Distribucion Fisica de Las Instalaciones (1)

Administración de Empresas y Organización Organización de la Producción Escuela de Ingenierías Industriales-Universidad de Valladolid. Curso 2010/2011 Rafael Solís Martínez

TEMA 7 LA DECISION DE DISTRIBUCION FISICA DE LAS INSTALACIONES DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

INDICE 0. INTRODUCCION 1. PRINCIPALES TIPOS DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA 2. DISTRIBUCION POR PROCESOS 2.1 2.2

CARACTERISTICAS TECNICAS PARA DISTRIBUCION POR PROCESOS

3. DISTRIBUCION POR PRODUCTOS PRODUCTOS 3.1 3.2

CARCTERISTICAS TECNICAS PARA LA DISTRIBUCION POR PRODUCTOS.

4. DISTRIBUCION CELULAR 5. DISTRIBUCION PUNTO FIJO 6. DISTRIBUCION DE DE INSTALACIONES EN LAS EMPRESAS EMPRESAS DE SERVICIOS.

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OBJETIVOS El objetivo de este capítulo es analizar la importancia de la distribución de las instalaciones para lograr la optimización de la cadena de valor en la empresa. Para ello, comenzaremos analizando las diferencias entre los distintos tipos de distribuciones en planta que suelen emplearse, tanto en empresas industriales como en empresas de servicios: distribución por procesos, distribución por productos, distribución celular y distribución de punto fijo. Se estudia estudia también algunas algunas de las principales técnicas empleadas para elegir la distribución en planta más adecuada para cada tipo de instalación. En el caso de distribuciones por procesos se suelen emplear al análisis de la secuencia de operaciones, operaciones, los diagramas de bloque y el el análisis carga-distancia. carga-distancia. Mientras que para distribuciones por productos se analizan los sistemas de equilibrado de la cadena de producción.

0 .INTRODUCCION La decisión de distribución en planta es continuación de la selección y diseño del proceso productivo. Así, durante el diseño del proceso productivo se determinan las características de los materiales y productos, y se seleccionan las tecnologías a emplear. A continuación entra en acción la distribución en planta para determinar la localización adecuada de cada proceso dentro de las instalaciones de la empresa, el espacio requerido por cada proceso proceso y el espacio espacio necesario para las distintas operaciones operaciones de apoyo. Algunas de las decisiones a nivel estratégico, como la capacidad de la instalación y el tipo de proceso de fabricación, fabricación, son restricciones restricciones a tener tener en cuenta en en esta decisión. Podemos definir la distribución en planta como la ubicación de las distintas máquinas, puestos de trabajo, áreas de servicio al cliente, almacenes, oficinas, zonas de descanso, pasillos, flujos de materiales y personas, etc, dentro de los edificios y recintos de la empresa, de forma que se consiga el mejor funcionamiento de las instalaciones y se logren alcanzar los objetivos establecidos por la organización. Esto puede aplicarse a todos aquellos casos en los que sea necesaria la disposición de unos medios físicos en un espacio determinado, ya esté prefijado o no, extendiéndose su utilidad tanto a procesos industriales como de servicios (por ejemplo: fábricas, talleres, establecimientos comerciales, hospitales, restaurantes, oficinas, etc) Para llevar a cabo una adecuada distribución en planta ha de tenerse t enerse presente cuáles son los objetivos estratégicos y tácticos que aquella habrá de apoyar, así como los posibles conflictos que que puedan puedan surgir entre ellos; por ejemplo, la necesidad necesidad de espacio /economía en centros comerciales y la accesibilidad /privacidad en áreas de oficina. Entre los objetivos básicos a alcanzar mediante la distribución en planta podemos señalar: -Optimizar la capacidad productiva. -Reducir los costes de movimiento de materiales. -Proporcionar espacio suficiente para los distintos procesos. 2


-Optimizar el aprovechamiento aprovechamiento de la mano de obra, la maquinaria maquinaria y el espacio. -Incrementar el grado de flexibilidad -Garantizar la salud y seguridad de los trabajadores -Facilitar la supervisión de las tareas y las actividades de mantenimiento. -Mejorar el aspecto de las instalaciones de trabajo de cara al público -Mejorar la satisfacción del personal. Por lo general, la mayoría de las distribuciones quedan diseñadas eficientemente para las condiciones de inicio, sin embargo, a medida que la organización crece y/o ha de adaptarse a los cambios internos y externos, la distribución inicial se vuelve menos adecuada, adecuada, hasta llegar el momento en que la redistribución se hace necesaria. Una buena distribución cuesta poco más ó nada más que una distribución deficiente; si el equipo empleado es el mismo, el coste adicional de la distribución buena es solamente el gasto del estudio necesario para desarrollarla. Pero la distribución en planta, lejos de ser una ciencia, es más bien un arte en el que la pericia y la experiencia juegan un papel fundamental. Como se verá en los siguientes apartados, las técnicas de distribución no proporcionan soluciones óptimas, y la solución final está basada basada en el el sentido común común y en el buen juicio del decisor. Las decisiones relativas a la distribución entrañan determinar dónde se colocarán los departamentos, los grupos de trabajo de los departamentos, las estaciones de trabajo y los puntos donde se guardan las existencias dentro de una instalación productiva. El objetivo es ordenar estos elementos de manea que se garantice el flujo continuo del trabajo (en una fábrica) o un patrón de transito dado (en una organización de servicios). En general los elementos que intervienen en la decisión de la distribución son: 1. Especificación de los objetivos y los criterios que se aplicarán para evaluar el diseño. Dos criterios básicos de uso común son la cantidad de espacio que se requiere y la distancia que se debe recorrer entre los elementos de la distribución. 2. Cálculos de la demanda de productos o servicios del sistema. 3. Número de operaciones y la cantidad de flujo entre los elementos de la distribución. 4. Espacio que se necesitará para los elementos de la distribución 5. Disponibilidad de espacio dentro de la instalación misma o si se trata de una nueva, las configuraciones posibles para el edificio. Al abordar la distribución se estudiará como se determinan las distribuciones de acuerdo con distintos formatos (o estructuras de flujo de trabajo).Se hará hincapié en técnicas cuantitativas, pero también se presentarán algunos ejemplos de la importancia que los factores cualitativos tienen a la hora de diseñar la distribución. Este capitulo habla de las instalaciones dedicadas dedicadas a manufactura y también t ambién a los servicios.

1.PRINCIPALES 1.PRINCIPALES TIPOS DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA El patrón general de flujo de trabajo define los formatos para ordenar los departamentos de una instalación.

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Administración de Empresas y Organización de la Producción Escuela de Ingenierías Industriales-Universidad de Valladolid. Curso 2010/2011 Rafael Solís Martínez

Se suelen identificar cuatro tipos diferentes de distribuciones en planta: Distribución por procesos. Distribución por productos Distribución celular Distribución de punto fijo A continuación analizaremos brevemente sus principales características y métodos cuantitativos.

2. DISTRIBUCIÓN POR PROCESOS(Funcional) 2.1 CARACTERISTICAS La distribución por procesos, (también conocida como distribución funcional, job-shop, centros de trabajo, talleres de trabajo), agrupa funciones o equipamientos similares, como por ejemplo, todos los tornos en una área y todas las prensas en otra. A continuación, la pieza que se está trabajando avanza en una secuencia preestablecida de operaciones, desde un área a otra, donde se encuentran las máquinas necesarias para cada operación. Se emplea cuando se trata de fabricar pequeños lotes de productos, escasamente estandarizados. El personal y las máquinas se agrupan según el tipo de función que realizan, de modo que en un taller mecánico los tornos se colocaran en un área, las fresadoras en otra, los taladros en una zona separada, las esmeriladoras en otra y así sucesivamente. Se suele emplear maquinaria genérica, poco especializada, que puede ser rápidamente adaptada para fabricar distintos tipos de producto. Cada producto a fabricar realiza un recorrido distinto por la planta en función de las operaciones que requiera para su fabricación, por lo que se generan diferentes flujos de materiales entre los diferentes talleres. Una vez acabadas las operaciones en una sección, el material es trasladado al centro de trabajo, donde se tiene que realizar la siguiente operación, quedando en espera junto a otros tipos de piezas para entrar en la máquina correspondiente, formando así una cola. El transporte de materiales se realiza utilizando transpaletas y otros vehículos. Los trabajadores, altamente cualificados, deben trasladarse , para realizar las distintas actividades que requiere la fabricación de cada lote de productos, que suele permanecer en la planta un periodo de tiempo más o menos largo, siendo habitual, la presencia de un elevado inventario en curso. Aquí, el responsable de programación de la producción tendrá que decidir el orden en que se procesan las piezas. Esto debe reconsiderarse cada vez que una nueva pieza llega a la cola. Como ventajas de este tipo de distribución podemos señalar las siguientes: 

Pequeña inversión en maquinaria debido a que es menor la duplicidad

4






 



Elevada flexibilidad, al ser posible asignar tareas a cualquier máquina de la misma clase que esté disponible en ese momento. Alta motivación de los trabajadores, que deben ser más hábiles porque tienen que saber manejar cualquier máquina del grupo, así como controlar su propio trabajo, lo que proporciona mayores incentivos individuales. Mejora del proceso de control Reducidos costes de fabricación. Es posible que los costes de mano de obra sean más altos por unidad cuando la carga sea máxima, pero serán menores que en una disposición por productos cuando la producción sea baja. Las averías en la maquinaria no interrumpen toda una serie de operaciones, ya que basta con trasladar el trabajo a otra máquina, si está disponible, o alterar ligeramente el programa, si la tarea en cuestión es urgente y no hay ninguna máquina ociosa en ese momento.

Como inconvenientes debemos señalar los siguientes: 







  

Dificultad a la hora de fijar las rutas y los programas de trabajo. Programación de la producción en general, difícil. La separación de las operaciones y las mayores distancias que tienen que recorrer para el trabajo dan como resultado una mayor manipulación de materiales y costes mas elevados. Transporte entre centros de trabajo. Dificultad de coordinación de los flujos de materiales y ausencia de un control visual. El tiempo total de fabricación es mayor debido a la necesidad de los transportes entre centros. Plazos de ejecución más largos. El inventario en curso es mayor para evitar paradas en el proceso productivo Requiere una mayor superficie Necesidad de una mayor cualificación de la mano de obra.

Ejemplos de este tipo de distribución son algunas de las plantas industriales de productos de pequeño tamaño con proceso de fabricación intermitente (Talleres de carpintería, talleres mecánicos, fábricas de tejidos) o los servicios de apoyo de un hospital (radiología, cardiología, traumatología...etc)

2.1 TECNICAS PARA LA DISTRIBUCIÓN POR PROCESOS En este tipo de procesos la decisión clave es determinar la disposición relativa de los diferentes centros de trabajo, tratando:  

Disminuir las distancias a recorrer y el coste asociado al flujo de materiales Mejorar la eficiencia de las operaciones

Esta decisión vendrá a su vez condicionada por la superficie del edificio y su distribución, las medidas de seguridad e higiene en el trabajo, localización fija de determinados elementos y equipos....etc Entre las técnicas más empleadas para facilitar la selección de la mejor distribución por procesos podemos señalar: El análisis de la secuencia de operaciones, el análisis de bloques y análisis de carga distancia. Además de algunos programas informáticos que ayudan a tomar decisiones sobre distribución. 5


Análisis de la secuencia de operaciones. Ejemplo 1 El enfoque mas común para efectuar la distribución de un centro de trabajo consiste en ordenar centros de trabajo que tienen procesos similares de modo que optimicen su ubicación relativa. Por ejemplo en una fábrica de juguetes que maneja volúmenes bajos, los centros de trabajo incluirían: Embarcar y recibir, moldeado y el troquelado de plástico, formas de metal, costura, pintura. Las piezas de los juguetes son fabricadas en estos centros de trabajo y a continuación se envían a los centros de trabajo de ensamble, donde son armados del todo. Armado de juguetes grandes, armado de juguete pequeños y armado de mecanismos. En muchas instalaciones, la ubicación óptima con frecuencia significa que los centros de trabajo que tienen un volumen grande de movimiento entre departamentos queden colocados unos junto a otros. Supongamos que deseamos ordenar los ocho centros de trabajo de una fábrica de juguetes a efectos de minimizar el costo de manejo de materiales entre departamentos. Para empezar se parte del simple supuesto de que todos los centros de trabajo tienen la misma cantidad de espacio (40m x 40m ) y que el edificio mide 80 m de ancho y 160 m de largo y, por lo tanto, es compatible con las dimensiones del centro de trabajo. Lo primero que se desearía conocer es el carácter del flujo entre los centros de trabajo y la manera de transportar los materiales. Supongamos que esta información existe. Se sabe que todos los materiales son transportados por un tractor grúa con un cajón de tamaño estándar, a razón de una cajón por camión (Lo cuál constituye una carga).Ahora supongamos que el costo de transporte por trasladar una carga entre centros de trabajo contiguos es de un Euro, mas otro Euro por cada centro de trabajo intermedio. La ilustración 1 presenta las cargas esperadas entre centros de trabajo durante el primer año de operación; La ilustración 2 presenta el espacio disponible en la planta. Se permiten los movimientos diagonales de modo que los centros de trabajo 2,3 y 3,6 son contiguos. Ilustración 1

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Ilustración 2

Dada esta información, el primer paso será ilustrar el flujo entre centros de trabajo empleado un modelo como el ilustrado en la ilustración 3, el cual presenta el patrón básico de la distribución que se quiere mejorar. Ilustración 3

El segundo paso será calcular el costo de esta distribución, multiplicando el costo del manejo de materiales por el número de cargas que se trasladan entre cada par de centros de trabajo. La ilustración 4 presenta esta información misma que se obtiene así: El costo anual del manejo de materiales entre Centros 1 y 2 Centros 1 y 5 Centros 1 y 7 Centros 2 y 7

es es es es

de de de de

175 € 60 € 60 € 240 €

(1 € x 175 movimientos) (2 € x 30 movimientos) (3 € x 20 movimientos) (3 € x 80 movimientos, diagonal)

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Ilustración 4

El tercer paso será buscar los cambios de ubicación de los centros de trabajo que disminuyen los costos. Según la gráfica y la matriz de costos parece aconsejable colocar los centros de trabajo 1 y 6 mas cerca uno del otro para disminuir sus elevados costos por la distancia de traslados. No obstante esto requiere cambiar varios otros centros de trabajo, afectando con ello el resto de costos. La ilustración 5 presenta la distribución revisada que resulta de la reubicación del centro de trabajo 6 y un centro de trabajo contiguo (El centro de trabajo 4 ha sido escogido arbitrariamente a este efecto) Ilustración 5

La ilustración 6 presenta la matriz revisada correspondiente a este cambio, así como los cambios de los costos. Nótese que el costo es de 262 € mas alto que el de la distribución inicial. Queda claro que duplicar la distancia entre los centros de trabajo 6 y 7 explica la mayor parte del incremento de costos. Esto subraya el hecho de que incluso un problema pequeño, rara vez es fácil decidir cual es el movimiento obvio correcto. Hasta ahora sólo se ha presentado una cambio entre los muchos posibles; de hecho en el caso de este problema de ocho centros de trabajo, existen 8! (40230) arreglos posibles 8


Ilustración 6

Por tanto el procedimiento que se ha empleado tendría una posibilidad muy remota de lograr una combinación óptima en un número razonable de intentos. El problema no termina aquí. Supongamos que se llega a una buena solución exclusivamente con base en el costo (Con un costo total de 3550 Euros) del manejo de materiales, como la representada en la ilustración 7.Lo primero que se advierte es que el centro de trabajo de embarques y recepciones queda cerca del centro de la fábrica. Arreglo que probablemente no resultará aceptable. El centro de trabajo de costura queda junto al de pintado, lo cuál presentará el peligro de que el aire puedas transportar pelusa, hilos y partículas de las telas, los cuales se depositarían en los artículos terminados. Ilustración 7

Es más, el ensamble de juguetes pequeños y el de juguetes grandes están ubicados en extremos contrarios de la planta, lo cual incrementaría el tiempo de movimiento para los armadores (que probablemente se necesitarían en los dos centros de trabajo a distintas horas del día) y para los supervisores (que no podrán supervisar dos centros de trabajo al mismo tiempo): 9


Cuando se efectúa una distribución muchas veces es necesario considerar otros factores además del costo de manejo de materiales.

Análisis de la secuencia de operaciones. ejemplo 2 Se utiliza cuando se trata de distribuir departamentos operativos interrelacionados y no existen limitaciones referentes a la forma o dimensión de las instalaciones. El objetivo de esta técnica será situar lo más cerca posible aquellos departamentos entre los que exista un mayor flujo de materiales, tratando de lograr que la distribución se aproxime a una forma rectangular La aplicación de esta técnica se ilustra en el ejemplo siguiente: Micro Internacional SA, ha decidido abrir una nueva instalación en Sevilla y está decidiendo la distribución en planta más adecuada de sus 10 departamentos operativos. Tras un exhaustivo análisis se ha determinado que las cantidades de productos transportados mensualmente entre los distintos departamentos operativos son las que figuran en la tabla siguiente. Departamentos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

5 1000 2000

6

7 7500

8

3000 3000

9 4000

10 3000 3000

3000 4000

5000

3000 3000 1100 1100

Para ayudar a Micro Internacional a tomar decisión, se pide desarrollar un diagrama que represente los flujos entre los distintos departamentos. Solución Dibujo 1

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El siguiente paso sería reestructurar el diagrama inicial tratando de situar más próximos aquellos departamentos entre los que exista un elevado flujo de productos y procurando que la distribución se aproxime a una forma rectangular. Dibujo 2

Análisis de diagramas de bloques Una vez que sabemos cómo deben localizarse los centros de trabajo en nuestra distribución se puede utilizar el diagrama de secuencia de operaciones anterior como una base para la elaboración de un diagrama de bloques, donde las áreas físicas que requieren los centros de trabajo ocupan las mismas localizaciones relativas. Se pueden elaborar estimaciones de las áreas que requieren cada uno de los centros de trabajo basándose en el número de máquinas que requiere cada centro y en la superficie que requiere cada máquina. Es común que se multipliquen las áreas de máquinas por un factor de 3 ó 4 para obtener una estimación o primera aproximación del área total requerida, incluyendo espacio razonable para el operario, el almacenamiento de materias primas y los pasillos comunes. Esta técnica incluye además las restricciones relativas a la forma y dimensión del edificio en el cual se deben localizar los distintos departamentos. Ejemplo Micro internacional, SA a partir del diagrama final del ejercicio anterior y teniendo en cuenta las dimensiones del edificio en el que se deben ubicar los distintos departamentos, así como la superficie requerida por cada departamento desea conocer la distribución más adecuada de los mismos empleando un diagrama de bloques. Departamento 1 2 3 4 5

Superficie requerida ( m2 ) 100 200 200 400 900

Departamento 6 7 8 9 10

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Superficie requerida ( m2 ) 100 300 300 300 200


Solución En primer lugar, utilizando el diagrama final del ejemplo anterior y situando cada círculo en el centro de un cuadrado con un área relativa idéntica a la mostrada en la tabla anterior, tendríamos. Dibujo 3

Observamos que la forma de la distribución es demasiado irregular como para ser llevada a la práctica en el diseño del edificio, por lo que se pueden modificar las formas de cada departamento para adaptarse a una nave rectangular, en la que se mantienen las relaciones entre departamentos, así como las superficies entre los mismos. El resultado de dicha modificación sería el recogido en el diagrama siguiente: Dibujo 4

Esta distribución ya presenta una forma regular que puede adaptarse a la forma del edifico y sería la propuesta final para Micro Internacional, SA

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Análisis Carga-Distancia Los dos métodos anteriores (diagrama de bloques y análisis de la secuencia de operaciones) no garantizan que la solución propuesta sea la distribución óptima. Además estos métodos conducen de manera habitual a varias distribuciones alternativas que parecen ser igualmente adecuadas. En este punto donde puede resultar útil al análisis de carga-distancia para comparar la alternativas propuestas, eligiendo aquella que minimice en el tiempo el transporte de materiales o productos. Para entender el funcionamiento de este método recurrimos al siguiente ejemplo. La empresa X debe decidir sobre la distribución más adecuada para sus nuevas instalaciones entre las dos alternativas que aparecen a continuación. Conociendo la distancia entre departamentos, la secuencia de procesos y la cantidad a producir de cada tipo de productos, se pide seleccionar aquella distribución que minimice el transporte mensual de productos a lo largo de la instalación. Distribución A 1 5

3 2

8 7

4 6

1 5

8 7

6 3

Distribución B 2 4 Producto A B C

Secuencia de Unidades fabricación fabricadas al mes 1-3-8-6 1000 1-5-7-6 300 3-8-6-4 1500

Movimientos Distancia entre entre departamentos(m) Departamentos Distribución Distribución A B 1-3 20 40 1-4 60 20 1-5 20 20 1-6 60 40 1-8 40 20 2-5 20 20

Producto D E F

Secuencia de Unidades fabricación fabricadas al mes 1-4-6-5 400 1-6-5-2 700 4-1-8-6 100

Movimiento Distancia entre entre departamentos (m) departamentos Distribución Distribución A B 3-8 20 20 4-6 20 60 5-6 60 40 5-7 40 20 6-7 40 20 6-8 20 20

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Solución 1. En primer lugar calcularemos la distancia total que debe recorre cada unidad de producto en cada alternativa de distribución Producto A B C D E F

Secuencia 1-3-8-6 1-5-7-6 3-8-6-4 1-4-6-5 1-6-5-2 4-1-8-6

Distancia total (A) 20+20+20=60 20+40+40=100 20+20+20=60 60+20+60=140 60+60+20=140 60+40+20=120

Distancia total (B) 40+20+20=80 20+20+20=60 20+20+60)100 20+60+40=120 40+40+20=100 20+20+20=60

2. A continuación calculamos la distancia total que recorre cada producto en cada alternativa, teniendo en cuenta la cantidad de productos a fabricar al mes, lo que nos permite seleccionar como distribución optima la A Producto

Producción mensual

A B C D E F

1000 300 1500 400 700 100

Distancia por unidad de Distancia recorrida al mes producto (metros) por producto (metros) Distribución Distribución Distribución Distribución A B A B 60 80 60000 80000 100 60 30000 18000 60 100 90000 150000 140 120 56000 48000 140 100 98000 70000 120 60 12000 6000 TOTAL 346000 372000

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3.DISTRIBUCIÓN POR PRODUCTOS (línea de Fabricación) 3.1 CARACTERISTICAS Se emplea cuando se trata de fabricar un reducido número de productos diferentes, altamente estandarizados y , habitualmente en grandes lotes. El ejemplo más claro lo encontramos en al fabricación de automóviles. Este tipo de distribución se caracteriza por agrupar en un departamento todas las operaciones necesarias para fabricar un producto o servicio, de forma que se trata de colocar cada operación tan cerca como sea posible de su predecesora. El producto sigue de este modo una secuencia establecida, recorriendo la línea de producción de un puesto a otro, a medida que se realizan las operaciones necesarias. La distribución en línea, está formada por máquinas de distinto tipo colocadas (alineadas) unas a continuación de otras, de acuerdo con el proceso de fabricación de la pieza o familia de piezas. Se constituyen secciones de fabricación por productos o familias de productos, que son grupos de piezas distintas entre sí pero parecidas en su proceso. En este tipo de distribución, máquinas de distintos tipos están colocadas unas a continuación de otras, de acuerdo con el proceso de fabricación de la pieza o de la familia de piezas. El número de máquinas de cada tipo dependerá de la producción por hora que cada una de ellas puede realizar, de forma que se consiga un flujo lo mas continuo posible, evitando stocks excesivos. En muchos casos, las piezas van pasando de una en una de una máquina a otra sin necesidad de intervención humana. La cadena de montaje es un caso particular de la distribución en línea, en la que se pretende que la cantidad de trabajo asignada a los diferentes operarios sea la misma, consiguiendo un flujo continuo. Existe también la posibilidad de combinar los tipos de distribución funcional y en línea; a este tipo de distribución se el llama mixta. Las formas más habituales de este tipo de distribución son: en línea, en L, en U, en O y en S. Si hubiera que diseñar una línea para fabricar una pieza determinada (es de suponer que la cantidad a fabricar de ésta cada mes es importante), la disposición de las máquinas necesarias para hacer cada una de las operaciones seguiría, como es lógico, el mismo orden de su proceso de fabricación. El número de máquinas de cada tipo estaría en función de la cantidad total de piezas a fabricar y de la producción por hora de cada una de ellas, pudiendo ocurrir que de unos tipos de máquinas sólo hubiera una, mientras que de otros tipos podrían ser necesarias dos, tres o más máquinas.

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En todas ellas se utiliza maquinaria altamente especializada, que requiere habitualmente un largo tiempo de adaptación para pasar a fabricar un producto diferente. Como ventajas de esta distribución podemos señalar:    

 







Menores retrasos en la fabricación al seguirse rutas mecánicas directas. Plazos de ejecución mas cortos Programación de la producción más fácil. Tiempo total de fabricación menor, al evitarse los retrasos entre máquinas. Eliminación del trasporte entre operaciones. Menores cantidades de trabajo en curso Menor manipulación de materiales debido a que el recorrido es más corto ya que los puestos de trabajo son adyacentes, Estrecha coordinación de la fabricación debido al orden definido de las operaciones sobre máquinas contiguas Menor superficie de suelo ocupado por unidad de producto debido a la concentración de la fabricación Los trabajadores realizan un reducido número de tareas especializadas de forma repetida, requiriendo por tanto, un escaso grado de cualificación, formación y supervisión.

Como inconvenientes podemos destacar: 











Elevada inversión en maquinaria, debido a sus duplicidades en diversas líneas de productos Menos flexibilidad en la ejecución del trabajo, ya que las tareas no pueden asignarse a otras máquinas similares, como en la distribución por procesos. Menor nivel de cualificación de los operarios, al estar el proceso altamente automatizado Los costes de fabricación pueden mostrar tendencia a ser mas altos, especialmente cuando las líneas trabajan con poca carga o están ocasionalmente ociosas. Peligro de que se pare toda la línea de producción si una máquina sufre una avería. Peor ocupación de las máquinas, porque en una distribución en línea las máquinas están dedicadas única y exclusivamente a la fabricación de la pieza o la familia de piezas para las que se han diseñado y nos encontramos con que las producciones por hora de las distintas máquinas no coinciden. Algunas de ellas están por duplicado o triplicado para igualar lo más posible el flujo, pero no es exactamente coincidente. Ejemplo: La primera máquina puede hacer 100 piezas por hora, que es la producción deseada de la línea, pero para la siguiente operación se requiere un tipo de máquina que puede realizar solo 80 piezas por hora, en este caso tendremos que poner dos máquinas de ese tipo, que como solo deberían realizar 100 piezas por hora, quedarán desaprovechadas en casi un 40 %

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3.2 TECNICAS PARA LA DISTRIBUCIÓN POR PRODUCTOS Generalidades y Conceptos básicos En 1913 Ford introdujo la cadena de montaje., que permitió la automatización de la producción, con lo que se lograron multitud de ventajas. La mas significativa fue el tiempo empleado en el montaje de cada vehículo se redujo de 12 horas 30 minutos a 1 hora 33 minutos. Las funciones se diversificaron y cada persona se encargaba siempre de realizar la misma tarea. A pesar de la monotonía que conllevaba este tipo de trabajo, poco a poco se fue implantando en otras fábricas, con lo que quedó demostrada su eficacia. La cadena de producción o montaje puede definirse como una sucesión de puestos de trabajo fijos en cada uno de los cuales se realizan una serie de operaciones especificas. Dentro de esta amplia definición se incluyen tipos muy diversos de líneas de producción en función de diferentes parámetros: A) Tipo de sistema de transporte de los materiales: Líneas transfer o líneas manuales o

o

Líneas transfer donde el transporte de productos es automático entre los distintos puestos Líneas manuales, Transporte manual entre los distintos puestos.

B) Tipo de configuración de la línea, en forma de I, de L, de S , ...etc C) De su longitud D) Del tipo de productos a fabricar,...etc La línea de ensamblaje más común consiste en un elemento de transporte móvil que pasa por una serie de estaciones o puestos de trabajo en un intervalo uniforme denominado tiempo de ciclo. En cada puesto de trabajo se realizan una serie de tareas sobre el producto, siendo el total de trabajo que debe ejecutarse en un puesto la suma de todas las tareas asignadas a dicho puesto. Partiendo de lo anterior, el problema de distribución o equilibrado de líneas consiste en agrupar diversas operaciones elementales en un mismo puesto de trabajo, de forma que cada puesto tenga un tiempo asignado para la realización de operaciones aproximadamente igual al del resto de puestos. Sin embargo el problema se complica debido a la existencia de una serie de restricciones que deben tenerse en cuenta: A) Relaciones de precedencia, ya que las distintas operaciones deben realizarse en un orden predeterminado.

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B) Restricciones de zona, debido a que algunas operaciones deben realizarse en zonas predeterminadas. Así por ejemplo, las tareas de pintado deben realizarse en zonas aisladas del resto de los puestos, debido a las emisiones tóxicas que generan. C) Restricciones de posición, que motivan que el producto deba situarse en una determinada posición en relación a los operarios. D) Restricciones de estructuras fijas. Pueden existir máquinas que por su peso y volumen no puedan transportarse, lo que supone una limitación al equilibrado de línea. El equilibrado de líneas parte de una serie de hipótesis iniciales: o o o

El proceso puede definirse como un conjunto de operaciones indivisibles. Los tiempos de duración de las operaciones son conocidos. Las operaciones pueden agruparse en puestos de trabajo con ciertas limitaciones

Antes de analizar el procedimiento para lograr el equilibrio de una línea resulta conveniente definir los siguientes conceptos: o

o

o

o

o

o

Tiempos de ciclo: Tiempo disponible en cada puesto para ejecutar el trabajo. Tiempo que permanece el producto en cada estación o puesto de trabajo. Tiempo de servicio: Tiempo necesario para realizar todos los elementos de trabajo de un puesto para cada unidad de producto. A su vez puede dividirse en tiempo productivo (realmente destinado a producir) y tiempo improductivo (descansos, averías, etc) Tiempo muerto: Diferencia entre el tiempo de ciclo y el tiempo de servicio. Elementos de trabajo: Es una cantidad de trabajo que ya no se puede dividir más y que no podría ser realizada por dos operarios trabajando sobre el mismo producto sin que se interfirieran. Operación: Conjunto de elementos de trabajo asignados a un puesto o estación. Puesto de trabajo: Área adyacente a la línea de ensamblaje donde se realiza la operación correspondiente.

o

Takt time: Tiempo que, como máximo, debe durar el ciclo.

o

Demora de balance: Cantidad total de tiempo ocioso en la línea.

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FIGURA 6.4

FIGURA 6.5

La línea de producción está constituida por una serie de puestos o centros de trabajo distribuidos de forma secuencial a lo largo de la línea (ver figura 6.5). Si un puesto de trabajo es un área donde un trabajador y/o máquina realiza una serie de actividades predeterminadas, el objetivo del equilibrado será determinar el numero de puestos de trabajo y las tareas a asignar a cada puesto para minimizar el numero de trabajadores y máquinas necesarios para proporcionar la capacidad productiva requerida y al mismo tiempo, lograr equilibrar la carga de cada puesto para evitar al máximo los tiempos ociosos. Un equilibrado perfecto de una línea de montaje supondría que el número de puestos de trabajo (N) por el tiempo de ciclo (Tc) debe ser igual a la suma de los tiempos necesarios para realizar cada uno de los elementos de trabajo (Tei) N Tc -  Tei = 0 19


De donde despejando tendríamos que el número mínimo teórico de puestos de trabajo necesarios sería: Nmin(teórico) =

Tei/Tc

Una cadena de montaje está formada por un transportador del producto y operarios que situados a un lado y/u otro a lo largo de él realizan las operaciones asignadas de ensamblaje. El término línea de ensamblaje se refiere a un ensamble progresivo que está ligado por algún tipo de aparato que maneja los materiales. El supuesto común es que los pasos siguen alguna forma de ritmo y que el tiempo permitido para el procesamiento es el mismo en todas las estaciones de trabajo. Dentro de esta definición general, existen importantes diferencias entre tipos de líneas. Algunas de ellas son los elementos que trasportan los materiales (bandas, rodillos transportadores, grúa aérea), la configuración de la línea (En forma de U, recta, con ramificaciones)…etc

La gama de productos que se arman parcial o totalmente en las líneas incluye juguetes, aparatos electrodomésticos, automóviles, armas de fuego, componentes electrónicos…etc

De hecho sería válido decir que casi todo el producto que tiene varias partes y que se produce en grandes volúmenes utiliza las líneas de ensamblaje en alguna medida. Por supuesto que las líneas son una tecnología importante y para entender sus requisitos administrativos, se debe estar familiarizado con la manera de equilibrar una línea. El transportador puede ser del tipo en que el producto va ligado, como en el caso de un conveyor en el montaje de automóviles, o del tipo en que el producto está depositado sobre él, como sería el caso de una cinta transportadora para el montaje de los calefactores o los faros en la industria auxiliar del automóvil. Una cadena se dice que está equilibrada cuando todos los operarios tienen asignada la misma cantidad de trabajo. Para poder asignar lo más exactamente posible la misma cantidad de trabajo a cada uno de ellos se requiere descomponer el trabajo total de montaje en elementos de operación (o elementos de trabajo)

Determinación del takt time y el mínimo número de operarios Tomaremos como ejemplo un producto en cuyo ensamblaje se usan varios componentes. Supongamos que los trabajos de montaje han sido divididos por ingeniería de procesos en diez elementos básicos de trabajo cuyos tiempos de duración se muestran en la tabla C1. Tabla 1: Elementos de trabajo y tiempos de duración (centésimas de minuto) Elementos de trabajo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tiempos de duración 50 100 50 20 70 50 100 20 50 70

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Varios de estos elementos de trabajo pueden agruparse para formar una operación. El objetivo de conseguir un buen nivelado consiste en agrupar los elementos de trabajo de tal manera que cada estación tenga una cantidad lo más parecida posible de trabajo. Tratemos ahora de determinar el tiempo de ciclo máximo (takt time), o sea, el tiempo que, como máximo, estará disponible el producto en cada estación de trabajo, para realizar los elementos que conforman la operación. El takt time será la suma de los tiempos de todos los elementos de trabajo, es decir 580 centésimas de minuto si todos los elementos se ejecutan como una operación única en una sola estación de trabajo. Sin embargo, esto a menudo no es factible, porque existe el problema de suministrar los componentes a la línea: Sería completamente imposible, por ejemplo, suministrar todos los componentes de un automóvil a una sola estación de trabajo. La selección del takt time depende claramente de la demanda del producto y del calendario laboral anual, que supongamos que en este caso sea de 1.800 horas. (1800/8 = 225 días). Si la demanda es de 108.000 unidades y se quieren obtener con una sola línea y a un solo turno, se tendrían que montar 108.000/1800 = 60 por hora. Luego cada 60/60 = 1 minuto habrá de salir un producto acabado. En la tabla 2 puede verse para esta demanda diferentes soluciones posibles. Tabla 2 Soluciones posibles para una misma demanda. Soluciones Posibles Demanda anual Takt time Número de turnos Número de líneas 1 1 1 108.000 2 2 1 2 1 2 El número mínimo de operarios necesarios para este producto, cuyo tiempo total de montaje es de 580 centésimas en el caso de un takt time de 1 minuto (100 centésimas de minuto) es de 580/100 = 5,8 = 6 operarios

Velocidad del transportador La velocidad del transportador estará en función del espacio destinado al puesto de trabajo y del tiempo del ciclo. Así, si la zona de acción del operario es de e= 1,20 m y el tiempo de ciclo Tc = 0,50 minutos, la velocidad del transportador será: V = e/Tc = 1,20/0,50 = 2,4 m/min

Diagrama de precedencia En el ensamblaje de productos hay elementos de trabajo que deben realizarse antes que otros. Esto da lugar a restricciones sobre la manera de combinar los elementos en las operaciones que habrán de tenerse en cuenta.

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El diagrama de precedencias nos permite observar la interrelación entre los diferentes elementos de operación que componen el montaje, tal como puede verse en la figura D.1 Figura D.1: Diagrama de precedencia para diez elementos de trabajo .

A medida que asignamos elementos de trabajo para configurar una operación, debemos tener en cuenta tanto las precedencias como el tiempo máximo de ciclo. Por ejemplo, el elemento 2 no puede asignarse hasta que no lo haya sido el elemento 1. El elemento 4 no puede ser asignado hasta que no lo hayan sido los elementos 2 y 3. Los ordenamientos posibles de estos diez elementos pueden presentarse en una diagrama en forma de árbol (Véase figura D.12) Figura: D.12 Diagrama de ordenamientos posibles de los elementos de operación.

Existen 12 ordenamientos posibles de los diez elementos, pero en productos complejos podrían existir millones, y aun con la ayuda de un computador no sería práctico examinar cada uno de ellos. Se ha investigado mucho sobre el problema del diseño de cadenas de montaje y ya hace algunos años que se dispone de varios procedimientos adecuados para determinar equilibrados satisfactorios, aunque ninguno permite asegurar cuál es el óptimo.

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Procedimientos de equilibrado 1.-Regla: Clasificación de tareas según el mayor numero de operaciones subsiguientes 2.-Regla: Clasificación de tareas según posiciones ponderadas (Hegelson y Birnie)

METODO 1: MAYOR NUMERO DE OPERACIONES SUBSIGUIENTES PARA EL EQUILIBRADO DE UNA LINEA DE MONTAJE Equilibrar una línea de montaje es primordialmente cuestión de su programación, pero muchas veces tiene implicaciones para la distribución. Tal sería el caso cuando, por cuestiones de balanceo, el tamaño o el número de estaciones utilizadas se tendría que modificar físicamente. La línea de ensamblaje mas común es una banda que se mueve y va pasando por una serie de estaciones de trabajo a intervalos uniformes de tiempo llamados Tiempo de ciclo de la estación de trabajo (Que también es el tiempo que transcurre entre las unidades sucesivas que salen por un extremo de la línea). En cada estación de trabajo, se trabaja en un producto, sea añadiéndole partes, o terminando operaciones de ensamble. El trabajo desempeñado en cada estación está compuesto por muchas fracciones de trabajo, llamadas tareas, elementos y unidades de trabajo. Los análisis de tiempo y movimiento describen estas tareas. Todo el trabajo que se desempeñará en una estación de trabajo es equivalente a la suma de las tareas asignadas a ella. El problema del balanceo de la línea de ensamble consiste en asignar todas las tareas a una serie de estaciones de trabajo de modo que cada una de ellas no tenga mas de lo que pueda hacer en el tiempo de ciclo de la estación de trabajo y que el tiempo no asignado (es decir, inactivo) de todas las estaciones de trabajo sea mínimo. Las relaciones entre las tareas impuestas por el diseño del producto y las tecnologías del proceso complican el problema. Esto se llama Relación de precedencia, la cuál especifica el orden en que se deben realizar las tareas dentro del proceso de ensamble. Los pasos para equilibrar una línea de ensamble son los siguientes: 1.-Especificar la secuencia de las relaciones de las tareas utilizando un diagrama de precedencia, el cual está compuesto por círculos y flechas. Los círculos representan tareas individuales y las flechas indican el orden en que se realizan. 2.-Determinar el tiempo de ciclo C que requieren las estaciones de trabajo utilizando la formula: C= Tiempo de producción por día/Producto requerido por día (en unidades) 3.-Determinar el número mínimo de estaciones de trabajo Nt qué, en teoría, se requiere para cumplir el límite de tiempo de ciclo de la estación de trabajo utilizando la siguiente fórmula (Se debe redondear al siguiente entero mas alto). Nt = Suma de Tiempos de las tareas (T)/Tiempo de ciclo C

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4.-Escoja la primera regla que usará para asignar las tareas a las estaciones de trabajo y una segunda regla para romper los empates. 5.-Asignar las tareas de una en una, a la primera estación de trabajo hasta que la suma de los tiempos de las tareas sea igual al tiempo del ciclo de la estación de trabajo o que no haya más tareas viables debido a restricciones de tiempo o de secuencias. Repita el proceso con la estación de trabajo 2, la estación de trabajo 3, y así sucesivamente hasta que haya asignado todas las tareas. 6.- Evaluar la eficiencia del equilibrado obtenido empleando la formula: Eficiencia= Suma de los tiempos de las tareas (T)/Nº real estaciones trabajo (Na) x tiempo de ciclo de la estación de trabajo C Eficiencia = T/ ( Na x C) 7.-Si la eficiencia no es satisfactoria volver a equilibrar utilizando otra regla de decisión EJEMPLO La camioneta modelo J será armada utilizando una banda transportadora. Se requieren 500 camionetas por día. El tiempo de producción por día es de 420 minutos y la Ilustración 9 presenta los pasos y los tiempos del montaje de a camioneta. Ilustración 9

Encontrar la condición de Equilibrado que minimiza el número de estaciones de trabajo, sujeto a limitaciones de tiempo de ciclo y precedencias.

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Solución: 1.- Realizar un diagrama de precedencia. Ilustración 10 presenta la secuencia de las relaciones señaladas en la ilustración .9 (La longitud de las flechas no tiene significado alguno) Ilustración 10

2.-Determinar el tiempo de ciclo de la estación de trabajo. En este caso se debe convertir a segundos porque los tiempos de las tareas están en segundos. C=Tiempo de producción por día/Producción por día = (60 s x 420 min)/500 camionetas C= 25200 s / 500 camionetas = 50,4 segundos/camioneta 3.-Determinar el numero mínimo de estaciones de trabajo que se requieren en teoría (El número real puede ser mayor) Nt = T/C = 195 segundos/50,4 segundos = 3,87 = 4 (Redondeando) 4.-Elija las reglas para las asignaciones. Ciertas investigaciones han demostrado que algunas reglas son mejores que otras para problemas que tienen determinadas estructuras. En general, la estrategia consiste en utilizar una regla que asigne tareas que qué tienen muchas otras que les siguen o que duran mucho tiempo porque de hecho limitan el balanceo que podría lograr. En este caso se utiliza la siguiente regla principal: a) Clasificar las tareas por orden de prioridad según el número más alto de tareas subsiguientes: TAREAS NUMERO SUBSIGUIENTES A 6 B, D 5 C, E 4 F, G , H, I, 2 J 1 K 0 25


La segunda regla, invocada cuando existen empates derivados de la primera, es: b) Clasificar por orden de prioridad las tareas con base en las que duren mas tiempo (Ver ilustración 11). Notar que D se debe asignar antes que B y que E es asignada antes que C debido a que esta regla deshace el empate. 5.-Efectuar las asignaciones de tareas para formar la estación de trabajo 1, la estación de trabajo 2, y así sucesivamente hasta asignarlas todas. La ilustración 11A presenta las asignaciones de facto y la ilustración 11B las presenta de forma gráfica. Al efectuar las asignaciones estas tendrán que cumplir con los requisitos de precedencia y tiempo de ciclo. Ilustración 11

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6.-Calcular la eficacia como se muestra en la ilustración 11 C 7.-Evaluar la solución. Una eficiencias de 77% indica un desbalance o una inactividad de 23 % del tiempo (1-0.77) en la línea entera. Si se observa la ilustración 11 A se puede ver que hay un total de 57 segundos de inactividad y que el trabajo selecto está en la estación de trabajo 5 ¿Es posible tener un mejor balance? La respuesta es afirmativa en este caso, Trate de equilibrar la línea aplicando la regla b) y deshaciendo los empates con la regla a) Esto proporcionará un balance viable de cuatro estaciones.

METODO 2:TECNICA ORDENADORA DE LAS POSICIONES PONDERADAS ( Hegelson y Birnie) La lógica de este método particular de equilibrado de línea es la siguiente: cuando se asignan elementos de trabajo a las operaciones, primero se asignan aquellos elementos más alejados en cuanto a tiempo del punto de terminación. Esta asignación puede lograrse mediante el siguiente procedimiento. Paso 1: Se determina, para cada elemento, la ponderación de posición (Es el tiempo que, como mínimo, falta para terminar el montaje del producto, contado a partir del inicio de le ejecución del mismo) sumando el tiempo de duración (ti) de este elemento en sí y de todos los que aún faltan por realizar. Por ejemplo, la ponderación de posición del elemento número 8 del gráfico de la figura D.1 será: 20 + 50 + 70 = 140 El cálculo de la ponderación de posición de todos los elementos cuyas relaciones de precedencia pueden verse mediante el gráfico de la figura 12.1 se muestra a continuación en la tabla D.3 Figura 12.1

Tabla 3 Ponderación de posición de los elementos de trabajo Elemento 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tiempo de duración(ti), 50 100 50 20 70 50 100 20 50 70 centésimas de minuto Ponderación de posición 580 480 430 380 210 270 220 140 120 70 Paso 2: Los elementos se ordenan y se reagrupan en orden decreciente, de acuerdo con sus pesos de posición. La tabla 12.4 muestra el nuevo ordenamiento. La última fila de la tabla muestra, para cada elemento, el o los elementos que deben precederlo de inmediato.

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Tabla D.4: Reordenación de los elementos, según sus ponderaciones de posición. Elemento Tiempo duración (ti), centésimas minuto Ponderación posición (Wi) Elemento precedente

1 50

2 3 100 50

4 20

6 50

7 5 100 70

8 20

9 50

10 70

580 480 430 380 270 220 210 140 120 70 1 1 2,3 4 6 4 5 7,8 9

Paso 3: Determinar el Takt time (Tiempo máximo del ciclo).Para este ejemplo, supongamos un takt time de 100 centésimas de minuto. Paso 4: Asignación de tareas. Se asignan elementos a las operaciones con base al ordenamiento que aparece en la tabla D.4. La suma de los tiempos de los elementos asignados a una operación no puede exceder el takt time. Deben observarse las restricciones de precedencia. Si un elemento viola cualquiera de estas dos restricciones que acabamos de mencionar, se pasa por alto y se ensaya con el siguiente (en orden decreciente según la ponderación de posición ). Este proceso continúa hasta que no se puedan asignar más elementos a la operación. Entonces, repetimos el anterior proceso para la siguiente operación, empezando con el primero de los elementos que fueron pasados por alto en la iteración previa. Este proceso continúa hasta que todos los elementos hayan sido asignados a una operación. La tabla D.5 muestra el equilibrado de línea que resulta para nuestro ejemplo. Este es un balance posible, aunque no necesariamente el mejor que podemos obtener. Intuitivamente, podría mejorarse, tanteando manualmente cambios de los elementos entre las operaciones. Podemos ver que en este caso el takt time coincide con el tiempo de ciclo. Tabla 5: Balance obtenido mediante el algoritmo de Hegelson y Birnie Estación TD Candidatos Elegido Tiempo Ocioso 1 100 1 1 50 50 3 3 50 0 2 100 2 2 100 0 3 100 4 4 20 80 6,5 6 50 30 30 4 100 7,5 7 100 5 100 5 5 70 30 8 8 90 10 10 6 100 9 9 50 50 50 7 100 10 10 70 30 30 120

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Cálculo de la eficiencia máxima posible Al ser el tiempo de ciclo de 100 centésimas de minuto, y la suma de tiempo de los elementos de operación 580, el número mínimo de operarios necesarios ya vimos que era: 580/100 = 6(Redondeando) La eficiencia máxima posible sería: E = 580/(6 x 100) = 0,966 Calculo la eficiencia obtenida. Como puede verse en la tabla D.5, el número de operarios que se necesitarían es de 7; luego la eficiencia obtenida es de e = 580/(7 x 100) = 0,83

NIVELADO DE CADENA DE MONTAJE, CON TIEMPO DE CICLO INFERIOR AL TIEMPO DEL ELEMENTO DE MAYOR DURACION En algunos libros, “erróneamente”, se indica que el tiempo de ciclo no puede ser menor que el del elemento de mayor duración. Ello es porque se considera que un elemento de operación es una parte pequeña de trabajo que no se puede subdividir para ser ajustada por dos operarios que se ayudan mutuamente. Esta consideración es cierta, pero siempre existe la posibilidad de obtener un tiempo de ciclo menor que el tiempo de dicho elemento. Distribución física de la cadena de montaje.

División de tareas Muchas veces el tiempo más largo requerido para una tarea constituye el tiempo más breve de ciclo de la estación de trabajo de la línea de producción. Este tiempo de la tarea representa el límite mas bajo de tiempo, a no ser que sea posible dividir la tarea entre dos o mas estaciones de trabajo. Pensemos en la siguiente situación: supongamos que los tiempos de las tareas de una línea de ensamble en segundos son: 40, 30, 15, 25, 20, 18, 15

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La línea opera 7,5 horas por día y la demanda es de 750 productos por día. El tiempo de ciclo de la estación de trabajo necesario para producir 750 unidades por día es de 36 segundos (7,5 horas x 60 minutos x 60 segundos)/750. El problema es que tiene una tarea que toma 40 segundos ¿Cómo manejar esta tarea? Existen varias formas de poder acomodar una tarea de 40 segundos en un ciclo de 36 segundos: 1.-Dividir la tarea: ¿Se puede dividir la tarea de modo que dos estaciones de trabajo procesen unidades completas? 2.-Compartir la tarea: ¿Es posible compartir la tarea de modo que una estación de trabajo contigua desempeñe parte del trabajo? esta solución es diferente de la división de la tarea de la primera opción porque la estación contigua intervienen para ayudar y no para hacer algunas unidades que abarcan la tarea entera. 3.-Utilizar estaciones de trabajo paralelas: Tal vez es necesario asignar la tarea a dos estaciones de trabajo que operarían en paralelo. 4.-“Recurrir a un trabajador mas capacitado ”. Dado que esta tarea excede del tiempo únicamente un 11 % quizá un trabajador más hábil podría cumplir el tiempo requerido. 5.-Trabajar horas extras: El tempo necesario para cubrir la falta de producción. La producción a un ritmo de una unidad cada 40 segundos a daría 675 por día o 75 menos de los 750. El tiempo extra necesario producir las 75 adicionales suma 50 minutos (75 x 40seg/60seg) 6.-Rediseñar: Tal vez sea necesario rediseñar el producto de modo que disminuya ligeramente el tiempo de la tarea. Otras posibilidades para reducir el tiempo de la tarea son actualizar equipamiento, ayudante itinerante, cambio de materiales,…etc

Distribución flexible de la línea y en forma de U Como se vio en el ejemplo anterior, el balanceo de la línea de ensamble muchas veces da por resultado que los tiempos de las estaciones de trabajo sean asimétricos. Las distribuciones flexibles de la línea, como los de la ilustración 12, son comunes para atacar el problema. En el ejemplo de la compañía de juguetes, la línea en forma de U para compartir trabajo, como se presenta en la base de la figura, ayuda a resolver el desbalance.

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Ilustración 12

Modelo mixto para equilibrar la línea Fabricantes que aplican el JIT, cómo Toyota, utilizan este enfoque. El objetivo es satisfacer la demanda de diversos productos y evitar que se formen inventarios grandes. El balance de la línea con un modelo mixto implica programar varios de los modelos que se producirán en un día o en una semana en una misma línea de forma cíclica.

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Ejemplo 2: A efectos de ilustrar como se hace, supongamos que la compañía de juguetes tiene una línea que realiza orificios en el marco de una camioneta modelo J y en el de la camioneta modelo K. El tiempo requerido para realizar los orificios no es igual para los dos tipos de camioneta. Supongamos que, mas adelante, la línea de ensamble final, requiere el mismo número de marcos de la camioneta modelo J y K. Por supuesto que se podrían producir marcos del modelo J durante varios días y a continuación `producir marcos del modelo K, hasta producir el mismo número de marcos. No obstante esto crearía innecesariamente, un inventario de trabajo en proceso. Si se desea reducir el volumen de inventario de trabajo en proceso, se podría encontrar una mezcla de ciclo que disminuya la acumulación de inventario. al mismo tiempo que cumpla con las restricciones de un número de marcos J y K Tiempo del proceso: 6 minutos por J y 4 minutos por K El día (Turno) tiene 480 minutos (60 minutos x 8 horas) Solución 6J + 4K = 480 J = K ; 10 J = 480; J = 48 Dado que se debe producir un número igual de J que de K (J=K) se produciría 48 J y 48 K por día, o 6J y 6K por hora. A continuación se presenta un balanceo de los marcos J y K Secuencia del modelo mixto equilibrado Secuencia del modelo JJ KKK JJ JJ KKK Tipo de operación 66 444 66 66 444 Tiempo de los miniciclos 12 12 12 12 12 Tiempo total del ciclo 60 Se repite 8 veces por día Esta línea está equilibrada con 6 marcos de cada tipo por hora, con miniciclos que duran 12 minutos Otro balance es J K K J K J con tiempos 6,4,4,6,4,6,: Este balance produce 3J y 3 K cada 30 minutos con un miniciclo que dura 10 minutos (JK, KJ, KJ)

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RESUMEN 1.- Para hacer el equilibrado de una cadena de montaje, es básico descomponer el trabajo total de montaje en elementos de operación. 2.- El tiempo de ciclo es el tiempo que permanece el producto en cada puesto de trabajo 3.- Takt time es el tiempo que como máximo debe durar el ciclo 4.-El diagrama de precedencia es un gráfico en el que se representa la interrelación entre los diferentes elementos de operación 5.-Reglas: Se definen los criterios de asignación que se utilizan teniendo en cuenta las restricciones. 6.-Para el nivelado de cadenas de montajes se utilizan algoritmos, algunos de los cuales se han visto en este tema. 7.-La eficiencia de una nivelación se obtiene dividiendo la suma de tiempos de los elementos de operación por el producto del número de operarios por el tiempo de ciclo.

4. DISTRIBUCIÓN CELULAR La fabricación celular es un subconjunto de un concepto más amplio denominado tecnología de grupo. La tecnología de grupo supone desarrollar un sistema de codificación de los distintos componentes que forman parte de los productos fabricados por la organización. Una vez realizada esta codificación es posible: a) Simplificar la determinación de la ruta de cada parte a lo largo del proceso productivo b) Reducir el número de componentes a diseñar, dado que los diseños existentes estarán fácilmente disponibles a través de cualquier terminal, lo cuál va a suponer importantes ahorros de tiempo en el proceso de diseño, ya que a veces se repiten diseños de piezas por no conocer su existencia. c) Agrupar las partes con características similares en familias, lo que facilita el diseño de procesos de fabricación estándares más eficientes. d) Asignar a cada familia de piezas a distintas células de fabricación. La distribución de celdas asigna máquinas diferentes a las celdas para que trabajen en productos que tienen requerimientos de procesamiento y formas similares. La distribución basada en celdas de manufactura son utilizadas ampliamente en el mecanizado mecánico, la producción de chips de computadoras y el trabajo de ensamblaje. El objetivo general es derivar los beneficios de la distribución por productos en una producción de tipo talleres de trabajo Las máquinas se agrupan en células que funcionan como islas de distribución en medio de una distribución por procesos de toda la planta, Cada célula se encarga de la fabricación de una única familia de componentes que requiere operaciones similares. Se 33


utiliza la expresión célula o celda de fabricación, debido a que generalmente se procura que estos agrupamientos de máquinas tengan forma cerrada (normalmente, U, C, o L) a fin de minimizar los recorridos y movimientos. Entre las principales ventajas de la distribución celular podemos destacar:      





Reducción de los tiempos de cambio de la maquinaria Reducción del tiempo y coste de formación Reducción de los costes asociados al flujo de materiales Reducción de los tiempos de fabricación Reducción del nivel de inventario Mayor facilidad a la hora de automatizar la producción y preparación más rápida. Especialmente hay que hacer referencia al notable efecto que tienen sobre la mejora de las relaciones entre los trabajadores que componen la célula, lo que se traduce en la creación de un espíritu de trabajo en equipo que mejora de forma notable la motivación y con ello la productividad de la célula Mayor experiencia de los operarios. Los trabajadores sólo ven un número limitado de piezas diferentes con un ciclo finito de producción, por lo cual la repetición significa aprendizaje rápido.

Como principales inconvenientes podemos señalar:  

 

Duplicidad de equipamiento necesario Dificultad para establecer células de fabricación en determinados tipos de procesos Mayor inversión en maquinaria, equipamiento y superficie. Necesidad de contar con trabajadores polivalentes.

CREACION DE UNA CELDA DE PRODUCCION El cambio de una distribución por procesos a una de celdas entraña tres pasos: 1.-Agrupar las piezas en familias que siguen una secuencia común de pasos. Este paso requiere desarrollar y mantener una clasificación computarizada de las piezas y un sistema de codificación. 2.-Identificar los patrones dominantes del flujo de las familias de piezas como base para ubicar y reubicar los procesos. 3.-Agrupar las máquinas y los procesos físicamente dentro de las celdas. Muchas veces habrá piezas que no estén asociadas con una familia y no se puede ubicar una máquina especializada en una celda sola debido a su uso general. Estas piezas y máquinas inconexas son colocadas en una celda remanente. La ilustración 13 presenta el proceso para crear celdas con cuatro familias piezas. La parte A muestra la distribución original del proceso. La parte B muestra una matriz de las rutas basada en el flujo de piezas. La parte C presenta la organización final de celdas, con el equipo ordenado en forma U tradicional.

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EL ejemplo supone que existen múltiples tornos, fresadoras,…etc de modo que cada celda contará con el número requerido de cada tipo de ellos ubicado físicamente en su interior. CELDAS VIRTUALES DE PRODUCCION Cuando no es fácil mover el equipo, muchas compañías dedican una máquina en particular, de un conjunto de maquinas idénticas, a una distribución por proceso. Por decir, una celda virtual de producción para un proceso que dura dos meses, podría colocar el taladro 1 en el área de perforación, la fresadora 3 en el área de fresado, y el área de ensamble 11 en el área de maquinas de ensamble. A efectos de acercar el flujo de la celda, todo el trabajo correspondiente a una familia particular de piezas se desempeñaría exclusivamente en estas máquinas específicas.

Ilustración 13: Creación de celdas de manufactura

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5.DISTRIBUCIÓN DE PUNTO FIJO(POR PROYECTOS) En algunos sectores, las características del producto (Elevado tamaño o peso) recomiendan localizar el producto en una posición fija, siendo los trabajadores, máquinas, herramientas y materiales los que se mueven alrededor del producto. La fabricación de aviones, los astilleros o la construcción de grandes infraestructuras o edificios son ejemplos de este tipo de distribución.

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La distribución de materiales, máquinas y herramientas suele adoptar una estructura como la que se aprecia en la figura, donde en los círculos mas alejados del producto se sitúan los materiales y herramientas menos utilizados, localizándose en las proximidades del producto aquellas máquinas, materiales y herramientas empleados de forma mas habitual en su fabricación o construcción. Como ventajas de este tipo de producción podemos señalar la reducción en el manejo de piezas grandes (aunque se aumenta el de piezas pequeñas) y la elevada flexibilidad que supone, ya que permite cambios frecuentes en el diseño y secuencia de los productos y una demanda intermitente. Como inconvenientes destaca la escasa flexibilidad en los tiempos de fabricación, ya que el flujo de fabricación no puede ser más rápido que la actividad más lenta; la necesidad de una inversión elevada en equipos específicos; y la elevada monotonía de los trabajadores puede afectar a la moral del personal.

FIGURA 6.3

6 DISTRIBUCIÓN DE LAS INSTALACIONES EN EMPRESAS DE SERVICIOS Dada la enorme variedad de empresas de servicios (hospitales, aerolíneas, telecomunicaciones, bancos,...etc) existe también una gran variedad de tipos de 37


distribución de sus instalaciones aunque quizás la característica común de todas ellas sea la importancia de facilitar el acceso del usuario al servicio. La mayor parte de las técnicas de análisis existentes pueden ser aplicables a las distintas empresas de servicios. Sin embargo, en la distribución en planta de operaciones de servicio se hace necesario tener en cuenta las peculiares características de los servicios. Así, un primer factor a considerar es el elevado coste por metro cuadrado de los establecimientos comerciales, si lo comparamos con el coste de suelo industrial. Por ello, las empresas de servicios tratan de maximizar las ventas por metro cuadrado. Un segundo factor a considerar es el importante papel del cliente en el proceso de prestación del servicio, por lo que la decoración y apariencia del establecimiento se convierte en un elemento clave para la satisfacción del cliente. La apariencia del servicio o entorno físico en que tiene lugar la prestación del servicio comprende tres elementos principales: -Condiciones ambientales: se refieren a las características generales como el nivel de ruido, la iluminación, la decoración y la temperatura. Varios estudios han demostrado que el tipo de música ambiente de un centro comercial influye en el ritmo de compra y en la cantidad gastada por los clientes. -Distribución espacial y funcionalidad: Uno de los objetivos de las empresas de servicios es minimizar el tiempo de desplazamiento de los empleados y/o clientes: Al mismo tiempo se trata de maximizar los ingresos por cliente, exponiéndoles al mayor número de ofertas posibles. Así suele ser práctica habitual de muchas estaciones de servicio obligar a que el cliente recorra todo el establecimiento (incluido el supermercado) para llegar a la salida -Signos, símbolos y artefactos: que pueden tener un importante significado social. Por ejemplo, camareros con camisa blanca, mobiliario clásico y de maderas nobles en bufetes de abogados,...etc. Así por ejemplo, la preocupación de NH hoteles por estar a la vanguardia del diseño ha llevado a que desde marzo 2001 los uniformes de los empleados de la cadena sean diseñados por uno de las más prestigiosos diseñadores españoles, Adolfo Domínguez. Otra de las particularidades de la distribución de servicios es el hecho de que al ser el cliente el que con su presencia, regula el flujo de trabajo, no puede hacerse una previsión de la carga de trabajo y una programación de actividades tan exacta como la que cabe esperar en una empresa industrial. Esto hace que, a menudo, el análisis de la capacidad y la distribución sean llevados a cabo simultáneamente, estudiándose los recorridos y esperas que han de sufrir los clientes, empleándose para ello la teoría de colas. La ilustración 14, muestra la distribución de una tienda minorista de Apple. Los clientes entran y salen de la tienda por un área de pagar y envolver. Los productos MAC y los iPod a nivel de la entrada están el la primera sección a la derecha y a la izquierda, en mostradores y en exhibidores en el muro. Los accesorios de estos productos están en el área central de la tienda.

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Distribucion Fisica de Las Instalaciones (1)

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