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1. Autor: Cabezas Medrano, Miguel Anderson Huancayo 2022 Diseño de un sistema automatizado de llenado para optimizar el proceso de envasado en la empresa cervecera Wayayo . SISTEMAS INTEGRADOS DE PRODUCCIÓN TEMA: Docentes: Ing. Lazo Huatnalaya , Jersoon Jesús Ing. Flores Camayo, Jhosselin Madahi

2. Planteamiento del estudio

3. Actividades principales de la Empresa 3 Núcleo del Negocio: La actividad principal de GRUPO WAYAYO E.I.R.L. es la producción de cerveza artesanal, transformando materias primas naturales en un producto final de alta calidad. Proceso Secuencial y Técnico: Molienda y Maceración: El proceso inicia con la trituración del grano malteado y su mezcla con agua caliente para convertir almidones en azúcares. Cocción y Lupulado : El mosto resultante se hierve, y se añaden lúpulos para aportar amargor, aroma y estabilidad. Fermentación y Maduración: Tras enfriarse, el mosto fermenta con levadura para producir alcohol. Luego, madura en frío para estabilizar su sabor y claridad. Envasado: Finalmente, la cerveza es embotellada de forma manual-semiautomática, almacenada y distribuida. Filosofía de Producción: La empresa mantiene un equilibrio entre la tradición artesanal y la aplicación de criterios de ingeniería, con un enfoque en la mejora continua de la productividad y la calidad en cada etapa del proceso. DOP Diagrama de recorrido de la planta

4. 4 Identificación de la problemática

5. Indicadores Operativos Mes Tiempo de ciclo por unidad (Tc) [s] Rendimiento del proceso de llenado (% Yield) Defectos por sobrellenado/ subllenado [%] Tasa de desperdicio (Merma) [%] Eficiencia global (OEE) [%] Índice de utilización del equipo [%] Diciembre 14.9 87.4 12.6 6.4 41 77.3 Enero 14.8 87.5 12.5 6.3 41.4 77.6 Febrero 14.6 87.7 12.3 6.2 41.6 77.9 Marzo 14.7 87.6 12.4 6.1 41.3 77.5 Abril 14.5 87.8 12.2 6.3 41.8 78 Mayo 14.7 87.5 12.4 6.3 41.2 77.7 5 Indicadores de rendimiento en 6 meses de la empresa Wayayo Los resultados revelaron una operación con importantes áreas de mejora: Tiempo de ciclo promedio de 14.7 segundos por botella , Una alta tasa de defectos por sobrellenado o subllenado del 12.4%. Una considerable merma o desperdicio de producto del 6.3% del volumen total procesado. Estos factores culminaron en una Eficiencia Global del Equipo (OEE) de solo 41.4% , un valor muy por debajo de los estándares industriales que subraya la ineficiencia del sistema semiautomatizado vigente. Esta situación genera una serie de consecuencias adversas para la organización, tales como:

6. Diseño de componentes 6 . Diseño y/o cálculo matemático Diseño aplicando ciencias naturales

7. Diseño realizado en Fluidsim 7 Diagrama de desplazamiento-fase Objetivo del Diseño: El objetivo fue crear un sistema de automatización de bajo costo y alto impacto para mejorar la eficiencia, reducir la variabilidad del producto y minimizar las pérdidas. Descripción Funcional del Sistema: La solución consiste en un sistema electroneumático simple y robusto cuya secuencia es la siguiente: Un sensor óptico detecta la botella en la posición correcta. Este evento activa una lógica de control (implementada con relés y un temporizador). Un cilindro neumático abre la válvula de llenado por un tiempo exacto y predefinido. El ciclo se detiene y reinicia automáticamente para la siguiente unidad.

8. 1 2 3 La simulación en FluidSIM muestra la secuencia temporal del sistema de llenado automatizado de la cervecería Wayayo , validando su sincronización. El ciclo se desarrolla en 10 segundos y sigue estos pasos: Se activa el pulsador START . El sensor óptico S0 detecta la botella. La válvula 5/2 conmuta y activa el cilindro neumático . El cilindro permanece extendido ( A+ ) durante 5 segundos para el llenado. La válvula retorna y el cilindro se retrae. Finaliza el ciclo. Diseño realizado en Fluidsim

9. 9 Diseño realizado en CadeSIMU Entradas digitales: Pulsadores (START, STOP), sensores ópticos y de fin de carrera (S0, S1, S2), conectados a direcciones como I0.0, I0.1, etc. Lógica de operación: Al presionar START , se activa un enclavamiento (Q0.0) que mantiene el sistema en funcionamiento. El sensor S0 habilita la salida Q0.1 , que activa el cilindro neumático mediante la válvula 5/2 (Y1) . Un temporizador (T1) controla la duración del llenado y, al finalizar, desactiva la señal, permitiendo el retorno del cilindro . Salidas Q0.2 y Q0.7 manejan relés auxiliares y válvulas, asegurando el control secuencial. Circuito lógico del PLC Esquema de PLC

10. Indicador Operativo Símbolo Situación Actual (Promedio) Resultado Esperado (Proyectado) Mejora (%) Discusión del Resultado Tiempo de Ciclo por Unidad Tc 14.7 segundos 10.3 segundos ↓ 29.9% La automatización elimina tiempos muertos y dudas del operario, cumpliendo la meta y aumentando la capacidad de producción. Rendimiento del Proceso (% Yield) % Yield 87.60% 89.60% ↑ 2.0 p.p. Al eliminar el subllenado y sobrellenado, el número de unidades conformes aumenta drásticamente. Defectos por Llenado % Defectos 12.40% 10.40% ↓ 16.1% La precisión del temporizador y la repetibilidad del ciclo reducen los defectos a un nivel mínimo aceptable. Tasa de Desperdicio (Merma) % Merma 6.30% 5.3% ↓ 15.9% La reducción de derrames por sobrellenado y operaciones fallidas genera un impacto económico directo y significativo. Índice de Utilización del Equipo OEE 77.7% ~ 85.0% ↑ ~9.4% El OEE mejora sustancialmente al optimizar sus tres factores: Disponibilidad (menos paradas), Rendimiento (ciclos más rápidos) y Calidad (menos defectos). Eficiencia Global (OEE) % Uso 41.4% ~ 66% ↑ ~59 p.p. La fluidez y rapidez del ciclo automatizado permiten que el equipo esté productivo durante un mayor porcentaje del tiempo disponible. Indicadores Operativos Proyectados La implementación de la solución proyecta una mejora medible y significativa en todos los indicadores clave, incluso bajo los supuestos conservadores utilizados en el análisis financiero. La automatización representa una transformación fundamental del proceso. Permite producir a mayor velocidad, con una calidad superior y con un uso más eficiente de los recursos existentes. Resultados Esperados

11. ESTADO DE RESULTADOS INICIAL El estado de resultados muestra una situación financiera saludable . Durante el periodo analizado: Ventas netas: S/ 99,648.70 Costo de ventas: S/ 72,976.36 Utilidad bruta: S/ 26,672.34 Gastos de administración: S/ 19,685.00 Utilidad operativa (antes de impuestos): S/ 6,987.34 Impuesto a la renta: S/ 2,061.27 Utilidad neta: S/ 4,926.70 La empresa no incurrió en deudas ni gastos financieros , evidenciando eficiencia operativa y buen control de costos . Estos resultados reflejan la capacidad de Wayayo para generar utilidades sostenibles y enfrentar con solidez inversiones futuras , como la automatización del proceso de llenado . 11 Estado de Resultados Del 01/01 al 31/12 Ventas netas o ing. por servicios 461 99648.70 Desc., rebajas y bonificaciones concedidas 462 Ventas netas 463 99648.70 Costo de ventas 464 -72976.36 Resultado bruto Utilidad 466 26672.34 Resultado bruto Pérdida 467 Gastos de ventas 468 Gastos de administración 469 -19685 Resultado de operación utilidad 470 6987.34 Resultado de operación pérdida 471 Gastos financieros 472 Ingresos financieros gravados 473 Otros ingresos gravados 475 Otros ingresos no gravados 476 Enajen. de val. y bienes del act. F 477 Costo enajen. de val. y bienes a.f. 478 Gastos diversos 480 REI del ejercicio positivo 481 REI del ejercicio negativo 483 Resultado antes de part. - Utilidad 484 Resultado antes de part. - Pérdida 485 Distribución legal de la renta 486 Resultado antes del imp - Utilidad 487 6987.34 Resultado antes del imp - Pérdida 489 Impuesto a la renta 490 2061.27 Resultado del ejercicio - Utilidad 492 Resultado del ejercicio - Pérdida 493 4926.7

12. Viabilidad Financiera La inversión inicial para implementar el sistema automatizado de llenado asciende a S/ 17,850.00 , cubriendo: Sensores, cilindros neumáticos, electroválvulas, temporizadores, pulsadores. Lógica cableada, fuente de alimentación, control de temperatura y sistemas de seguridad. Costos de instalación, calibración y fondo de contingencia. Proyecciones de recaudación y ventas: Recaudación acumulada: 1er año: 38.4% 5to año: 61.5% → Muestra un crecimiento sostenido gracias al sistema automatizado. Crecimiento de ventas: 2do año en adelante: Aumenta desde 9.3% hasta 23.1% en el 5to año . → Asociado a mayor productividad, menos mermas y mejor calidad del producto. Costos recurrentes: Auditorías de seguimiento: S/ 500.00 cada dos años (años 1, 3 y 5). → Costos operativos bajos y controlados . Presupuesto 12 Ítem Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Sensor de presencia (óptico o inductivo) 150 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Cilindro neumático de doble efecto: Activa la válvula de llenado o posiciona la boquilla. 3000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Electroválvula 5/2 monoestable o biestable: Controla el flujo de aire al actuador. 2,500 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Temporizador (timer): Define el tiempo exacto de apertura para asegurar el volumen correcto. 2,000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Pulsador de inicio/parada 1500 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Lógica cableada (CADe SIMU) 100 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Fuente de Alimentación Eléctrica 500 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Unidad de Control de Temperatura 600 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Sistema de Seguridad (Frenos, Sensores de Emergencia) 4,000 0.00         Instalación 1,000.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Calibración 1,000.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Auditorias (posteriores a la instalación) 0.00 500.00 0.00 500.00 0.00 500.00 Fondo de contingencia para imprevistos 1,500.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 TOTAL 17,850.00 500.00 0.00 500.00 0.00 500.00

13. Evaluación Económica y Viabilidad Financiera Estado de resultados proyectado Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Ventas   S/ 42,079.40 S/ 47,684.29 S/ 52,517.76 S/ 56,532.77 S/ 63,542.12 Costo de ventas   S/ 30,816.27 S/ 34,920.94 S/ 38,460.66 S/ 41,401.00 S/ 46,534.20 Utilidad bruta   S/ 11,263.13 S/ 12,763.35 S/ 14,057.10 S/ 15,131.77 S/ 17,007.92 Gastos operativos   S/ 2,000.00 S/ 500.00 S/ 500.00 S/ 500.00 S/ 500.00 Gastos financieros   S/ 856.80 S/ 732.21 S/ 587.69 S/ 420.05 S/ 226.25 Utilidad antes de impuestos   S/ 8,406.33 S/ 11,531.14 S/ 12,969.40 S/ 14,211.72 S/ 16,281.67 Impuesto a la renta (29.5%)   S/ 2,479.87 S/ 3,401.69 S/ 3,825.97 S/ 4,192.46 S/ 4,803.09 Utilidad neta   S/ 5,926.46 S/ 8,129.45 S/ 9,143.43 S/ 10,019.26 S/ 11,478.58 Estado de resultados proyectado Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Ventas S/ 105,152.96 S/ 153,040.65 S/ 164,774.68 S/ 176,075.82 S/ 186,915.77 S/ 201,127.04 Costo de ventas S/ 77,007.33 S/ 112,077.23 S/ 120,670.48 S/ 128,946.71 S/ 136,885.20 S/ 147,292.63 Utilidad bruta S/ 28,145.63 S/ 40,963.43 S/ 44,104.20 S/ 47,129.11 S/ 50,030.57 S/ 53,834.41 Gastos operativos S/ 20,772.33 S/ 23,919.73 S/ 23,630.50 S/ 24,908.15 S/ 26,256.38 S/ 27,679.07 Gastos financieros S/ 0.00 S/ 856.80 S/ 732.21 S/ 587.69 S/ 420.05 S/ 226.25 Utilidad antes de impuestos S/ 7,373.30 S/ 16,186.90 S/ 19,741.49 S/ 21,633.26 S/ 23,354.14 S/ 25,929.09 Impuesto a la renta (29.5%) S/ 2,175.12 S/ 4,775.14 S/ 5,823.74 S/ 6,381.81 S/ 6,889.47 S/ 7,649.08 Utilidad neta S/ 5,198.17 S/ 11,411.76 S/ 13,917.75 S/ 15,251.45 S/ 16,464.67 S/ 18,280.01 Estado de resultados Estado de resultados después de la implementación Ventas: Crecen de S/ 105,152.96 a S/ 137,584.92 en 5 años. Utilidad bruta: Aumenta de S/ 28,145.63 a S/ 36,826.49. Utilidad neta: Se incrementa de S/ 5,198.17 a S/ 6,801.43. Gastos financieros: Inexistentes, sin deuda. Tendencia: Crecimiento estable pero moderado. Ventas: Suben significativamente de S/ 105,152.96 a S/ 201,127.04. Utilidad bruta: Mejora notablemente, de S/ 28,145.63 a S/ 53,834.41. Utilidad neta: Se multiplica, de S/ 11,411.76 a S/ 18,280.01. Gastos financieros: Presentes, pero decrecientes por amortización de préstamo. Tendencia: Crecimiento fuerte y sostenido, con mayor rentabilidad. Antes de la automatización Después de la automatización

14. Flujo de caja económico (sin financiamiento): Inversión inicial: S/ 17,850.00 (Año 0). Ingresos netos de efectivo: Positivos y crecientes desde el Año 1. Año 1: S/ 6,530.50 Año 5: S/ 11,638.08 Recuperación de inversión: Se logra en pocos años gracias a la buena generación de caja operativa. Flujo de caja financiero (con financiamiento): Año 0: Mejora a -S/ 12,495.00 por el ingreso del préstamo. Flujo neto tras pagos de deuda: Positivo en todos los años, incluso considerando intereses y amortizaciones. Año 1: S/ 4,895.04 Año 5: S/ 9,954.18 Sostenibilidad: Se garantiza el cumplimiento de las obligaciones financieras sin comprometer la liquidez operativa. 14 Ingresos Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Ingresos de ventas   S/ 42,079.40 S/ 47,684.29 S/ 52,517.76 S/ 56,532.77 S/ 63,542.12 (+) Total de ingresos   S/ 42,079.40 S/ 47,684.29 S/ 52,517.76 S/ 56,532.77 S/ 63,542.12 Egresos             Costos de ventas   S/ 30,816.27 S/ 34,920.94 S/ 38,460.66 S/ 41,401.00 S/ 46,534.20 (-) Sub total de egresos (costos)   S/ 30,816.27 S/ 34,920.94 S/ 38,460.66 S/ 41,401.00 S/ 46,534.20 Gastos operativos   S/ 2,000.00 S/ 500.00 S/ 500.00 S/ 500.00 S/ 500.00 (-) Sub total de egresos (gastos + provisión)   S/ 2,000.00 S/ 500.00 S/ 500.00 S/ 500.00 S/ 500.00 (-) Total de egresos (costos + gastos + provisión)   S/ 32,816.27 S/ 35,420.94 S/ 38,960.66 S/ 41,901.00 S/ 47,034.20 Utilidad antes de impuestos   S/ 9,263.13 S/ 12,263.35 S/ 13,557.10 S/ 14,631.77 S/ 16,507.92 Impuesto a la renta (29.5%)   S/ 2,732.62 S/ 3,617.69 S/ 3,999.34 S/ 4,316.37 S/ 4,869.84 UTILIDAD NETA   S/ 6,530.50 S/ 8,645.66 S/ 9,557.75 S/ 10,315.40 S/ 11,638.08 (-) Inversión del proyecto -S/ 17,850.00           FLUJO DE CAJA ECONÓMICO -S/ 17,850.00 S/ 6,530.50 S/ 8,645.66 S/ 9,557.75 S/ 10,315.40 S/ 11,638.08 (+) Prestamo S/ 5,355.00           (-) Amortización + interes   -S/ 1,635.47 -S/ 1,635.47 -S/ 1,635.47 -S/ 1,635.47 -S/ 1,683.91 FLUJO DE CAJA FINANCIERO -S/ 12,495.00 S/ 4,895.04 S/ 7,010.20 S/ 7,922.29 S/ 8,679.93 S/ 9,954.18

15. ESTADO DE RESULTADOS FINAL 15 Estado de Resultados posterior a la implementacion Ventas netas o ing. por servicios 461 153040.65 Desc., rebajas y bonif. concedidas 462 Ventas netas 463 153040.65 Costo de ventas 464 -112077.23 Resultado bruto Utilidad 466 40963.43 Resultado bruto Pérdida 467 Gastos de ventas 468 Gastos de operativos 469 -23919.73 Resultado de operación utilidad 470 Resultado de operación pérdida 471 Gastos financieros 472 -856 Ingresos financieros gravados 473 Otros ingresos gravados 475 Otros ingresos no gravados 476 Enajen. de val. y bienes del act. F 477 Costo enajen. de val. y bienes a.f. 478 Gastos diversos 480 REI del ejercicio positivo 481 REI del ejercicio negativo 483 Resultado antes de part. - Utilidad 484 16186.90 Resultado antes de part. - Pérdida 485 Distribución legal de la renta 486 Resultado antes del imp - Utilidad 487 16186.90 Resultado antes del imp - Pérdida 489 Impuesto a la renta 490 4775.14 Resultado del ejercicio - Utilidad 492 11411.76 Resultado del ejercicio - Pérdida 493 Ventas netas: S/ 153,040.65 ➤ Reflejan el impacto positivo de la automatización en la producción y ventas. Costo de ventas: S/ 112,077.23 ➤ Aumenta por la mayor escala operativa, pero se mantiene el margen. Utilidad bruta: S/ 40,963.43 ➤ Mejora notable frente al año anterior. Gastos operativos: S/ 23,919.73 Gastos financieros: S/ 856.00 (por intereses del préstamo) Resultado antes de impuestos: S/ 16,186.90 Impuesto a la renta (29.5%): S/ 4,775.14 Utilidad neta: S/ 11,411.76 ➤ Más del doble que en 2023

16. GRACIAS