DISEÑO Y GESTION DE PLANTAS INDUSTRIALES (DGPI) El DGPI para Procesos Productivos, es mucho más que un simple ordenamiento de máquinas. Comprende un estudio detallado de pre factibilidad, factibilidad, de detalles y análisis económico, el cual tendrá impacto en:
La productividad Ergonomía - RRHH El Medio ambiente La seguridad, y Los costos de la operación durante todo su ciclo de vida.
Comprende la disposición física de las facilidades industriales, en la distribución y configuración de los departamentos, estaciones de trabajo, y equipos que conforman el proceso de producción. Incluye la distribución espacial de los recursos físicos previstos y los espacios necesarios para movimientos de material, mano de obra directa e indirecta, almacenaje, y toda otra actividad auxiliar o de servicios. El desarrollo de esta experiencia curricular brindará las herramientas y conocimientos adecuados con los cuales pueda diseñar u optimizar la distribución de una planta productiva.
Sesión N° 1
DEFINICIONES: 1. FABRICA: El vocablo “fábrica” se asocia con un lugar físico donde se procesan materias primas; en economía moderna, se extiende el concepto a los lugares virtuales donde se generan servicios, por extensión del proceso de transformación de ideas en servicios útiles, como software o capacitación.
2. DISEÑO: Forman parte de la base, de la forma de sus componentes y sistemas; muchos de ellos producto de la experiencia y otros de las mejores prácticas; pueden ser generales o específicos, dependiendo de las necesidades y requerimientos del mercado.
3. PLANTA INDUSTRIAL: Conjunto formado por máquinas, equipos e instalaciones dispuestas convenientemente en edificios o lugares adecuados, cuya función es transformar materias o energías de acuerdo a un proceso básico preestablecido. La función del hombre dentro de este conjunto, es la utilización racional de estos elementos, para obtener mayor rendimiento de los equipos en los procesos y un valor agregado.
4. PLAN: Esquema de desarrollo económico o social, basado en programas y estrategias definidas para el logro de un fin u objetivo.
5. PROGRAMA: Conjunto de proyectos debidamente seleccionados y ligados entre sí que conducen a un desarrollo económico social.
INTRODUCCION DISEÑO, DISTRIBUCIÓN, DISPOSICION Y REDISTRIBUCIÓN DE PLANTA INDUSTRIAL Trataremos de abordar la problemática de la distribución en planta o instalación industrial, que puede aplicarse cuando es necesaria la disposición de medios físicos en un espacio determinado, que esté o no prefijado extendiéndose su utilidad tanto a procesos industriales como de servicios (por ejemplo: fábricas, talleres, grandes almacenes, hospitales, restaurantes, oficinas, etc.). ,
Es importante resaltar que el objeto de estudio, no es sólo la distribución en planta, sino también la redistribución, situación que comúnmente se encuentra en una empresa.
La Distribución de Planta (DP) Definiciones.Muther: La DP comprende la disposición física de las posibilidades industriales, instaladas o en proyecto, incluye los espacios necesarios para el movimiento del material, almacenaje, mano de obra directa e indirecta, actividades auxiliares, servicios y personal. Es colocar máquinas y equipos modo tal que, se facilite el movimiento de materiales al costo más bajo y con mínima manipulación, desde que se recibe la materia prima e insumos, hasta que se entregan los productos terminados, todo esto de manera segura y satisfactoria para los empleados.
Machuca: Define la DP como el proceso de determinación del mejor ordenamiento de los factores disponibles, de modo que constituyan un sistema productivo capaz de alcanzar los objetivos fijados, y estos en forma adecuada y eficientemente posible. Para una adecuada DP, debemos tener presente los objetivos estratégicos y tácticos que habrán de apoyar, así como los posibles conflictos que puedan surgir entre ellos, tales como:
Necesidad de espacio / economía. Accesibilidad / privacidad.
La planificación de la DP, incluye decisiones acerca de la disposición física de los centros de actividad económica dentro de una instalación. Debemos considerar que un centro de actividad económica, es cualquier entidad que ocupe espacio: una persona o grupo de personas, la ventanilla de un cajero, una máquina, un banco de trabajo o una estación de trabajo, un departamento, una escalera o un pasillo, etc.
El objetivo de la planificación de la DP, consiste en permitir que los empleados, la maquinaria y procesos, trabajen con mayor eficacia, seguridad y ergonomía, como si fuera un solo conjunto. Antes de tomar decisiones sobre la DP, conviene responder a las preguntas: 1.
¿Qué centros deberán incluirse en la DP? Estos reflejarán las decisiones del proceso, maximizando la productividad. Por ejemplo, un área central de almacenamiento de herramientas, es más sensato y eficaz en ciertos procesos que requieran que estas se guarden en cada estación de trabajo.
2.
¿Cuánto espacio y capacidad necesita cada centro? Espacios insuficientes, generan reducción de la productividad; privar a los empleados de un espacio adecuado, genera riesgos para la salud y la seguridad.
3.
¿Cómo se debe configurar el espacio de cada centro? La cantidad de espacio, su forma y los elementos que integran un centro de trabajo, deben estar relacionados entre sí. Por ejemplo: la colocación de un escritorio y una silla en relación con otros muebles está determinada, tanto por el tamaño y la forma de la oficina; así también, por las actividades que en ella se desarrollan.
4. ¿Dónde debe localizarse cada centro? La localización puede afectar notablemente a la productividad. Por ejemplo: empleados que deben interactuar frecuentemente en forma personal, deben trabajar en una ubicación central, y no en lugares separados ni distantes, a fin de reducir pérdidas de tiempo por desplazamientos innecesarios. La DP, sin ser una ciencia, es más bien un arte, en el que la pericia y experiencia juegan un papel fundamental. Todas las técnicas son muy simples y aplicables, puesto que su única utilidad es servir de soporte al verdadero ejecutor, que es el ingeniero que desarrolla la distribución.
Es conveniente conocer las técnicas que ayuden a tener una base de argumentación y defensa de nuestra decisión. Debemos considerar en una DP que:
Es la integración de la maquinaria e instalaciones industriales, en una gran unidad operativa, la que convierte a la planta industrial en máquina única. La decisión de una adecuada planeación y aplicación de la DP, permitirá la buena operatividad de los procesos. La manera como cada una de las empresas lleve a cabo su producción, determinará el tipo de DP que requiere. Una correcta DP, disminuirá los costos de producción y mejorará el nivel de vida de los trabajadores. Para realizar una adecuada DP, no se debe improvisar, por el contrario, se deben contar con modelos y técnicas propias para lograr una eficaz y eficiente organización, optimizando herramientas, espacios e inversiones.
La responsabilidad de una buena DP no es sólo del ingeniero encargado, sino de toda la organización en conjunto, que debe participar en esta.
Factores que afectan la Distribución en Planta En la DP es necesario conocer los factores implicados en ella y las interrelaciones existentes entre los mismos. La influencia e importancia relativa de estos factores pueden variar de acuerdo con cada organización. Estos factores que influyen en la DP se dividen en ocho grupos:
Materiales Cambio
Edificio
Maquinaria
Factores Influyentes en la Distribución de Planta
Servicio
Hombre
Movimiento Espera
A estos se les analizaran diversas características y consideraciones que deben ser tomadas en el momento de llevar a cabo una DP.
Principios Básicos de la Distribución de Planta A fin de obtener la DP más eficiente de una manera sistémica, es preciso considerar al menos 6 principios básicos:
Edificaciones Proporciones seguridad a sus trabajadores Instalaciones 1.- Principio de satisfacción y seguridad
Proporciones confianza para el trabajo
Distribución en el montaje
No someter a riesgos ni accidentes
Hombre
2.- Principio de integración de conjunto
Integración de:
Materiales
Funcione todo como un conjunto
Maquinaria y otros
3.- Principio de la mínima distancia recorrida
Movimientos de material y otros
Distancia más cortas posibles
Operaciones consecutivas
Montaje de materiales Orden y secuencia de las áreas de trabajo Busca progreso constante hasta su culminación sin interrupciones o interferecnias
4.- Principio de la circulación o recorrido Cumplimiento del Principio de la mínima distancia
Movimiento progresivo y secuencial del material de cada operación a la siguiente
Inexistencia de retrocesos o movimientos transversales
5.- Principio del espacio cúbico
Utilización de los espacios verticales y horizontales
Obtener ahorros de espacios
Aprovechar las tres dimenciones de igual forma
x, y, z.
Al costo más bajo posible
Facilidad de ajustar o reordear
Al menor tiempo posible Con el menor número de recursos auxiliares
6.- Principio de flexibilidad Sistemas capaces de adaptarse con rapidez
cambios en el entorno
Formatos básicos en la DP respecto de la distribución de la producción. Los formatos según los cuales se arreglan los departamentos están definidos por el patrón general del flujo de trabajo. Existen cuatro tipos básicos de formatos: 1. 2. 3. 4.
La distribución por proceso, La distribución por producto, La distribución de posición fija, El tipo híbrido, tecnología de grupo o distribución celular.
1. La distribución por proceso: Llamada tipo taller o distribución funcional.
Formato que agrupa los equipos según funciones similares, de acuerdo con la secuencia establecida de las operaciones. Todas las operaciones similares están agrupadas acorde con el proceso o función que se llevan a cabo. Se cumple que una parte trabajada, pasa de una a otra área, en donde se encuentran ubicadas las maquinas apropiadas para cada operación.
¿Cuándo emplear esta disposición? • • • •
Si la maquinaria es muy cara y difícil de mover. En el caso de que se fabriquen diversos productos. Si se presentan variaciones de tiempos para la producción. Si la demanda es intermitente o pequeña.
Ventajas:
Mejor utilización de la maquinaria, permite reducir inversiones. Se adapta a gran cantidad de productos, así como a cambios frecuentes en la secuencia de operaciones. Se adapta a las variaciones en los programas de producción (demanda intermitente).
Proceso de: CONFORMADO Proceso de:
Proceso de: PINTURA
SOLDADURA
PRODUCTO FINAL
2. La distribución por producto: Llamada también distribución del taller de flujos.
Formato en el que el equipo o los procesos de trabajo, se arreglan acorde con los pasos progresivos, mediante los cuales se hace el producto, permaneciendo fijos las maquinarias y equipos. Al contrario de la disposición por posición fija, el material está en movimiento. La maquinaria y el equipo están ordenados acorde con la secuencia de las operaciones. Esta distribución es adoptada cuando la producción está organizada, de forma continua o repetitiva, siendo el caso más característico el de las cadenas de montaje.
MATERIAS PRIMAS
M1
M2
M3
PRODUCTO FINAL
¿Cuándo emplear esta disposición? • • • •
Si hay gran cantidad de unidades por fabricar. En el caso de que el producto esté estandarizado. Si la demanda del producto es estable. Cuando la producción es continua y el ritmo de producción que se genere, justifique los costos de instalación.
Ventajas: Se reduce el manipuleo del material. Disminuye la cantidad de material en proceso, permitiendo reducir el tiempo de producción y la inversión en material. Mayor eficiencia de la M.O., por la mayor especialización y facilidad de entrenamiento.
Se reduce la congestión y el área de suelo ocupado. Alta productividad.
3. La distribución de posición fija:
El producto o componente principal en virtud de su volumen o peso permanece en su sitio o en un lugar fijo. El equipo de fabricación (trabajadores, herramientas y maquinarias) se mueve hacia el producto y no al revés.
Por ejemplo: En los astilleros, en los sitios de construcción de buques. La fabricación de un avión.
Equipo de fabricación A
Equipo de fabricación D
MATERIAL O PRODUCTO PRINCIPAL
Equipo de fabricación C
• •
¿Cuándo emplear esta disposición? En productos de gran tamaño y peso. Si se elaboran pocas unidades o una sola.
Equipo de fabricación B
•
• • • •
Si el traslado de la pieza mayor genera costos elevados o dificultades en el proceso.
Ventajas Reduce el manejo de la pieza mayor. Permite realizar cambios frecuentes en el producto y en la secuencia de operaciones. Se adapta a gran variedad de productos y a la demanda intermitente. Flexibilidad, no requiere de una distribución muy organizada ni costosa.
4. El tipo híbrido, tecnología de grupo o distribución celular.
Se agrupa maquinas disimiles en centros de trabajo (o células) para trabajar en productos que tengan formas y requisitos de procesamiento similares.
Mezcla de la distribución por producto y de la distribución por proceso, que permite alcanzar eficiencia y flexibilidad en la elaboración o fabricación de productos de una misma familia, asignándoles mano de obra y maquinaria para su producción.
Una distribución de tecnología de grupo, es similar a la distribución por proceso en que las células están diseñadas para ejecutar una serie específica de procesos, y es similar a la distribución por producto en que las células están dedicadas a una gama limitada de productos. Muchas instalaciones de fábricas presentan combinaciones de dos tipos de distribución.
Es común encontrar toda una planta arreglada acorde con la distribución por producto (fabricación, sub ensamble, y ensamble final) con distribución por proceso dentro de la fabricación y con distribución por producto dentro del departamento de ensamble. Ventajas
Formación de operarios para realizar operaciones distintas dentro de una célula. Pueden ser atendidas por un número variable de operarios en diferentes turnos. El inventario se reduce en la misma proporción que el tiempo de maduración. Los tiempos y los costos asociados de preparación de máquina disminuyen.
Podemos concluir que los:
La Disposición de Planta Planeamiento Sistémico de la Distribución (Systematic Layout Planning - SLP) Se inicia con el planeamiento de las actividades productivas, que tiene como base el producto y las cantidades a elaborar. Estos dos elementos, sirven de referencia para otros factores que se requieren como son: 1. El recorrido que efectuarán los materiales (procesos y secuencia de operaciones), 2. Los servicios auxiliares (médicos, higiénicos, almacenes, oficinas, etc.) y el factor tiempo. Es la visualización de la disposición de planta en planos o maquetas para realizar los ajustes necesarios, antes de ejecutar la implementación Disposición Planta.
Se basa en realizar un diseño en el que se integren todos los factores que intervienen en la producción, minimización de distancias recorridas por los materiales, estructuración lógica de procesos, minimización del espacio necesario, satisfacción y seguridad de los operarios y flexibilidad para ampliaciones o futuras modificaciones. El Planeamiento Sistémico de la Distribución (SLP) es el método más clásico y tradicionalmente utilizado, propuesto R. Muther. Estos elementos básicos en los que se funda el planeamiento, pueden relacionarse con la “llave PQRST”, donde:
La disposición de planta se sintetiza en la presentación del plano de distribución de planta y en esta el plano de recorrido, ubicando las áreas respectivas para la maquinaria y servicios auxiliares.
Grafico P-Q
Diagrama de Procesos
Diagrama de Balance Línea
Tabla Relacional de Actividades
Diagrama Relacional de Espacios
Diagrama Multiproductos
Criterios de Selección del tipo de Disposición de Planta La disposición final del tipo de distribución, se hace en función de consideraciones económicas.
La selección del tipo de distribución por línea o proceso seleccionado, ocasionará: Costos mayores en maquinaria y mantenimiento preventivo, Manejo de materiales Costos por mano de obra;
Distribución en línea Aquella en la que los operarios y el material recorren las mínimas distancias y con el menor esfuerzo; los puntos a considerar son:
Orden en las operaciones. Maquinaria que se empleará en proceso. Sistemas de transporte. Tamaño y emplazamiento de almacenes. Variables del Proceso.
Es importante tener presente que al hacer una distribución del espacio para las líneas de fabricación y montaje, es que una termine justo en el punto siguiente de uso o el comienzo de la siguiente.
La Disposición de las líneas; puede ser: 1. Línea recta: La mejor disposición para el movimiento de materiales proporciona dependencia del equipo con las zonas de trabajo y en ella resulta adecuada la instalación de unidades de transporte. Puede disponerse el equipo en dos líneas paralelas, lo que permite obtener una agrupación compacta, consiguiendo que un operario atienda a más de una máquina. En algunos casos se realiza la fabricación del mismo producto en dos líneas semejantes, con lo que se obtiene una mayor flexibilidad y una longitud media, de la que resultaría si todo el equipo se hubiera dispuesto en una línea única.
2.
Línea en “U”:
Disposición más compacta y fácil a la supervisión que en la de línea recta. Muy adecuada para fabricaciones y montajes pequeños y suele empezar y terminar en el mismo pasillo.
3. Línea circular: Comprende cualquier forma, siempre que los extremos se unan; permite al almacenaje del material y el realizar el trabajo desde el interior del proceso.
4. Línea quebrada: Con la que se van colocando más máquinas a continuación de otras, sin prestar atención a la forma en que quedan, teniendo únicamente cuidado que el paso de material se haga en buenas condiciones.
Tránsito en la Empresa
Una buena distribución y planificación de planta debe tender a reducir el transporte de productos terminados. Se debe maximizar el transporte para abastecimientos de las líneas, con las materias primas o productos en bruto, a fin de reducir los daños a los productos por el efecto del transporte.
Equilibrio de la línea: Es el problema principal en la instalación. Se dice que: el proyecto de una línea de producción o montaje, es tan bueno, como sea el reparto de puestos de trabajo. El equilibrio pretende conseguir un paso firme y rápido del material juntamente con la máxima utilización de la mano de obra y maquinarias. Luego de situar las áreas y formar el plan general de circulación de materiales dentro de la empresa, será preciso pasar a la distribución en detalle.
REDISTRIBUCION DE PLANTA (RP) Generalmente, la mayoría de las DP iniciales quedan diseñadas eficientemente; sin embargo, a medida que la organización crece y requiere adaptarse a cambios internos y externos, se vuelve menos adecuada, hasta que la RP se hace necesaria. Los motivos que justifican la RP se deben, con frecuencia, a tres tipos básicos de cambios:
En el volumen de producción, que puede requerir un mayor aprovechamiento del espacio.
En el producto , que puede ser necesarias modificaciones requeridas por un cambio en la tecnología.
En la tecnología y en los procesos , que motivan cambios en recorridos de materiales y personas, así como en la disposición relativa a equipos e instalaciones.
Congestión y deficiente utilización del espacio. Acumulación excesiva de materiales en proceso. Excesivas distancias a recorrer en el flujo de trabajo. Simultaneidad de cuellos de botella. Retrasos y ociosidad en centros de trabajo.
Síntomas generales que ponen de manifiesto recurrir a la redistribución de una planta productiva:
Trabajadores cualificados en operaciones poco complejas. Ansiedad y malestar de la mano de obra. Recurrencia de accidentes laborales. Dificultad en el control de las operaciones y del personal. Deficiente utilización de recursos disponibles.
