METODOS AUTOMATIZA AUTOMATIZADOS DOS PARA PARA GENERAR ALTERNA ALTERNATIVA TIVAS S (CRAFT, (CRAFT, ALDELP, CORELAP) La planeación de distribución computarizada para las instalaciones de procesos intermitentes ha evolucionado desde 1963 cuando se desarrolló CRAFT, el prim primer er pro prora rama ma pr!c pr!cti tico co"" #o$ en d%a, d%a, se& se&n n el cat! cat!lo loo o del del Cent Center er 'or 'or (nvironmental Research, se dispone apro)imadamente de *+ proramas de comp comput utad ador ora" a" e e)am e)amin inar ar!n !n dos dos pro prora rama mas s cono conoci cido doss- CRA# CRA#,, para para lo criter criterios ios cuanti cuantitat tativo ivos s $ AL.(/ L.(/ para para los cualita cualitativ tivos" os" Cuando Cuando un proble problema ma involucra 0+ departamentos, es posible implementar m!s de 6++ trillones de con'iuraciones di'erentes" /or 'ortuna se han escrito proramas de cómputo para manear distribuciones de hasta 2+ departamentos" CRAFT CRAFT Computerizad Relative Allocation o' Facilities 4 Asinación relativa de instalaciones computarizada4" CRA/T 'ue desarrollado por Armour $ 5u'la $ despus per'eccionado por ellos mismos $ 7ollmann" 8tiliza una 'ormulación de distribución por criterios cuantitativos $ puede resolver problemas de hasta 2+ departamentos o centros de actividad" Los datos para CRAFT son una matriz de costos unitarios $ una de distribución inicial" La matriz de costos unitarios es el producto de las matrices Tij $ Cij antes antes descritas" (l plan de distribución inicial puede ser uno e)istente o uno inicial arbitrario" .espus, mediante el uso de la distribución inicial ue se le proporcional la computadora determina las distancias entre los centroides de los departamentos" (l siuiente paso del prorama es calcular el costo de la distribución inicial mediante el uso de la matriz de costo unitario $ de las distancias calculadas en la distribución inicial" (l prorama CRAFT determina entonces si el costo total inicial puede reducirse mediante el intercambio de departamentos en pares" Cada posible par de departamentos se cambia $ se calcula el costo, $a sea en incremento o en disminución $ se almacena en la memoria de la computadora" 8na 8na vez vez cons consid ider erad ados os todo todos s los los pare pares s de inte interc rcam ambi bio, o, se sele selecc ccio iona na el intercambio con el menor costo $ se cambian estos departamentos en el dise:o inicial" i se reduce el costo, se imprimen el costo resultante $ el dise:o nuevo $ se repite el procedimiento para un seundo intercambio de departamentos" e impri imprime me un nuev nuevo o dise dise:o :o $ cost costo o in'e in'erio riorr en cada cada rond ronda a suce sucesiv siva a de intercambios hasta ue $a no se obtena reducción de costos adicional" Con 'recuencia, la solución 'inal a la ue llea CRAFT depende de los datos del dise:o inicial" (s decir, para reducir el e'ecto de las desviaciones se deben seleccionar varios diaramas iniciales di'erentes" CRAFT no proporciona una soluci solución ón de costo costo m%nimo m%nimo"" CRAFT CRAFT es un prora prorama ma heur%s heur%stic tico o ue da una solución mu$ buena aunue no una solución ue se arantice como la óptima"
in embaro, en la pr!ctica la 'alta de una solución verdaderamente óptima, no es una limitación mu$ seria cualuier meora sobre la distribución presente o sobre otros mtodos de distribución resulta &til;" CRAFT 'ue aplicado en la pr!ctica a un ran n&mero de distintos problemas de dise:o di'erente" .e acuerdo con 5u''a, lo han utilizado cuatro plantas constructoras de aeronaves, dos de las compa:%as automotrices m!s randes, dos operaciones de 'abricación de computadoras, un 'abricante de productos 'armacuticos, una empacadora de carne, una tienda de m!uinas de precisión, un estudio cinemator!'ico $ un hospital" Como el prorama tiene amplia circulación, no es de dudarse ue se ha$a utilizado tambin para otras aplicaciones" Los problemas pr!cticos para la ubicación de instalaciones con 'recuencia involucran 0+ o m!s centros de actividad $ este n&mero se encuentran en el l%mite del uso viable de la tcnica de an!lisis de la secuencia de operaciones" /ara salvar esta limitación se desarrollo una tcnica computarizada para la ubicación relativa de instalaciones CRAFT;, la cual manea '!cilmente hasta 2+ centros de actividad" (n el caso del CRAFT, el contorno del edi'icio debe ser rectanular, pero la posibilidad de introducir centros de actividad 'icticios $ de 'iar la posición de cualuier centro permite tratar edi'icios de 'ormas cualesuiera" CRAFT calcula para la distribución de partida, las distancias entre los centros de las !reas dedicadas a cada actividad considerando una distancia rectanular; $, a partir de ellas, el costo de los movimientos" .espus en cada iteración, el aloritmo considera, para los centros de actividad susceptibles de desplazamiento, sus posibles intercambios con otros $ calcula, para cada uno de estos intercambios potenciales, la variación del costo" i nin&n intercambio produce una reducción de costo superior a un cierto valor, el aloritmo termina, si no, realiza el intercambio $ se obtiene una nueva solución, a partir de la cual se siue iterando" (l ma$or inconveniente de CRAFT es ue proporciona soluciones poco realistas, con l%neas de separación poco reulares ue dan luar a 'ormas di'%ciles de llevar a la pr!ctica" (sto di'iere de la tarea
dividida de la primera opción porue la estación ad$acente act&a para a$udar $ no para eecutar alunas unidades contentivas de la tarea completa" 3; 8tilizar estaciones de trabao paralelas- /uede ser necesario asinar la tarea a dos estaciones de trabao ue operar%an en 'orma paralela" 2; 8tilizar a un trabaador m!s capacitado- .ado ue esta tarea e)cede el tiempo de ciclo en solo 11?, un trabaador m!s r!pido puede ser capaz de austarse al tiempo de 36 seundos" @; #oras suplementarias de trabao- /roduciendo a un ritmo de 1 por cada 2++, se producir%an 6@ por d%a, @ menos de los necesarios ue son @+" La cantidad de tiempo e)tra reuerido para hacer los @ adicionales es de @+ minutos @ ) 2+ seundosB6+ seundos;" 6; Redise:o- /uede ser posible redise:ar el producto para reducir levemente el tiempo de la tarea" ; tras posibilidades de reducir el tiempo de la tarea son el meoramiento del euipo, un a$udante de roamin para apo$ar la l%nea, un cambio de materiales $ unos trabaadores con habilidades m<iples ue maneen la l%nea como un euipo $ no como trabaadores independientes" D
Tasa de producción deseada
E
Tpd Reuerimiento de producción Bcapacidad de la operación 2*++ uBsemB *+ hBsem 6+ uBh
D
Tiempo de ciclo m!)imo para producir una unidad;
D
c 1 B tasa producción GuBhH 1 B 6+ uBh; +"+166 hBu 1"+ min B u
D
I%nimo teórico para el n&mero de estaciones
D
IT Jt BTc 2"+66 min B 1"minBu 2"+66 estaciones K @ estaciones
D
debe e)presarse en n&meros enteros
(FC(
1; e debe dibuar un diarama de precedencia" La 'iura 6 ilustra las relaciones secuenciales identi'icadas en la tabla 2 la lonitud de las 'lechas no tiene nin&n sini'icado;" 0; .eterminación del tiempo de ciclo" Au% es necesario convertir a seundos por cuanto los tiempos para las tareas est!n en seundos" C6+ seundos )20+minutos @+" 2unidades @++ unidades 3; (l n&mero teórico m%nimo de estaciones de trabao reueridas el n&mero real puede ser ma$or;< T 19@ (N8<. 2 C
@+"2 (N8<. ( 19@
+"
@M@+"2
Compara parejas de deparame!os, " #os perm$a s% se #o&ra d%sm%!$%r e# 'oso oa# de #a %!sa#a'%!" Se '$a!%%'a e# 'oso oa# 'omo*
– C%j
* Coso $!%ar%o de ra!spore e!re +% " +j
– A%j
* F#$jo de re'$rsos e!re +% " +j
– d%j
* D%sa!'%a e!re deparame!os de +% " +j
Re-$%ere #a s%&$%e!e %!orma'%!*
– La"o$ %!%'%a# – F#$jo de re'$rsos e!re deparame!os – Coso de ra!spore e!re deparame!os
0 2
– N
30 ‘
5O ‘ ‘ 0 2
A C 40 ‘
B D
" $/%'a'%! de deparame!os %jos
INPUTS DEL CRAFT* FLU0O DE MA1TERIALES ENTRE DEPARTAMENTOS
Hacia Desde
A B C D
A 1 2 4
B 2 1 1
C 4 1 0
D 4 3 2
Cantidades en Ton / hora INPUTS DEL CRAFT* DISTANCIAS ENTRE DEPARTAMENTOS
. m e r o
Hacia Desde
A B C D
A B 40 40 25 65 55 25
C D 25 55 65 25 40 40
Distancias en metros
INPUTS DEL CRAFT* DEPARTAMENTOS FI0OS
‘ 0 2
C 40 ‘
RESULTADO DEL CRAFT* LA2OUT FINAL
3 4 5 6 7 8 9 : ; 3< 33 34 35 36 37 3 A A A A A TTTTT VVVVVVVV RRRRRR 4 A
A T
T V
V R
R
5 A
A T
T V
V R
R
6 A
A TTTTT V
V R
R
7 A
A ===== V
V R
R
8 A A AA A =
= VVVVVVVV RRRRRR
9 ========= LLLLLLLLLL
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: =
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35====================== E E 36 > > > > > > > > > EEEEEEEE
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39 > > > > > > > > > EEEEEEE EEEEEEEE
ALDEP AL.(/ Automated La$out .esin /rorain 4 /rorama de dise:o de la distribución automatizado4" AL.(/ lo desarrolló 5I en 196 $ 'ue oriinalmente descrito por eeho' $ (vans 196;" (l prorama AL.5/ solamente manea problemas de distribución con criterios cualitativos" Los datos para AL.(/ inclu$en una matriz de relaciones $ limitaciones como tama:o del edi'icio, ubicaciones 'ias para departamentos, escaleras, etc" (l prorama AL.(/ comienza por seleccionar al azar un departamento $ lo coloca en el plan de distribución" (n el seundo plan se revisan todos los departamentos restantes $ solamente se selecciona al azar uno ue tena una cali'icación de relación de alta cercan%a como A o (; $ se coloca en la distribución cerca del primer departamento" i no puede encontrar una cali'icación de alta cercan%a, se selecciona un departamento al azar $ se coloca en la distribución" (ste proceso de selección contin&a hasta ue se han colocado todos los departamentos en el plan de distribución" e calcula entonces una cali'icación total para el diarama mediante la conversión de cada relación de cercan%a a una escala numrica $ sumando los valores de estas relaciones en el plan de distribución" e repite varias veces todo el proceso $ como primer paso en cada ocasión se comienza con un departamento di'erente ue es seleccionado al azar" Cada interacción da como resultado la eneración de un plan de distribución" (l prorama AL.(/ es &til para enerar un ran n&mero de buenas distribuciones para su revisión" (l prorama puede controlarse para ue solamente se impriman las distribuciones ue tenan una cali'icación especi'icada o ma$or a sta" (sta tiene el e'ecto de reducir el n&mero de diaramas ue se tienen ue revisar" Aunue AL.(/ es un prorama heur%stico &til para enerar buenos dise:os, sólo produce soluciones óptimas por accidente" AL.(/ ahorra mucho del trabao tedioso ue implica la distribución, sin embaro, a&n se reuiere un uicio para llear a la solución 'inal" (l prorama AL.(/ est! dise:ado para manear hasta 63 departamentos $ un edi'icio de 3 pisos"
CARACT(RTCA Restrine la ama de soluciones consideradas, lo ue posiblemente le impide acercarse al óptimo" Las soluciones obtenidas son susceptibles de ser llevadas a la pr!ctica sin o con pocas adaptaciones" LITAC<( La solución obtenida depende de la actividad ue se coloca primero, por lo ue se debe probar con varias opciones distintas" CORELAP Corelap es una metodolo%a basada en la aplicación del .iarama de Relaciones en un so'tOare, de ah% proviene su nombre PComputer Relationship /roramQ" (sta tcnica tambin puede ser utilizada en 'orma manual partiendo del .iarama de Relaciones para lueo cataloar cada departamento de acuerdo a su puntae de relaciones o TCR PTotal Closeness RelationshipQ" (sta herramienta
e puede utilizar para dise:ar o analizar una distribución '%sica sin importar el n&mero de departamentos ue tiene la planta" /ermite incluir variables subetivas en el momento de desarrollar el diarama de relaciones, permitiendo incluir valores de cercan%a ue no est!n numricamente re'leados en la Carta From4To" (sta herramienta no aseura encontrar la m%nima distancia recorrida $a ue simplemente va colocando un departamento al lado de otro de acuerdo al rado de relación ue tienen"
(ste prorama parte de una distribución previa ue ha de tomarse como punto de partida $ supone ue el costo de las interrelaciones entre operaciones o departamentos es producto de las matrices de distancia e intensidades de tr!'ico, ue son los inputs del problema" Tras calcular el costo ue enera la distribución inicial, intercambia los departamentos de dos en dos versiones m!s avanzadas lo hacen de tres en tres;, evaluando el costo de cada cambio $ adoptando de entre todos, aul con menor costo, aplic!ndoles a ste el mismo proceso" Cuando el costo no puede ser disminuido o se ha alcanzado un total de iteraciones espec%'icas, la meor rdenación conseuida se imprime como solución CARACTERISTICA S DEL PROGRAMA E!rada &ra%'o de re#a'%o!es E!rada de !e'es%dades de espa'%o E!rada de 'o!%&$ra'%! de ed%%'%o E!rada de %po de a'%?%dad P$ede %jar #$&ar de a'%?%dades A%e!de a #a orma de a'%?%dad o e@%&e!'%as de 'o!%&$ra'%!
CRAFT
CORELAP
ALDEP
Con modi'icaciones
<, pcional
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<
<
<
<, , si el luar est! 'iado
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<, , si el luar est! 'iado
Modo de p$!$a'%! para e?a#$ar d%sr%/$'%o!es
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