METODOS CUANTITATIVOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA

UNIVERSIDAD SAN PEDRO E.A.P INGENIERÍA INDUSTRIAL

METODOS CUANTITATIVOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA Distribución de Planta: La distribución de planta interna de una planta representa la fase de integración del diseño de un sistema productivo. Esta etapa es importante en la concepción del sistema de producción, puesto que el grado de eficiencia y rendimiento de la empresa depende de ella. El medio físico de trabajo y la distribución de sus instalaciones condiciona la productividad de la mano de obra. Es por esta causa que la motivación por el trabajo disminuye en un local mal ventilado o mal distribuido. Con una adecuada distribución, se pueden reducir costos por concepto de tiempo de desplazamiento de los empleados a los puestos de trabajo, el costo del tiempo perdido por un empleado que se encuentre buscando una herramienta mal colocada, las consecuencias de los cuellos de botella, el costo de los espacios mal utilizados, el de los accidentes de trabajo motivados por una mala distribución de las instalaciones y las pérdidas causadas por la disminución de la productividad. La distribución de planta consiste en el diseño y ordenación de planta consiste en el diseño y ordenación de los espacios e instalaciones de sistemas de hombres, materiales y equipos, de una fábrica. Es decir, es el arreglo y la coordinación más efectiva de todos los elementos de la planta como: personal, equipo, material, almacenamiento, etc. Necesario para la operación de dicha planta de producción. Las técnicas de distribución pueden utilizarse para hacer arreglos en una planta total, por área o por operación. Se requiere arreglos nuevos cuando hay un cambio en el producto, un nuevo producto, un cambio en el volumen de la producción, la fábrica se vuelve obsoleta, hay muchos accidentes, el ambiente de la fábrica es pobre, los costos son muy altos, se necesita una planta más amplia, etc. Los arreglos de planta pueden caer dentro de las siguientes categorías:   

Cambios menores en la distribución total. Redistribución total. Construcción de una planta nueva.

Debemos recordar que los arreglos no sólo tratan del interior de la planta, hay también arreglos exteriores tales como: áreas de almacenamiento, vías de acceso, zonas verdes, etc. Una buena distribución de planta debe alcanzar los siguientes objetivos: 

Reducir los costos y ciclos de los trabajadores.

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       

Fomentar la calidad del producto. Incrementar la flexibilidad. Minimizar el manejo de materiales. Mejor utilización de espacios. Mejor mantenimiento. Reducir demoras en el trabajo y pérdidas de tiempo. Mejorar los métodos de trabajo y con ello la utilización de la mano de obra. Identificar y eliminar los cuellos de botella.

Los arreglos que tratan de nuevas plantas pueden caer en dos tipos principales: diseñar el edificio para ajustarlo al proceso o diseñar el edificio de tal forma que acepte diferentes procesos. De éstas, la segunda categoría es la más costosa. En el campo de diseño de distribución a menudo no hay un diseño o arreglo óptimo, de allí que los mencionados tratan de referirse al proceso y edificios. 1.- TIPOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA: Existen tres tipos de distribución de planta:   

Por puesto fijo. Por proceso o en bloque. Por producto o en línea.

En un sistema de producción puede uno de estos tipos, pero en la mayoría de los casos se hace una combinación de los tres. Distribución por puesto fijo.- se le llama también por componente fijo. Todo el producto está en la misma posición, es decir el producto está fijo al puesto de trabajo, la mano de obra, las materias primas y las herramientas se desplazan hacia él. Este tipo distribución física es conveniente para los productos que tienen ciertas particularidades en cuanto a volumen, peso o modo de producción, y la artesanía tienen una distribución por puesto fijo. Distribución por proceso o en bloque.- se caracteriza porque los equipos similares que cumplen funciones similares se colocan en el mismo departamento. Por ejemplo: todas las operaciones de corte se harán en un mismo lugar. Es decir, se tendrán juntos los tornos, las fresadoras y la inspección en un solo lugar, el ensamble en un mismo lugar, etc. Este tipo de distribución es ideal para producciones intermitentes (pedidos). Es un proceso flexible, pues no se interrumpe por el daño o falta de una máquina. Además, no todas las maquinas participan en la elaboración de cualquier producto, pues no es necesario pasar por todas las maquinas o por todos los sitios de trabajo. Una desventaja de este esquema es la cantidad de movimiento y manejo de materiales. En general, aquí los costos de operación son mayores y los costos de capital menores que en el sistema en línea.



En la siguiente tabla se lista algunas de las ventajas y desventajas de este tipo de distribución: Ventajas Sistemas flexibles para trabajo individual. Equipo menos costoso de uso general. Menos vulnerabilidad ante fallas. Aumenta satisfacción en el trabajo(más diversidad y reto)

Desventajas Manejo costoso de materiales. Alto costo de la mano de obra calificada. Alto costo de supervisión por empleado. Baja utilización del equipo. Control de producción complejo (programación, control de inventarios)

Distribución por producto o en línea.- consiste en colocar los equipos y personas de acuerdo a la secuencia (diagrama de operaciones) requerida por la fabricación del producto. Solo una operación determinada de hará en cada posición (estación) o con cada pieza del equipo. Es decir, en este tipo de distribución, un producto se fabrica en un área, manteniéndose el material en movimiento. Esta distribución dispone cada operación inmediatamente al lado de la siguiente, por ejemplo: montaje o ensamble de un automóvil. Este tipo de distribución se usa en una producción simple y en masa. A continuación se listan ventajas y desventajas de esta distribución. Ventajas Poco manejo de materiales. Permite mayor especialización, lo que conlleva a usar pocos operarios especializados. La ruta del producto es clara y muy definida, y su arreglo tiene mayor utilización del espacio y equipo en la planta.

Desventajas Falta de flexibilidad, debido a que todos los equipos dependen unos de otros. Alta inversión en la maquinaria, costos de instalaciones y costos de cambios en el equipo para cambiar el producto o una parte del producto.

2. PASOS NECESARIOS PARA UNA DISTRIBUCIÓN DE PLANTA: Básicamente, consiste en recoger la información determinar distribuciones parciales, desarrollar la distribución general y planear distribuciones definitiva. A continuación desarrollamos cada uno de estos puntos: Recolección de la información.- antes del diseño debemos recolectar varios datos y estudiarlos para aprender todo lo que sea posible y necesario acerca del producto, procesos, materiales, etc. 

Análisis del producto.- se debe tratar de conocer bien el producto o productos que se piensa fabricar. El producto debe ser definido de la mejor manera mediante un esquema que muestre su arreglo general y su manera de montaje, así también debe INGENIERÍA DE PLANTA




 



 

mostrarse una lista de las partes, la forma como se obtienen y la manera en que se utilizan. De igual modo se deben tener en cuenta dimensiones, peso, tolerancia de diseño, etc. Del producto o productos. Diagrama de operaciones.- este en realidad el primer pasó real en la distribución. Este diagrama nos indica cada operación o etapa requerida para la manufactura del producto por separado. Es el más útil de los pasos para proyectar una distribución. Materiales.- se debe conocer las características de calidad de los materiales que se van a usar, las formas de almacenamiento que aceptan y sus posibles sustitutos. Maquinarias.- se tendrá en cuenta las dimensiones, velocidades de acción, la política de mantenimiento productivo, vida útil y otros requerimientos especiales para una ordenación apropiada. Personal.- se debe conocer la cantidad de mano de obra que se requiere, sus remuneraciones en base al desarrollo de una política de categorizaciones o valoraciones de puestos, los sistemas de seguridad que deben tenerse dentro de la planta, etc. Movimiento de materiales.- se debe tener en cuenta la forma en que se llevará a cabo el transporte de materiales y productos terminados durante todo el proceso. Posibles cambios futuros.- estos cambios se darán en la ubicación de las maquinas. Se deben tener en cuenta posibles modificaciones en la producción que implique un cambio en la ubicación relativa de las máquinas y equipos. Es recomendable anclar definitivamente las maquinas.

Determinación de las distribuciones parciales.- consiste en analizar las ubicaciones posibles de las estaciones de trabajo que deben estar mostrados en el diagrama de operaciones. Existen diversos métodos para atacar este problema, el cual generalmente depende del tipo de producción: Producción simple (un solo producto): se usara el diagrama de operaciones. Producción múltiple (varios productos): se tienen: -

Métodos de los hexágonos. Método de minimización de los espacios. Método de Richard Muther. Otros métodos.

Desarrollo de la distribución general.- el propósito de esta de esta etapa es analizar todas las áreas para determinar cuánto espacio y que requerimiento necesitamos para la distribución. Para calcular el tamaño de planta tenemos que tomar en cuenta todas las áreas. El método más práctico y con alto grado de confiabilidad es el método de Guercht.



Planeamiento o exposiciones del arreglo definitivo.- es la exposición que se hace del modelo tridimensional de la distribución. En esta etapa se ultiman detalles y se descubren posibles errores en cuanto a operaciones es recomendable guiarse de la expresión: es más fácil borrar una línea que romper una pared. Una vez aprobada la distribución se anotan los detalles finales sobre el plano para luego llevar a cabo la operación física. La distribución aceptada tanto técnica como económicamente.

3. METODOS CUANTITATIVOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA METODO DE LOS HEXAGONOS: Permite efectuar una distribución bastante flexible, es decir, que puede adaptarse a cambios futuros: en el diseño de los productos, en el volumen de la producción y a los regresos de la tecnología de la producción. No muestra físicamente las relaciones de las estaciones de trabajo y también da una idea acerca de las distintas que debe haber entre ellas. El procedimiento es como sigue: 



Identificamos los volúmenes de producción pronosticados de los productos a fabricar para luego determinar su porcentaje de participación. Se selecciona 2 o 3 productos que tengan mayor participación y en base a ello se continúa el estudio. Determinamos los cuadros de afinidad, para lo cual debemos contar con los diagramas de operaciones de los productos seleccionados. Estos cuadros son de doble entrada, y en ellos se anotan los números de beses que el producto va de una estación “i” a otra “j”, es decir.

De a 1 2 3 … n

1 X11 X21 X31

2 X12 X22 X32 Xij

3 X13 X23 X33

…

N

Xij Xij

N: número de estaciones. Xij: indica que el producto va de la estación i a la estación j (i=1,2,3,…….,n j=1,2,3,……….n) Ak: es el porcentaje de participación en el producto. INGENIERÍA DE PLANTA




Generamos la matriz triangular para cada producto en ellas se anotan la suma del número de veces que el producto va de la estación i a la estación j más el número de veces que el producto va de la estación j a i. En la figura:

n: número de estaciones Yij: de i a j + de j a i



Generamos la matriz triangular resumen, donde zij es igual al valor de Yij, correspondiente al primer producto multiplicado por su porcentaje de participación más el valor de Yij correspondiente al segundo producto multiplicado por su porcentaje de participación( si se seleccionan dos productos).

 

Priorizamos la matriz triangular resumen según los valores en orden descendente. Esquematizamos el orden obtenido utilizando pequeños hexágonos que precisamente es lo que da nombre al método.

EJEMPLO DE APLICACIÓN: Consideramos las siguientes situaciones hipotética es necesario diseñar una gráfica para la manufactura de 5 productos. Las producciones ajustadas pronosticadas para un horizonte de 10 años son: Producto A = 900 unds/día.



Producto B = 700 unds/día. Producto C = 200 unds/día. Producto D= 100 unds/día. Producto E= 200 unds/día. Las estaciones de trabajo son: 1. 2. 3. 4.

Cepilladoras. Fresadoras. Taladradoras. Ensamble.

Solución: Seleccionamos los productos base: A= 900 B= 700 C= 200

D= 100 E= 200 Total =2.100

Luego, las particiones son:

A B C D E

900/2.100*100 700/2.100*100 200/2.100*100 100/2.100*100 200/2.100*100

42,85% 33,33% 9,52% 4,76% 9,52% 100%

Los productos seleccionados son: Producto A = 42,85% Producto B = 33,33% Generamos el cuadro de doble entrada (afinidad); para estos hay que considerar también, hipotéticamente, que los diagramas de operaciones para los productos seleccionados son: PRODUCTO A = cepillo, fresa, cepillo, taladro, ensamble, fresa, talador, ensamble. PRODUCTO B = fresa, cepillo, taladro, fresa, taladro, cepillo, fresa y ensamble. INGENIERÍA DE PLANTA


NOTA: la numeración no corresponde al número de operaciones a ejecutar si no que identifica al número de estaciones de trabajo. En base a estos diagramas, los cuadros de afinidad son: Aa= 42,85% De a 1 2 3 4

1 1 0 0

2 1 0 1

3 1 1 0

4 0 0 2 -

De a 1 2 3 4

1 1 0 0

2 1 0 0

3 1 1 0

4 0 1 0 -

Ab= 33,33%



Elaboramos las matrices triangulares: Aa= 42,85%

Ab= 33,33%

Por ejemplo en Aa: Y12 = (1 a 2)+(2 a 1) según el cuadro de afinidad Y12 = 1+1=2 Generamos la matriz resumen, para esto: Yija=valores de la matriz del producto A. Yijb= valores de la matriz del producto B. Luego:

Ubicamos estos valores en una matriz triangular, tal como: Aa+Ab



Priorizando la matriz (se ordena de mayor a menor)

Dibujamos los hexágonos (hay que tener en cuenta que cada hexágono representa una estación de trabajo). Por ejemplo para (1-3) se debe dibujar estas estaciones juntas mediante 2 hexágonos adyacentes por un lado, en lo posible. En todo caso lo más cerca posible.

El orden escogido se tomó como base para el arreglo definitivo de la planta, pues el diagrama de los hexágonos nos muestra la ubicación relativa posible de los centros de trabajo. Nótense que entre la estación 1 y la estación 4 no hay cercanía ( o no son adyacentes) debido al valor cero para su afinidad.

METODO DE LA MINIMIZACION DE ESPACIOS: El lector podrá observar que el problema principal que toda distribución de carácter estrictamente distributivo, es la determinación de la ubicación relativa más económica de las diversas áreas de producción. El ordenamiento optimo no suele ser obvio excepto en casos triviales.



Este método procura ser un ordenamiento que ubique las áreas en posiciones relacionadas entre sí, de tal forma que se minimice el costo del montaje de materiales de todas las piezas. Este costo se reduciría cuando las distancias de transporte sean también menores.

Si se examinan la actividad de manejo de materiales que se requieren entre los departamentos A y C, y se encontrase que es grande comparada con A y B, se considera el cambio de lugar de los departamentos B y C, de total forma que no incrementa la actividad relativa, de manejo de materiales entre DB y DC. Se puede tomar como una medida del costo de manejo de materiales, el producto de la distancia por el número de cargas que se deben transportar de un grupo funcional a otro. Entonces, para cada ordenamiento se puede sumar los productos de carga y distancias de todas las combinaciones de departamento (grupo funcionales). Las combinaciones en el cual el costo menor constituye el ordenamiento básico que se busca. Matemáticamente se puede expresar como: Min E = Aij * Xij Ij: valores de los grupos funcionales o departamentos. Aij: carga de trabajo que se deben transportan entre los departamentos de trabajo i y j durante los procesos productivos de los diferentes productos. Xij: castigo por ubicación o distancia entre los departamentos. Esta medida de la eficacia es una representación muy aproximada de los costos del manejo de materiales. Cada operación de manejo de materiales requiere ciertos tiempos fijos relativos al acto de recoger la carga, de colocarla en posición, etc. Los costos de estas operaciones, principalmente mano de obra y energía se relacionan con la distancia. Luego se tratara de mostrar los departamentos que toman parte en las operaciones sucesivas de los procesos productivos, unos juntos de otros, lo más cerca posible. Obtención de Cargas.- los datos que se necesitarían son los relativos al número de cargas que se deben transportar entre todas las combinaciones de centros de trabajo. Estos datos se obtienen de los diagramas de operaciones que corresponden a cada producto que se fabrica. Por ejemplo, se tienen los diagramas de operaciones para tres productos:



Estos valores se obtienen observando los tres diagramas de operaciones. Significado:

Esto indica que hay tres movimientos de material o cargas de departamento 1 al departamento 2 o viceversa. Generalizando la gráfica:

n1,n2,n3,… : número de departamentos. a,b,c,….. : Total de cargas de departamentos a departamento.



Determinación de los castigos por distancia.- en la siguiente situación hipotética:

Los círculos representan los agrupamientos funcionales del equipo (departamentos o estaciones de trabajo). Dos departamentos se consideran adyacentes si uno sigue al otro, como 1 y 2, o los une una diagonal como en 2 y 4. Las localizaciones no adyacentes son los que se encuentran a una distancia mayor, tanto en sentido horizontal, vertical o diagonal, como ocurre en (1-3) y (1-4). El valor de los castigos Xij se da en la siguiente forma: Xij = 1 cuando los departamentos son adyacentes, es decir, no hay interferencia. Xij = 2 cuando entre los departamentos se interpone otro, es decir, hay una interferencia. Xij = 3 cuando entre los departamentos se interponen dos, es decir, hay dos interferencias. ….. . Xij = n cuando entre los departamentos se interponen (n-1), es decir, hay (n-1) interferencias. Para la figura dada de tiene: X12=1

X13=2

X23=1

X24=1

X14=2 X34=1

Ahora es posible apreciar que, en nuestra distribución idealizada, la medida de la eficiencia (eficacia) se reduce encontrar la suma mínima de los castigos por distancia multiplicada por las cargas.



EJEMPLO DE APLICACIÓN: En el siguiente cuadro se dan el número de cargas para las combinaciones de centros de trabajo en una situación hipotética. De a 1 2 3 4 5 6

1 0 0 0 0 0

2 6 0 0 0 0

3 0 4 0 0 0

4 0 1 3 0 3

5 0 0 2 0 0

6 0 0 0 2 0 -

Gráficamente:

Esta situación se puede representar Primer arreglo:

Segundo arreglo:

Dónde:



1: almacenes 2: sierra eléctrica 3: torno mecánico 4: taladro 5: esmeril 6: ensamble En la figura se observa que existe una carga no adyacente que se trasporta desde el departamento 2 al departamento 4 o viceversa. Calculando el valor de: Min E = ∑Aij*Xij

Consideremos otro arreglo: si se mueve 4 al lugar que ocupa 5 y este se transporta al lugar que ocupa 4, todas las cargas que van o vienen de 4 se convierten en adyacentes.

Por lo tanto, el segundo arreglo es mejor que el primero y es el que se considera para las distribuciones generales. Es decir, este arreglo gráfico está dando una distribución relativa de los departamentos funcionales.

METODO DE RICHARD MUTHLER Este método es una de las formas más fáciles y claras de mantener todo los hechos acerca de las relaciones entre departamentos o áreas claramente definidas en el diagrama de operaciones. De una sola observación se puede ver si un departamento debe tener cerca o lejos a otro departamento y que tan cerca o lejos se encuentra; además, da la razón o razones para ello. Este método presenta dos partes o etapas para su elaboración: Primero.- En la primera etapa el método presenta dos fases: 

Elaboración del diagrama de operaciones: dicho diagrama de operaciones debe abarcar todos los productos. Es decir, será un diagrama de operaciones en conjunto que contenga los diagramas de operaciones de todos los productos. Con este diagrama tenemos la secuencia de las operaciones, pero no tenemos la seguridad si



una operación que sigue detrás de otra debe estar cerca o lejos de ella. Por ejemplo, supongamos que la operación de pintura sigue ala operación de soldadura (esto según el diagrama de operaciones) , pero no sabemos la distancia que debe haber entre ellas . Lo más recomendable seria no ubicarlas juntas, debido al peligro de incendio. 

Diagrama de Relaciones: se usa para salvar el inconveniente anterior al mercado. Es decir, si el diagrama de operaciones nos indica que el departamento de pintura y el de soldadura deben estar uno a continuación del otro, entonces, el diagrama de relaciones mostrara que hay un riesgo de incendio y que debemos hacer algo para reducirlo .La solución podría ser la concepción de una pared para separar físicamente las dos áreas, y aun así tenerlas cerca. La construcción de diagrama de relaciones se indica en la figura:

Muestra la relación entre los departamentos 1 y 2

1 2

Relación de cercanía

3 …. n Razón de la calificación Numero de departamento

Cada cuadro corresponde a la intersección de dos departamentos (muestra la relación entre dichos departamentos) y es dividido en dos triángulos. Tal como se muestra en la figura: Triangulo Superior

Triangulo Inferior INGENIERÍA DE PLANTA


El Triángulo superior se una para anotar la calificación de la cercanía entre los dos departamentos que se relacionan en cada cuadro. Se utiliza el siguiente código: A: absoluta E: especialmente importante I: importante O: ordinario U: no importante X: indeseable Luego, en dicho triangulo solo se anotara la letra correspondiente a cada calificación asignada. El triángulo inferior se usa para dar una razón a las calificaciones. Estas razones se obtienen del proceso, por ejemplo algunas razones serian: 1. Movimiento de materiales 2. Misma supervisión 3. Equipo compartido 3. Operación próxima 5. Prevención de algún peligro etc. Es decir, en el triángulo inferior se anota el número que identifica a la razón asignada para la calificación anotada en el triángulo superior. Por ejemplo si a una operación de maquinado le debe seguir una inspección, es importante que esas dos secciones se encuentren cerca, luego se le asigna la calificación de cercanía. La razón puede ser operaciones próximas .Basándonos en los códigos anteriores

1 4

Cabe recalcar que el código de las calificaciones es el mismo en cualquier proceso, mientras que todo proceso tiene su propio código de razones. Por lo tanto, a partir de este diagrama es posible preparar una distribución preliminar por departamento y comprobar si cumple los requisitos de diagrama. Podemos también, con este diagrama, integrar funciones no productivas y que no aparecen en el diagrama de operaciones. Por ejemplo, podemos considerar la relación que hay entre la cafetería o des vestidores con todos los departamentos de planta, o cerca de que departamentos debe estar mantenimiento, etc.



La base para este diagrama es el diagrama de operaciones y como este se basa en principios lógicos y técnicos, es necesario el conocimiento completo de los procesos para así determinar un buen código de razones. Para construir el diagrama de relaciones debemos hacernos las siguientes preguntas: ¿Cuáles son las áreas específicas? ¿Qué áreas tienen que estar cerca unas de otras? ¿Qué áreas pueden o deben estar una cerca de otras? ¿Qué áreas tienen conexiones con otras áreas y cuales sin esas conexiones? ¿Qué áreas se deben mantener distantes de otras áreas? Después de la preparación del diagrama preliminar debe ser discutido el detalle, con los miembros de cada departamento, para identificar errores, nuevos aspectos, relaciones ocultas u otras condiciones. Además es posible que abarcando todas las relaciones de un vistazo puedan sugerir varios cambios para mejorarlos. Para discutir este diagrama debemos asumir condiciones ideales. Siempre debemos tratar de lograr el ideal, y si no es posible, que casi siempre es el caso, entonces debemos llegar a soluciones de compromiso.

METODO ESPIRAL El objetivo del método espiral, es disponer las áreas individuales de tal manera que se obtenga el movimiento más directo de materiales de un paso a otro en la tabla de secuencias. El espacio requerido dentro del área de una unidad variara levemente al cambiar la disposición, siempre que esta haya sido inicialmente lógica. Además el área de un departamento variara poco al cambiar su forma periférica, con tal que esta sea una combinación de áreas cuadradas o rectangulares. Según estas dos suposiciones, el objetivo consiste en determinar las relaciones entre áreas de unidades (en cuanto a posición y menor medida, así como forma) dentro de la superficie total disponible. Los pasos del análisis de procedimiento espiral son los siguientes:  

 

Trazar un círculo que representara cada departamento o área de actividades. Trazar ala izquierda del circulo una línea que representara la materia que entra desde cada actividad inmediatamente anterior ala de interés para todo grupo de productos. Sobre cada línea hacia el circulo indica la cantidad o el porcentaje de la actividad total representado por el material acabado. Ala derecha del circulo trazar una línea de unión que denotara lo que se ha dispuesto y llevado a cabo con respecto al material.



  

Indicar sobre esas líneas la cantidad do el porcentaje de la actividad total representado por el material acabado. Por tanteo se comienza con la primera área y se la ubica de tal modo que las áreas relacionadas con ella, se encuentren alrededor de su periferia. Alrededor de cada una de las áreas que sirven a la primera o son servidas de ella , se disponen las áreas relacionadas manteniéndose siempre el espacio necesario para cada una .

Se continua con este procedimiento hasta que todas las áreas astean ubicadas de tal forma que , en la medida de lo posible, exista un limite común entre todas las áreas relacionadas entre si por servicios.

EJERCICIO DE APLICACIÓN ( M. ESPIRAL) Una empresa encargada a una compañía consultiva la redistribución de su planta. Para su efecto se sabe que se tiene clasificados cinco grupos de productos en la clase A. La secuencia y superficie para departamentos de procesamiento es la siguiente: Se pide encontrar la disposición óptima, mediante el método espiral de análisis Grupo de Productos I

Porcentaje de volumen 17.8

Secuencia Deposito A,B,C,D,E,F, stock

II

11.8

Deposito B,D,E,E, stock

III

28.3

Deposito A,B,D,C,F, stock

IV

23.2

Deposito B,C,D,C,E,F, stock

V

8.3

Deposito B,C,D,F, stock

total

88.7

Dpto

A B C D E F

Superficie necesaria ( metros cuadrados) 600 900 1000 700 1100 1500



DEPOSITO 1200 Stock Total

900 7900

El objetivo del método espiral consiste en disponer las áreas individuales de tal manera que se obtenga el movimiento más directo de materiales de un paso a otro en la etapa de secuencias. Con excepción de depósitos y stock, el número total de grupos de productos que entran en el departamento tiene que ser igual al número de los que salen, Una variación significa que ha habido error en la preparación espiral. Veamos: Tanteado se encuentra la posible disposición.

A

STOCK

DEPOSITO

F

C 51.1

B

E

A

D

E STOCK

DEPOSITO

D

B C

F



MÉTODO DE TRAVEL – CHARTING: Este método puede utilizarse para toda la distribución de planta en la cual las características del producto no admiten el establecimiento de línea de producción para productos individuales o tipos de productos. El procedimiento es el siguiente: 

Se juntan datos concernientes a la magnitud y secuencias de las operaciones de manejo según clases o grupos de productos. 

Se prepara una distribución provisional eligiendo un cursograma general aplicable a la extensión y contornos a la superficie disponible.



Se prepara una matriz distancia – volumen, en función de la distribución provisional. Esto puede hacerse detallando matrices separadas para distancias y volúmenes por medio de los cuales es posible obtener la matriz distancia – volumen por multiplicación de las casillas de posición idéntica en las materias iniciales.



Se determinan los movimientos críticos de la disposición provisional en la matriz distancia – volumen. Los puntos críticos suelen ser aquellos movimientos de un elevado valor distancia – volumen situados a una cierta distancia de la diagonal de la planilla (esto no es más que la guía para ubicar puntos críticos).



Se evalúan los movimientos críticos. Esto implica una apreciación del efecto de cambiar la ubicación de los departamentos que intervienen en los movimientos distancia – volumen.



Se revisa la matriz distancia – volumen y la distribución de la planta, hasta que toda corrección ulterior resulte insignificante o indeterminable. Esas revisiones pueden ser de dos tipos:

a) Corrección del cursograma básico intercambiando posiciones de áreas departamentales. b) Nuevo diseño de los contornos de las superficies.



EJEMPLO DE APLICACIÓN: Una empresa dispone un terreno de 27m ˟ 70m para 7 estaciones de trabajo de su taller. En la disposición se contempla un pasadizo de 3m ˟ 70m. El área para cada estación es: A: 12 ˟ 15

E: 12 ˟ 30

B: 12 ˟ 10

F: 12 ˟ 30

C: 12 ˟ 15

G: 12 ˟ 10

D: 12 ˟ 30

VOLUMEN DE FACTOR

ARTICULO

SECUENCIA

333

ACDFG

200000

100

222

BCEF

150000

150

444

BDGFE

300000

150

111

DGCBE

100000

50

123

ABCDF

500000

125

PRODUCCION CARGA

También todas las estaciones se conectan a un pasadizo común. La empresa tiene proyectada fabricar cinco productos principales que tienen la secuencia que se muestra en el cuadro líneas arriba así como el volumen de producción y su factor de carga. Se pide encontrar la distribución de la planta en bloque, más eficiente, aplicando el método de Travel-Charting.

SOLUCIÓN:


UNIVERSIDAD SAN PEDRO E.A.P INGENIERÍA INDUSTRIAL Número de movimientos =

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎

También el número de desplazamientos: A C D F G # Desp = 4 Es espacio mínimo que debe recorrerse es: 12/2 + 3 +12/2 =15m. Por lo tanto, se halla el valor distancia volumen ideal: # Mov * # Desp. * Esp. Min = M.I.

Nro. de mov

Nro. Desp.

2000 1000 2000 2000 4000

4 3 4 4 4

Espacio mínimo 15 15 15 15 15

Sub total de M.I. 120000 45000 120000 120000 240000 645000

Nota: Para el análisis de la distribución se proponen alternativas (mínimo dos) de las posibles disposiciones de las estaciones. Se prepara una disposición posible inicial de las estaciones en el área total asignada, tal como:

12

10

15

15

30

B

A

C

D

G

E

F

10

30

30

3 12

Se prepara la matriz de volumen:



Hacia Desd A e A

B

C

4.000, 0

2.000, 0

C

E

2,000.0 0

2,000.0 0 1,000.0 0

F

G

6,000.0 0 1,000.0 0

4,000.0 0

2.000, 0 5.000, 0

B

D

6.000,0

D E 2,000.0 0

F 2.000, 0

G

2,000.0 0 2,000.0 0

Se realiza el gráfico de distancias de la disposición inicial:

7,5

5 7,5 5 15

7,5

C

A

B

7,5

7,5

D

22,5

15 15

G E

F



Se prepara la matriz distancia (sólo los casilleros llenos en la matriz de volumen son los que se tienen en Hacia consideración). A B C D E F G Desde A 27,50 30,00 B 42,50 65,00 35,00 C 42,50 37,50 22,50 D 15,00 65,00 E 45,00 F 45,00 65,00 G 42,50 65,00

Se construye la matriz distancia – volumen: Hacia A Desde

B

A

110.000,

C

D

E

F

G

60.000,0

B 212.000, 130.000, 40.000,0 C 85.000,0 225.000, 22.500,0 D 90.000,0 260.000, E 45.000, F 90.000,0 130000 G 85.000,0 130.000, Total de números de movimientos reales = 2.072.500,00

Se calcula la eficiencia para la primera disposición propuesta:

E=

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑁° 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑣. 𝐼𝑑𝑒𝑙𝑎𝑒𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑁° 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑣. 𝑅𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠

˟ 100


UNIVERSIDAD SAN PEDRO E.A.P INGENIERÍA INDUSTRIAL 645.000

= 2′ 072.500˟

100

=31,12%

Se prepara una nueva distribución, en base a condiciones de volumen y distancia considerando el área total asignada.

12

15

10

15

30

B

A

C

D

3 12

E

F

30

G

30

10

La matriz volumen no varía. Ver tercer paso. Se realiza el gráfico de distancias de la nueva disposición:

A

C

B

D

7,5 12,5 7,5

12,5 5 12,5

7,5 E

22,5 12,5 15 5 F

G



Se prepara la nueva matriz distancia así como la matriz distancia –volumen:

Hacia A Desde A B C D E F G

B

C

27,50

40,00 27,50

27,50

D

E

50,00 37,50

20,00 32,00

F

G

25,00 45,00

25,00

45,00 42,50

35,00

Hacia A B C D Desde A 110.000, 80.000,0 B 137.000, 100.000, C 55.000,0 225.000, D E F G 86.000,0 Total de números de movimientos reales = 1.399.500,00

E

F

G

150.000, 45.000,0

100.000,

40.000,0 32.500,0

90.000,0

70.000,0 70.000,0

Se calcula la nueva eficiencia:

E=

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑁° 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑣. 𝐼𝑑𝑒𝑙𝑎𝑒𝑠 100 ˟ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑁° 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑣. 𝑅𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠 645.000 100

= 1′ 399.500˟

=46,08%

Respuesta: Puesto que la eficiencia de la segunda propuesta de disposición de planta es mayor que la eficiencia de disposición inicial; se prefiere la segunda alternativa.



DISTRIBUCION GENERAL El propósito de esta etapa es analizar todas las áreas para determinar cuándo espacio y que requerimiento necesitamos para la nueva distribución. Para calcular el tamaño de la planta debemos tener como datos:  

El número de unidades con que contara cada departamento (maquinas, operarios, etc.). Este dato se obtiene del balance de líneas. Las ubicaciones relativas de los departamentos que van a existir en la plata. es obvio entonces que las áreas físicas que requieren los centros de trabajo, ocuparan las mismas ubicaciones obtenidas. Asimismo las estimaciones de las áreas para cada departamento, se elaboran en base al número de máquinas, u otra unidad productiva o no productiva.

Presentamos a continuación un método práctico para el cálculo de las áreas: método de GUERCH. MÉTODO DE GUERCH. Es un método muy usado para la determinación de las áreas de una distribución de planta , de manera general, para cuyo efecto de be tener en cuenta una serie de factores a fin de obtener una estimaciones del área requerida por sección. En ella queda incluida el espacio necesario para el operador, el almacenamiento de la materia prima, lo pasillos comunes para el transporte de materiales y demás consideraciones necesarias para las buena operatividad de una industria o de una empresa de servicios en general. El método considera tres áreas para la determinación del área total. SUPERFICE ESTATICA ( ).-Es el área neta correspondiente a cada elemento que se va a distribuir (maquinas muebles, instalaciones, etc.). = L* A L=Largo A=Ancho SUPERFICE GRAVITACION ( ).-Es el área reservada para el manejo de la máquina y para los materiales que se están procesando. Se obtiene multiplicando la superficie estática ( ) por el número de los lados (N) que se utiliza de la máquina, mueble o equipo. Los servicios necesarios parta hacer funcionar no son considerados en el área total por estar incluidos en el área de gravitación del elemento. Para la determinación de las superficies de almacenamiento o de stock no se debe considerar la superficie de gravitación ( =0). Cuando la máquina, equipo o mueble es circular; el número de los lados a considerar es 2, por ejemplo para el torno. INGENIERÍA DE PLANTA


= *N

SUPERFICIE DE EVOLUCION ( ).- Es ela rea reservada para el desplazamiento de lso materiales y el personal entre las estaciones de trabajo. Se obtiene multiplicando la suma de las superficies estáticas y de gravitación por un coeficiente K que depende del tipo de industria (K varia de a.7 a 2.5). = ( + )*k Valores de K: Industrial relojera

0.7 – 1.00

Industria textil

1.0 – 1.25

Pequeña industrial metal mecánica 1.5 – 2.00 Gran industrial metal mecánica

2.0 – 2.50

K =2 = Donde “h” es la altura promedio, luego el área total ( =( +

+

) para cada sección es:

)*m

Con m: numero de unidades de cada centro de trabajo (maquinas, mesas de ensamble, etc.)obtenidos en el balance de liena. Este método es bastante confiable porque los factores son del orden (6-15).



EJEMPLO: Vamos a continuar desarrollando la distribución para el ejemplo presentado en el método de la minimización de espacio. Los datos adicionales y los obtenidos en el balance son: Estación

Nombre

A (ancho)

L (largo)

m= #uns (balance)

Valos de N

1

2.00

5.00

1

1

2 3 4

Almacén Sierra Elec. Torno Taladro

0.90 0.90 1.50

2.20 4.00 2.00

2 3 3

2 2 3

5 6

Esmeril Ensamble

0.60 0.80

0.70 1.20

2 4

3 4

Se considera k = 2 los valores de m han sido obtenidos mediante un balance de líneas. Solución: Almacén: L=5m, A=2m, N=1, K=2, m=1 = 5*2 = 10 =

2

* N = 10*1 = 10

2

= ( + )*k =(10+10)*2 = 40 =( +

+

2

)*m = (10+10+40)*2 = 60

2

Sierra Eléctrica: L=2.2m, A=0.9m, N=2, K=2, m=2 = 2.2*0.9= 1.98 =

2

* N = 1.98*2 = 3.96

2

= ( + )*k = (1.98+3.96)*2 = 11.88 =( +

+

2

)*m = (1.98+3.96+11.88)*2 = 35.64

2

Con el mismo procedimiento se calcula las demás dimensiones; a continuación se muestran los resultados: INGENIERÍA DE PLANTA


Selección Almacén Sierra Elec. Torno Taladro Esmeril Ensamble

At (área total: 2 ) 60.00 35.64 97.20 108.00 10.08 57.60

La determinación de las dimensiones necesarias se lleva a cabo formando bloques para cada centro de trabajo, con un largo y ancho adecuados, de tal forma que al reemplazar a los hexágonos o a los círculos que se obtengan en los métodos anteriores: se obtenga un arreglo ideal y compatible con el tamaño de los centro de trabajo y que en conjunto traten de formar un rectángulo. En nuestros ejemplos se obtiene que las siguientes posibles dimensiones.

Almacén: 60

2

Taladro: =10*6

108

2

=27*4

=12*5

=12*9 Esmeril:

=8.91*4

2

2

10.08

=2.52*4

=4.45*8

=1.26*8

=5.94*6

=1.68*6

Torno mecánico: 97.2

=18*6

=20.3

Sierra eléctrica: 35.64

2

Ensamblado: =24.3*4

57.6

2

=9.6*6

=12.15*8

=14.4*6

=16.2*6

=12*4.8



1

2

3

4

5

6

Selección de las dimensiones apropiadas: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Anlamcen = 12*5 Sierra = 8*4.455 Torno = 16.2*6 Taladro =12.9 Esmeril = 4*2.52 Ensamble = 12*4.8

1

4

Entrada de MP

5

3

2

6

Salida PT


METODOS CUANTITATIVOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA

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