cartilla semana 5-1

SEMANA 5

DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA MODELOS MATEMÁTICOS

[ ORGANIZACIÓN Y MÉTODOS ]

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Objetivo unidad tres: Determinar la mejor organización física de las áreas de trabajo y equipo que permitan una reducción de costos y el bienestar de los trabajadores.

1. DISTRIBUCIÓN DE PLANTA: MODELOS MATEMÁTICOS 1.1 PRINCIPIOS DE LA DISTRIBUCIÓN DE PLANTA

Para la ordenación del espacio físico se deben cumplir los siguientes principios: a. Principio de la satisfacción y seguridad: siempre será más eficiente la distribución que permita el trabajo más satisfactorio y seguro para los trabajadores. b. Principio de la integración de conjuntos. La distribución deberá permitir una integración entre materiales, trabajadores, maquinaria y cualquier otro factor asociado al proceso. c. Principio de la mínima distancia recorrida: se debe garantizar que la distancia recorrida por el material y trabajadores sea la menor posible. d. Principio de la circulación o flujo de material: la mejor distribución será aquella que organice las áreas de trabajo en el mismo orden en el que está establecido el proceso. e. Principio del espacio cúbico. Se deberá garantizar la utilización eficaz de todo el espacio (horizontal y vertical) del lugar. f. Principio de la flexibilidad: será más eficiente aquella distribución que permita realizar cambios o reorganizaciones fácilmente.

1.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DISTRIBUCIÓN DE PLANTA a. Materiales: se deberán conocer las características de los materiales con los que se trabaja, por ejemplo: peso, volumen, propiedades físicas y químicas, entre otras características que permitirán establecer el proceso productivo, el manejo del material y su almacenamiento. b. Maquinaria: se deberá conocer el tipo de maquinaria, utensilios y equipos necesarios, su cantidad, el espacio que ocupan, la cantidad de operarios para su funcionamiento, los riesgos de su operación, necesidades de servicios auxiliares, etc. c. Mano de obra: se deberá considerar el número de trabajadores, sus tareas y tiempos de trabajo. También se deberán considerar las condiciones físicas de trabajo como temperatura, luminosidad, ventilación, limpieza, seguridad, satisfacción, etc. d. Movimiento: se deberá garantizar que los movimientos de material y personal sean mínimos y necesarios, garantizando mayor productividad. e. Las esperas: durante el proceso productivo se generan almacenamiento o demoras de materiales, por lo cual se deberán considerar los espacios adecuados para dicha tarea. f. Servicios auxiliares: los servicios auxiliares o de apoyo son aquellos que facilitan el funcionamiento de las actividades principales de la organización, por ejemplo: mantenimiento, inspección, recursos humanos, seguridad etc. Dado que estas actividades no agregan valor a al producto final, se debe asegurar eficiencia y costos bajos en su distribución. g. Edificio: se deberá considerar la distribución física de la edificación como número de pisos, ubicación de ventanas, altura de techos, columnas, servicios públicos, resistencia de suelos, etc.

3 [ ORGANIZACIÓN Y MÉTODOS ]

h. Los cambios: en lo posible, se deberá mantener la distribución libre de características fijas, permanentes o especiales. Igualmente se debe tener presente futuros cambios, ampliaciones y factores que puedan afectar la distribución actual.

2. UBICACIÓN DE UN ELEMENTO Uno de los problemas a los que se enfrentan las empresas es la ubicación central de un elemento (maquinaria, edificio o una persona) dentro de un conjunto de usuarios que permita reducir al mínimo las distancias recorridas y por consiguiente los costos. Para esta tarea se tiene como criterio las distancias a recorrer desde un punto factible A (elemento) a un punto B (usuario) y el volumen a transportar o las demandas a cumplir. Este recorrido se realiza generalmente en línea recta y se representan por medio de coordenadas cartesianas. Los costos de ubicar el elemento en un lugar factible dependen de: a. Costo de transporte b. Distancia a recorrer c. Volumen a transportar o demandas estimadas. Suponga que la empresa de pastelería Rioto cuenta con siete centros de demandas !! ,!! , . .!! . Cada uno de los centros se encuentra ubicado en las coordenadas (!! ,!! ), (!! ,!! ),… (!!,!! ) en un plano a escala. Se desea averiguar la localización óptima de una nueva planta que satisfaga las demandas de los usuarios !! ,!! , . .!! , de tal manera que se minimicen los costos de distribución.

2.1 Definir coordenadas para los usuarios y determinar las demandas de cada uno de los centros de demanda.

COORDENADAS Demanda (kilogramos) Centros de demanda

(Usuario) X (km) Y (km)

1 400 500 2600 2 700 800 1800 3 800 500 3000 4 150 200 3210 5 100 400 2750 6 100 700 1225 7 200 600 4123

Figura 1. Tabla de coordenadas y demandas

1.1 Ubicar en un plano cartesiano las coordenadas de los centros de demanda o usuarios.

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Figura 2. Plano cartesiano con la ubicación de usuarios

1.1 Calcular el centro de gravedad o el lugar central (x, y) donde se ubicará el elemento con el fin de minimizar las distancias entre usuarios y elemento.

Coordenada x:

!! =!! × !!!!

Coordenada y:

!! =!! × !!!!

Entonces, calculando el centro de gravedad para la nueva planta tenemos:

!! =

400×2600 + 700×1800 + 800×3000 + 150×3210 + 100×2750 + 100×1225 + 200×4123(2600 + 1800 + 3000 + 3210 + 2750 + 1225 + 4123)

!! =

500×2600 + 800×1800 + 500×3000 + 200×3210 + 400×2750 + 700×1225 + 600×4123(2600 + 1800 + 3000 + 3210 + 2750 + 1225 + 4123)

Centro de gravedad: la mejor ubicación para la nueva planta de pastelería Rioto estaría ubicada en las coordenadas:

X Y 275 421

0

200

400

600

800

1000

0 200 400 600 800 1000

Y

X

Ubicación de usuarios


Figura 3. Ubicación de la nueva planta

3. DISTRIBUCIÓN SISTEMÁTICA DE VARIOS ELEMENTOS La distribución sistemática es una técnica de planeación de distribución de planta que emplea el diagrama de relación entre actividades Muther y el diagrama de viajes desde-‐hacia para la ubicación óptima de varios elementos o de toda la instalación. Estos elementos pueden ser departamentos, maquinaria o lugares de trabajo. El criterio para la ubicación de los elementos es de la cercanía deseada junto con una razón de la misma. A continuación se describen las diferentes etapas para su desarrollo.

3.1 La primera etapa consiste en realizar el diagrama de relaciones (figura 6). Para esto se deberá dividir las instalaciones en áreas o puestos de trabajo. Luego se determina la cercanía deseada entre las áreas, asignándoles calificaciones de acuerdo con la siguiente tabla:

Calificación para la cercanía deseada: A = Absolutamente necesaria B = Importante C = Promedio D = No importante E = No se desea que esté cerca Figura 4. Calificación para la cercanía deseada

Las calificaciones deberán estar apoyadas en una razón de la cercanía, de la siguiente forma (las razones que se muestran a continuación son un ejemplo y pueden ser variadas de acuerdo con la situación de la empresa):

Razones de la cercanía: 1 = Movimiento del producto 2 = Proximidad de supervisión 3 = Movimiento de personal

0 200 400 600 800 1000

0 200 400 600 800 1000

Y

X

Ubicación

6

4 = Movimiento de herramientas o equipos 5 = Ruido y vibración

Figura 5. Razones de cercanía 3.2 La segunda etapa consiste en determinar el espacio de piso de cada una de las áreas

(zonas de acceso, movimiento de operarios, zonas de mantenimiento y almacenamiento). Igualmente se establecen restricciones físicas de ser necesario (figura 7).

3.3 Para la tercera etapa se elabora un diagrama de relación actividad (figura 8), donde se agrupan las actividades según la calificación para la cercanía deseada.

3.4 En la cuarta etapa se realiza una distribución por bloques, donde se expongan dos o tres alternativas para su evaluación. Para las alternativas se tendrá en cuenta las áreas y restricciones de la etapa dos y los diagramas de la etapa tres.

3.5 Se evalúan las diferentes alternativas teniendo en cuenta: • Costos • Tiempos de operación • Flujo y espacios óptimos • Calidad del proceso 3.6 En la etapa final se detalla la distribución final escogida en la etapa anterior y se

socializa con los interesados. Se presenta un layout (plano), simulación o maqueta que permita una visualización clara de la distribución final.

A continuación se presenta un ejemplo del desarrollo de cada una de las etapas de la distribución sistemática: Etapa 1. NO. ÁREA 1 2 3 4 5 6 7 8

1 Inspección MP

-‐

2 Mezclado A/1 -‐

3 Secado B/1 A/1 -‐

4 Calandra D B/1 B/1 -‐

5 Entubadora D C C B/1 -‐

6 Formadora B/1 E E E C -‐

NO.

ÁREA !! DESEADOS RESTRICCIÓN

1 Inspección MP

10% 30 Muro exterior

2 Mezclado 15% 45 Área protegida


7 Vulcanización

D D D D B A/1 -‐

8 Almacén C E/5 E/5 E/5 E/5 E/5 B/2 -‐

Figura 6. Diagrama de relaciones Etapa 2.

Figura 7. Espacio de piso y restricciones Etapa 3.

3 Secado 10% 30 Extracción de vapores

4 Calandra 10% 30 -‐

5 Entubadora 12% 36 -‐

6 Formadora 15% 45 Área Aislada

7 Vulcanización 20% 60 -‐

8 Almacén 8% 24 Muro exterior

A 2 -‐-‐1 3 -‐-‐2 7 -‐-‐6

B 3 -‐-‐1 6 -‐-‐1 4 -‐-‐2 4 -‐-‐3 5 -‐-‐4 7 -‐-‐5 8 -‐-‐7

1

3

7

2

2

6

1

6

4

3

1¿2

4

5

7

3

4

5

8 7

8

Figura 8. Diagramas de relación actividad

C 8 -‐-‐1 5 -‐-‐2 5 -‐-‐3 6 -‐-‐5

E 6 -‐-‐2 8 -‐-‐2 6 -‐-‐3 8 -‐-‐3 6 -‐-‐4 8 -‐-‐4 8 -‐-‐5 8-‐-‐6

6

8

3

2

2

6

8

6

3

4

4

5

8

8

8

6

1

5

5

8

2

3

6 52


Etapa 4. Opción 1.

Figura 9. Diagrama de relación actividad opción 1

Figura 10. Diagrama de bloques opción 1

Opción 2.

Figura 11. Diagrama de relación actividad opción 2

Figura 12. Diagrama de bloques opción 2

cartilla semana 5-1

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