objetivos estratégicos.  

Aplicación de acciones de mejora

Área de mejora 

Área o perspectiva de procesos internos.- Abarca la mayor parte de la cadena de valor de la empresa y es donde se hará la reingeniería de los procesos operativos tangibles. Para nuestro caso será: reducción del capital inmovilizado en los almacenes a una proporción máxima del 1% del costo total y un monto de US$ 0.68 millones. Con la implementación sistema JIT y la aplicación de Six-Sigma 5S.

Perforación y disparos.- Reducción al 3.8% y US$ 2.64 millones, con las siguientes acciones: romper cuellos de botella y eliminar desperdicios, optimización de equipos y mantenimiento, y evaluar alternativas de tercerización. 

Carguío y acarreo.- Reducción al 15.9% y US$ 10.83 millones, con las siguientes acciones: romper cuellos de botella y eliminar desperdicios, mejora condiciones de vías, optimización de flota y mantenimiento, y evaluar alternativas de tercerización o mineroducto.

Molienda y clasificación.- Reducción al 10.8% y US$ 7.4 millones, con las siguientes acciones: romper cuellos de botella y eliminar desperdicios, mejora de infraestructura productiva, optimización de equipos y mantenimiento, y énfasis en recuperación metalúrgica.

Filtrado.- Reducción al 0.9% y US$ 0.65 millones, con la acción siguiente: implementar nuevo sistema tecnológico.

Transporte de Concentrados.- Reducción al 6.6% y US$ 4.51 millones, con las siguientes acciones: romper cuellos de botella y eliminar desperdicios, mejora de condiciones de vías, optimización flota y mantenimiento, evaluar alternativas de tercerización o mineroducto y renegociar fletes.

Actividad de apoyo administrativo.- Reducción al 6.4% del costo con las siguientes acciones: romper cuellos de botella y eliminar desperdicios, evaluar alternativas de tercerización o implementar software administrativos y de conversión digital.

Área o perspectiva de resultados o capital intangible 

Donde se ubican los principales indicadores de capitalización de la empresa. Esta área abarca la otra parte de la cadena de valor y es donde se hará también una reingeniería de los procesos intangibles para romper los cuellos de botella y la eliminación de desperdicios. Para nuestro caso será:

ν Implementación de una política de producción esbelta, con un máximo de generación de mermas del orden de 3%.

ν Capacitación personal y políticas de incentivos salariales por mejoras en la productividad de mano de obra.

ν Mayor uso de tecnologías blandas, sobre todo, en las áreas de prospección geológica e investigación metalúrgica.

ν Desarrollo o adquisición de software específico, para las áreas de:

Diseño de productos.

Costos de producción.

Comercialización.

ν Investigación en prospección geológica con aplicación de mejoras con software.

ν Investigación metalúrgica con aplicación de mejoras con software.

ν Aplicaciones de software administrativo y de costos.

ν Uso de software de transformación digital. 

ν Políticas de mecanización de los procesos productivos.

ν Aplicación de herramientas Kaisen, como las 5S, Six Sigma, Kanban y otras. 

Se prevé que la aplicación de estas medidas implicará una reducción del costo entre el 8 y10%

Área de resultados 

Área de perspectiva empresarial financiera.- Donde se indican las metas y/o objetivos propuestos: 

ν Meta de productividad: mejoras superiores al 15%.

ν Meta de competitividad: mejoras superiores al 12%.

ν Meta de rentabilidad: mejoras entre 10 y 12 puntos.

Área de perspectiva cliente.- Se indican las metas y/o objetivos propuestos: 

ν Meta mercado: crecimiento en más del 5%.

ν Meta cliente: satisfacción superior al 70%.

Indicadores de los objetivos estratégicos

Del examen de la cadena de valor se plantean los indicadores de los objetivos estratégicos de la empresa, los mismos que se detallan en la Tabla 3.

Plan de metas

El detalle del plan de metas se presenta en la Tabla 4.

Inversión requerida

La inversión requerida para la implementación del plan de productividad se ha establecido en US$ 4 millones, para ser amortizada en 5 años. 

La inversión por onza se calcula en US$ 75.73/onza, lo que representa un costo del orden de US$ 14.55, la misma que se prorratea en 10% para las actividades de apoyo (US$ 1.4) y un 90% para las actividades fundamentales (US$ 13.09).

Situación replanteada

Como resultado de la aplicación del plan de mejoras, la empresa cambia su percepción de sus indicadores productivos. 

Nueva cadena de valor

De la ejecución del plan y estrategia de mejoramiento obtenemos una nueva cadena de valor y una nueva cadena productiva (ex-post), las que se presentan en la Tabla 6.

Nueva cadena de productividad

La nueva cadena productiva se detalla en la Figura 8.

La nueva cadena productiva reduce en US$ 192/onza (15.5%) los costos de producción e incrementa el margen hasta US$ 154.7/onza, lo que le otorga rentabilidad a la empresa.

El análisis de productividad muestra una mejora de un 18.37%, respecto de la situación ex ante (ver Tabla 8).

La contribución del incremento en 18.3% de la productividad, genera una mejora del 12.8% en la Competitividad de la empresa y la rentabilidad gana entre 10 y 12 puntos (ver Tabla 9).

Evaluación análisis beneficio-costo 

La evaluación beneficio/costo, muestra una relación de 10.5, lo que significa que por cada dólar invertido (en el plan de productividad), se genera un beneficio de US$ 10.5 por onza, lo cual es altamente rentable.

Conclusiones y recomendaciones

1. La aplicación del plan de productividad en la empresa minera es altamente beneficioso y rentable, pues representa un indicador de beneficio/costo de 10.5, lo que significa que por cada dólar que se invierte se genera un beneficio de US$ 10.5. 

2. Adicionalmente, se puede observar que la aplicación del plan genera una mejora en los indicadores de productividad del orden del 18.3%, lo que a su vez impulsa una mejora en los índices de competitividad del 12.85 y una mejora de 10 a12 puntos en la rentabilidad del negocio.

3. Los indicadores logrados muestran la conveniencia de aplicar el plan en la empresa minera, por lo que se recomienda su aplicación.

Bibliografía

Deming, W. Edwards. 1989. Calidad, Productividad y Competitividad: la salida de la crisis. Ediciones Díaz de Santos, Madrid.

Gutiérrez Garza, Gustavo. 2000. Justo a Tiempo y Calidad Total, Principios y Aplicaciones. Quinta edición. Ediciones Castillo S. A. de C. V., Monterrey, Nuevo León, México.

Hernández, Sergio. Introducción a la Administración.

Llanos, Nixon. Definiciones de Calidad. SBQ consultores (2016) 

http://www.sbqconsultores.es/el-ciclo-de-deming-o-circulo-pdca/.

La Ingeniería de Productividad y la Industria 4.0, Instituto de Productividad y Competitividad. Ed. J.L. Ingenieros, 2019.

Walton, Mary. The Deming Management Method. 

www.kaizen-institute.com

www.lean-6sigma.com

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