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122
ANEXO I
TIEMPOS DE PROCESO PARA FABRICACIÓN
121
120
ANEXO H
DISTRIBUCIÓN FINAL
119
118
ANEXO G
CÁLCULO FINAL DE LOS ESPACIOS
117
116
ANEXO F ALMACENES DE MATERIA PRIMA Y PRODUCTO
TERMINADO
115
114
ANEXO E
REQUERIMIENTO DE MAQUINARIA
113
112
111
110
109
108
107
ANEXO D
HOJAS DE RUTA PARA PARTES FABRICADAS
106
105
ANEXO C
ORGANIGRAMA GENERAL
104
103
102
\
ANEXO B
LISTA DE MATERIALES
101
100
99
98
ANEXO A
GRÁFICA DE ENSAMBLE UNIDAD PAQUETE
97
Veiga, E. R. (1999) Telecomunicaciones Móviles Publicado por Marcombo.
Vélez, K. (2004) Tesis. Aplicación de la Tecnología de Grupo en la Formación
de una Célula de Manufactura y su Impacto en la Producción. ITCJ
Wayne, l. W. Investigación de Operaciones Aplicación y Algoritmos Cuarta
Edición Ed. Thomson.
96
Garcia, Smith (2008) Facilities Planning and Design Ed.Prentice Hall
Goldratt, E. (2005) La Meta ed. Díaz de Santos Tercera Edición.
Graham, I.(1996) Métodos Orientados a Objetos Segunda Edición Ed.Wesley
Hales, L. Computer-Aided Facilities Planning
Krajeswki, Ritzman (2000) Administración de Operaciones: Estrategias y
Análisis Quinta Edición Ed. Pearson
Lawrence J. G., McDaniel C. (2007) El Futuro de los Negocios Ed. Cengage
Learning.
Meyer F., Stephen M (2006) Diseño de Instalaciones de Manufactura y
Manejo de Materiales Ed.Pearson
Nanua, S. (1996) Computer-integrated Design and Manufacturing Ed.Wiley.
Render, Heizer (2004) Principios de Administración de Operaciones Ed.
Pearson
Sandoval D. Planeación y Diseño de Instalaciones Cuaderno de Trabajo. ITCJ
Tompkins, J. (1989) Winning Manufacturing Ed. Institute of Industrial
Engineers.
Tompkins, White, Bozar, Tanchoco (2003) Facilities Planning Tercera. Edición
Ed. Wiley
Tópicos Selectos de Manufactura Antología de Lecturas. ITCJ
Valhonrat, J.M. (1999) Complejos Industriales Ed. UPC
Vanaclocha, C. Diseño de Industrias Agroalimentarias Ed. Grupo Mundi-
Prensa.
95
BIBLIOGRAFIA
ACI. Guide for Concrete Floor and Slab Construction, ACI 302.IR-96.
American Concrete Institute, Michigan, E.U. 1992.
Apics Work Book (2006) Basics of Supply Chain Management.
Askin, R. (1993) Modeling and Analysis of Manufacturing Systems Ed. Willey.
Banks, J. Simulation Methodology, Advances, Applications and Practice Ed.
by Jerry Banks.
Bawa, H.S. (2004) Procesos de Manufactura Primera Edición Ed. Mc Graw
Hill / Interamericana Editores
Bronson, G. J. (2007) C++ para Ingeniería y Ciencias Segunda Edición Ed.
Thomson.
Cedarleaf, J. (1994) Plant Layout and flow Improvement Ed. Mc Graw Hill
Cornell, G. (1999) Visual Basic 6.0 Manual de Referencia Ed. Mc Graw Hill
Davizón, R. (2005) Tesis. Aplicación de Tecnologías Modernas de
Manufactura en el Diseño de una Planta Industrial. ITCJ
Ferdows, K. (1989), Mapping International Factory Networks,
Ferdows, K. (Eds), Managing International Manufacturing, Elsevier Science
Publishers, Amsterdam, pp.3-21
Gaither N., Frazier G. Administración de Producción y Operaciones Cuarta
Edición
94
6.2 Recomendaciones
Para este trabajo se tienen algunas recomendaciones:
Si se planeara un diseño de instalaciones con producción por lotes,
Incrementaría de sobremanera los tiempos no solo de el flujo de material en la
célula estudiada también retrasa el proceso de producción de cada uno de
los departamentos del sistema. También significa que necesita espacios de
almacenamiento temporales adicionales los que difiere completamente a la
filosofía de manufactura moderna ya que esto no agrega valor al producto
pero si incremento en los espacios, deficiente manejo de materiales e
incremento de costos a los inversionistas.
Por medio de esta investigación se establecen las bases para llevar a
cabo un sistema de producción de un producto semejante. Donde se define
la metodología para diseño de planta desde la perspectiva de las técnicas
modernas de manufactura.
Si se decidiera dar continuidad a este trabajo, podría ser posible la
creación de un software especializado para diseño de plantas como los que
existen en el mercado. Esta aplicación esta encuentra basado en cada una
de las fases de la metodología propuesta, también se encuentra el codificada
el acceso al manejador de base de datos y la programación de los algoritmos.
Para un diseño de planta exitoso se debe buscar la forma de incorporar
desde su concepción técnicas modernas de manufactura que se adecuen a
los procesos de la mejor manera posible ya que esto va reduciendo las
posibilidades de crear desperdicios en las instalaciones.
93
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En el desarrollo de cada una de las etapas de la investigación aporto
conceptos importantes que fueron tomados en cuenta para el desarrollo de
cada una de las etapas del presente trabajo.
6.1 Conclusiones
El cálculo de espacios para requerimientos de máquinas, materiales,
recursos humanos e instalaciones de la empresa, fueron calculados basados
en la demanda establecida. El área de fabricación se dividió en dos celdas de
manufactura de acuerdo al algoritmo utilizado.La aplicación del para el flujo de
materiales permitió obtener una secuencia óptima para la creación de
familias. Al obtener el resultado en la división de familias, se observó que es
necesario incorporar maquinas adicionales al cálculo para liberar el flujo.
En la simulacion del modelo se presento un diseño en el cual se
describe el ciclo de vida de la entidad en la célula de manufactura. Las cuales
se someten a diferentes rutas, procesos y tiempos en el sistema. Este tipo de
automatización de rutas resultó apropiado para la producción por lotes de
tamaño pequeños. No existieron aglomeraciones esperando en ser
procesadas. La simulacion permitió además observar como las diferencias
son significativas en el tiempo para cada una de las entidades tanto para
células de manufactura y producción en lotes.
Por otra parte la aplicación de modelos de programación en los
sistemas de manufactura diminuyó notablemente el esfuerzo para la
descripción y realización del sistema así como la planificación.
92
Tabla 5.4 Resultado Generado por Minitab ®
No. Parte T-Value P-Value No. Parte T-Value P-Value
8 -190.93 0 23 -142.47 0
11 -622.65 0 24 -85.84 0
12 -65.29 0 26 -63.18 0
15 -162.75 0 27 -108.13 0
16 -81.87 0 30 -70.73 0
21 -40.63 0 31 -33.71
91
misma parte en producción por lotes. Por lo que se establecen las siguientes
hipótesis.
1µ =2.400 2µ =33.33
210H µµ ≥=
211H µµ <=
Two-Sample T-Test and CI
Sample N Mean StDev SE Mean
1 120 2.400 0.360 0.033 2 30 33.330 0.560 0.10
Información resultante al compara los valores medios y varianzas de la
parte 8.
Difference = mu (1) - mu (2) Estimate for difference: -30.9300 95% CI for difference: (-31.1480, -30.7120) T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = -288.01 P-Value = 0.000 DF =35
El valor estadístico de tablas para 35.05.t =1.690
Como t 0=-288.01 la hipótesis nula se rechaza<-1.690
Un valor de p-value pequeño significa que las medias son
significativamente diferentes.
A continuación en la siguiente tabla 5.4 se muestra el resúmen de los
datos resultantes generados por Minitab al someter cada uno de los diferentes
tiempos en sistema de cada una de las partes que pertenecen a la familia
celda de manufactura numero uno al aplicar la t Student como estadístico de
prueba en la comparación de medias.
90
En las tabla 5.3 se muestra la media y desviación estándar del tiempo
total del proceso por número de parte en la celda de manufactura.
Tabla 5.3 Resultado de Simulación por Tiempo/Celda n=120
No. Parte
Media Total Desviación
No. Parte
Media Total Desviación
11 2.004 0.246 24 3.126 0.42 12 1.602 0.222 26 1.308 0.204 15 1.2 0.222 27 1.542 0.21 16 1.848 0.24 30 1.86 0.234 21 1.974 0.24 31 3.18 0.438 23 1.242 0.204 8 2.4 0.36
Para utilizar las pruebas de hipótesis es necesario comparar entre
algunas características como, medias, varianzas y distribuciones del sistema
para determinar si el comportamiento de los resultados del modelo. Por esto
la importancia de comparar características como la efectividad de flujo de
materiales en la aplicación de tecnología de grupos; comparando los tiempos
de proceso de cualquiera de las partes que entren en el sistema.
Una de las hipótesis presentadas anteriormente se refiere a la
aplicación de técnicas modernas de manufactura en el diseño de planta
puede evitar cualquier forma de desperdicio. La aplicación de estas técnicas
logro demostrar que con una agrupación de familias adecuadas se puede
aprovechar al máximo los espacios y recursos.
La información sobre los tiempos fueron obtenidos mediante varias
corridas del modelo. Estos fueron almacenados respectivamente con su
media y desviación estándar para ser utilizados en las pruebas estadísticas
correspondientes.
Siendo 1µ el tiempo promedio que tarda la parte 8 en procesarse
según la celda1 de manufactura y 2µ el tiempo promedio que tarda la
89
que la pieza no pasa por la máquina, en la tabla 5.2 se muestra la media y
desviación estándar del tiempo total del proceso por número de parte.
Tabla 5.1 Resultado de la simulación de taller tradicional por lotes
con n=30.
Maquinas 8 11 12 15 16 21 1 3.5296 6.0031 2.964 3.088 2.8349 3.0889 2 3.2132 6.3914 3.0889 2.964 2.9064 2.9628 3 4.5326 3.7086 3.6458 3.3896 2.9923 2.8874 5 10.5303 12.2881 10.5462 6 14.7421 7 6.3123 8.3838 4.2579 8 5.25
10 Maquinas 23 24 26 27 30 31
1 2.9214 3.829 3.0737 2.889 2.9195 2.8915 2 3.088 3.3108 2.9162 3.088 2.93 2.9161 3 3.3218 2.923 2.8572 4.2602 3.1149 3.078 5 6 7 4.2579 3.3381 2.9076 4.617 8 7.32 5.749 4.6
10 9.2003
Tabla 5.2 Media y Desviación Estándar de cada una de las Partes por
Lote.
No. Parte
Media Total Desviación
No. Parte
Media Total Desviación
8 33.33 0.56 23 20.9337 0.75
11 36.77 0.28 24 19.14 1
12 9.698 0.67 26 16.35 1.34
15 28.44 0.91 27 19.437 0.73
16 19.28 1.16 30 13.581 0.97
21 8.93 0.93 31 8.88 0.97
88
CAPÍTULO V
RESULTADOS
1.1 Análisis de Resultados
Los resultados fueron definidos conforme fue avanzando el trabajo ya
que cada apartado fue generando su propia información. El desarrollo de la
metodología dió como resultado el cálculo de los espacios de cada uno de los
departamentos y la cantidad de recursos. Se obtuvo toda la información
necesaria para la modelación del sistema de simulacion y la programación de
la aplicación.
La creación de la aplicación de software y programación de algoritmos
generó como resultado el menor tiempo para la consulta de parámetros
necesarios como tiempos, cantidad de recursos, estaciones para el área de
ensamble, secuencia de ruta de cada una de las partes por mencionar
algunos.
Sin embargo respecto al resultado del sistema de simulación se
tomaron en cuenta los resultados de la célula de manufactura 1 ya que como
se ha repetido en varias ocasiones la limitación del software no permitió
obtener el flujo de una pieza a la vez por todo el sistema.
Para evaluar el desempeño en los se compararon los tiempos de
producción por lotes y manufactura celular. Se realizó la simulación de cada
uno de los tipos de piezas de la familia en lotes de 50 piezas, se obtuvieron
los tiempos de proceso para cada una de las piezas que forman la familia 1
en lotes. Esta información es necesaria para compararla con los tiempos
generados por cada uno de su reciproco en Manufactura Celular. En las tabla
5.1 se muestra los tiempo de pieza por máquina, los espacios vacíos significa
87
simulacion. Un ejemplo de esto pude ser la simulacion en líneas de espera
para bancos donde se tiene un horario de servicio.
En un sistema de simulacion de estado estable el cual se utiliza en este
trabajo, supone que las condiciones no importan y que la ejecución avanza
para siempre ya que los sistemas se caracterizan iniciar en un estado vacío y
ocioso. Debido a esto los estadísticos son tomados en cuanta hasta que el
sistema se torna estable por lo cual, se calcula un periodo de calentamiento
que se utiliza en cada réplica.
86
6) Corridas de producción y análisis. El interés principal de cualquier
modelo reside principalmente en las medidas de comportamiento de
ejecuciones largas, después de que el sistema ha pasado por algún periodo
de comportamiento transitorio. En estos casos, las condiciones iniciales del
estado del sistema el empezar la ejecución pueden influir en la estimación de
las medidas de comportamiento.
El tamaño de la muestra es importante ya que la precisión de las
estimaciones depende de la varianza de la media de la muestra. Para el
análisis de un sistema con final definido se podría reproducir el periodo de
interés, con las condiciones iniciales apropiadas, un determinado número de
veces hasta conseguir la precisión deseada de la estimación. En cada
ejecución de obtendrá un elemento de la muestra. Con un análisis de sistema
en estado estacionario el tamaño de la muestra está estrechamente enlazado
con el tamaño de la ejecución del modelo o cantidad de tiempo de simulación.
La información de los datos para el tiempo de proceso por lotes fueron
obtenidos a partir de una serie de 30 replicas en el software de simulacion.
Por otra parte la simulacion de cada uno de los módulos en manufactura
celular fueron obtenidos a partir de una serie de 120 réplicas independientes
de los cuales se pudo obtener las medidas de desempeño requeridas en cada
uno de los módulos.
Las resultados se obtenidos se apegan a lo calculado por la
metodología y sirven de base para el análisis del sistema y al diseño de un
nuevo sistema así, el modelo puede ir modificándose fácilmente hasta obtener
el comportamiento deseado.
Existen dos tipos de simulacion terminal y estado estable. El tipo de
simulacion donde no se tiene un parámetro de finalización ni un evento
determinado para este fin es de estado estable, por el contrario la simulacion
de estado terminal cuenta con la información del parámetro de terminación de
85
Aproximación de flujo físico. Se ha de identificar las entidades cuyo
procesamiento o transformación constituye el propósito principal del sistema.
Estas entidades pueden tomar diferentes caminos en el sistema, las rutas que
siguen se determinan mediante reglas de decisión.
La representación del sistema vendrá dada mediante un diagrama de
flujo de entidad y los elementos de procesamiento del sistema.
ARENA ® permite desarrollar estudios de simulacion tanto estáticos como
dinámicos. Cuenta con un sistema de menús, diferentes barras de
herramientas y áreas gráficas para el diseño y representación de los modelos.
El software es versátil ya que no es lineal y único para la definición de
los sistemas que se desea simular, el usuario puede seleccionar diferentes
caminos o procedimientos para la elaboración de un modelo de simulacion.
Para la simulacion del balanceo de línea mostrado en la figura 4.17, se
tomó en cuenta el número de estaciones y sus tiempos resultado del
algoritmo COMSOAL ®
Fig. 4.17Balanceo de línea
84
Fig.4.15 Asignación de Cada una de las Rutas y Tiempos de
Proceso a la Secuencia.
Para la simulacion del área de pintura mostrado figura 4.16 se optó por
usar transportadores para el manejo de materiales. Para el diseño del área de
pintura solo se simularon 30 min. ya que el software muestra que tiempo el
sistema ya tiene 150 entidades en el transportador. Se introdujeron datos
como velocidad de transportador y el tamaño del horno de pintura.
Fig. 4.16 Área de pintura
83
Fig.4.14 -Celda de Manufactura Número Uno
La principal limitante como ya lo mencionamos anteriormente fue el
software ya que la versión es tan limitada del software se estableció que la
simulacion diseño tendría que ser de solo una celda de manufactura. Se tomó
aleatoriamente la celda numero uno. El criterio para la creación de familias en
el algoritmo es por análisis de flujo (AFP) ya que es la información que se
tiene en las hojas de ruta proporcionadas por la metodología para diseño de
instalaciones Stephen y Meyer (2006).La tabla 4.11 contiene la familia de
partes de la celda número 1, las rutas utilizadas para cada número de parte
que fueron introducidas en el simulador.
Tabla 4.11 Familia Celda Uno Parte/Ruta
parte Maquinas parte maquinas
104-1014 12357 132-152 12378
112-241 12367 143-062 12378
113-142 123 153-303 12378
113-240 1237 167-021 12310
113-244 1235 501-351 123578
125-291 123 536-389 123
82
orientadas a la optimización del proceso. La figura 4.13 muestra la portada
del software que se uso para la simulacion del sistema.
Fig. 4.13 Software de Simulación ARENA ® .
El principal inconveniente para considerar este software es la excesiva
rigidez y limitación. Los problemas a los que nos enfrentamos es el difícil
acceso a un simulador como ARENA ® , ya que como se menciono
anteriormente, su costo es elevado y todo el trabajo de simulacion estuvo
condicionad por la limitación de éste. Esto se ve reflejado al mostrar
restricciones en la cantidad de módulos disponibles con los que no se puede
obtener un sistema detallado y solo permite 150 entidades viajando a través
del sistema. Se buscaron alternativas como enlace a maneadores de bases
de datos, Microsoft Excel ® y lenguaje de programación VBA ® la cual es
parte del simulador pero no fue posible obtener la simulacion de toda la
planta. Se optó entonces por buffer temporales lo que hace independiente
cada uno de los módulos como fabricación, pintura y ensamble.
A continuación se muestra como se llevo a cabo la transformación de
cada uno de los módulos del modelo conceptual al software de simulacion. En
la figura 4.14 se muestra la distribución de la celda número uno.
81
información sobre en que parte del sistema se forma la mayor fila o
determinar los tiempos de fabricación, pintura y ensamble.
Diseñar el modelo de simulación del proceso, utilizando este software
permite además visualizar y analizar el funcionamiento del sistema, así como
la simulación de los dos diferentes escenarios, y el manejo de las variables
que intervienen en el mismo. Determinar si hacen falta más recursos
necesarios para cumplir con la demanda atendiendo a los resultados de la
simulación. Formular propuestas basadas en los resultados de la simulación
ALMACEN-MATERIA PRIMA -PARTES COMPRADAS
ENSAMBLE UNIDAD
PAQUETE
ÁR
EA
D
E
SU
PE
RM
ER
CA
DO
ÁR
EA
D
E
SU
PE
RM
ER
CA
DO
FABRICACION
1 FABRICACION2 PINTURA3 ENSAMBLE Y EMPAQUE
4 RECIBOS5 ALMACEN6 WAREHOUSE7 SANITARIOS8 MANTENIMIENTO9 TOOL ROOM
10 UTILITY ROOM11 CAFETERIA12 OFICINAS
12
8
4
9
1
2
6
10
3
5
7
11
PINTURA
Fig.4.12 Modelo Conceptual Propuestro
80
eficiencias. Este proyecto consistió en desarrollar un modelo de simulación
para una planta industrial completamente nueva. Las limitantes que se
encontraron es precisamente la versión estudiantil del software. El costo en el
mercado del software es muy alto por lo que no se pudo obtener por ninguna
fuente. El objetivo principal fue la simulacion completa del sistema pero con
esta limitante se optó solo por obtener las medidas de desempeño una celda
de manufactura.
3. Construcción de un Modelo Funcional. En base en la información
generada por la metodología para diseño de instalaciones y técnicas
utilizadas como SLP de Muther que representa la distribución de planta, se
construyó el modelo funcional. Se analizó por separado el comportamiento de
las áreas de fabricación, pintura y ensamble. El diseño del modelo funcional a
grandes rasgos se muestra en la figura 4.12.
4. Colección de Datos. En la primera fase se recolectaron todos los
datos y cálculos según la metodología aplicada. Se verificó toda la
información que es utilizada en el modelo de simulación como: tiempos
estándar de máquinas y procesos, cantidad de recursos, tamaño de la
estaciones de trabajo, espacio para el área de fabricación, tiempo de proceso
etc., información necesaria como parámetros de entrada en sistema.
Es importante que se definan con claridad y exactitud los datos
necesarios para el modelo de simulación o de lo contrario los resultados
serian incorrectos. Por este motivo y debido a que no se cuenta con una
fuente de información similar que permita tomar referencia, se consultó la
opinión de los expertos en cuanto a los tiempos de proceso utilizados en el
modelo.
5. Experimentación del sistema y la simulacion . La verificación del
sistema se llevó a cabo desde la primera ejecución en el software de
simulacion ARENA ® 10.0 versión estudiantil. Este software puede mostrar
79
Tabla 4.10 Número de Estaciones y Tiempos para el Balanceo de
Línea. ESTACIONES TIEMPOS ESTACIONES TIEMPOS ESTACIONES TIEMPOS
1 0.69 9 0.55 17 0.5
2 0.25 10 0.7 18 0.65
3 0.6 11 0.45 19 0.731 4 0.45 12 0.6 20 0.731
5 0.45 13 0.7 21 0.731
6 0.5 14 0.4 22 0.731
7 0.7 15 0.5 23 0.076 8 0.65 16 0.5
4.2.3 Desarrollo de la Simulación
En esta sección se muestra el proceso de modelado del sistema a partir
de los parámetros obtenidos a partir de la metodología aplicada. Asimismo, se
explica cómo se organizaron los datos y se obtuvieron los resultados. El
proceso para obtener resultados mediante un modelo de simulación tiene a su
vez una serie de pasos para entender el comportamiento que tendrá el
sistema y los parámetros que se utilizaron.
1. Formulación del modelo. En el modelo en cuestión se busco
definir el comportamiento exacto del sistema ya que este no existe. Para
llevar a cabo la construcción este fue necesario hacer previamente el cálculo
y análisis preliminar, con el fin de determinar la interacción de los diferentes
departamentos y el flujo de información entre unos y otros. Con la simulación
se busca conocer las restricciones del sistema, las variables que interactúan
dentro de él y las medidas de efectividad que se esperan al obtener del
estudio al aplicar técnicas de manufactura modernas.
2. Identificar objetivos y límites del proyecto . El principal objetivo de
este estudio es utilizar la simulacion como herramienta efectiva en el análisis
y en la validación del diseño de instalaciones físicas y sus efectos en las
78
manejar las asignaciones de trabajo en las líneas de ensamble con 100 o más
actividades de trabajo individuales.
En problemas grandes es de vital importancia contar con estos
sistemas con la finalidad de evaluar los miles, o incluso millones de
combinaciones de estaciones de trabajo posibles con mucha mayor eficiencia
de lo que jamás se lograría en forma manual.
En la figura 4.11 se muestra el resultado de la programación del
algoritmo. La información de entrada como las tareas, predecesores y
tiempos de proceso necesarios para llevar a cabo la programación se
encuentra almacenada en el manejador de bases de datos Microsoft Access
2003 ® . Esto permite que se obtengan varias versiones del balanceo de
línea.
Fig. 4.11 Resultado de la Programación del Algoritmo COMSOAL ®.
En la tabla 4.10 se muestra el resultado de esta aplicación, el algoritmo
redujo el balanceo línea a 23 estaciones y sus tiempos correspondientes.
77
Tabla 4.9 Predecesores inmediatos Tarea Tiempo Pre. Tarea Tiempo Pre. Tarea Tiempo Pre. Tarea Tiempo Pre
SE1 0.41 0 SE9 0.2 SE8 SE16 0.45 A1 SE24 0.25 SE23
SE2 0.28 SE1 SE10 0.5 SE9 SE17 0.15 SE16 SE25 0.5 SE24
SE3 0.25 SE2 SE11 0.15 SE10 SE18 0.3 SE17 SE26 0.15 SE25
SE4 0.6 SE3 SE12 0.3 SE11 SE19 0.25 SE18 A21 0.731 SE26
SE5 0.45 SE4 SE13 0.25 SE12 SE20 0.15 SE19 A22 0.731 SE26
SE6 0.45 SE5 SE14 0.4 SE13 SE21 0.4 SE20 A23 0.731 SE26
SE7 0.5 SE6 SE15 0.3 SE14 SE22 0.5 SE21 A24 0.731 SE26
SE8 0.5 SE7 A1 0.45 SE15 SE23 0.5 SE22 A25 0.076 SE26
Para determinar la solución del problema de balanceo de líneas, este
se modela para determinar el número de estaciones implementando el
algoritmo COMSOAL ® .
Pasos: Algoritmo COMSOAL ®
Paso 1: Para cada tarea, identifique las tareas que la preceden
inmediatamente. Cree una lista A.
Paso2: Para cada tarea identifique el número de predecesores inmediatos.
Cree un espacio en la lista A para esta información.
Paso3: Cree una lista con las tareas que no tienen predecesores inmediatos.
Cree una lista B.
Paso 4: De la lista B, cree una lista C con las tareas cuyo tiempo sea menor
que el tiempo disponible de la estación.
Si la lista C queda vacía, abra una nueva estación y repita el paso 4.
Paso 5: Aleatoriamente seleccione una tarea de la lista C y asígnela a la
estación.
Los problemas del balanceo de línea de gran escala, como los
problemas grandes de distribución orientada al proceso, suelen resolverse
con computadoras. En el mercado existen varios programas de cómputo para
76
Fig. 4.10 Familias Generadas por el Algoritmo
4.2.2 Algoritmo COMSOAL ®
Debido a las dificultades que se presentan en la resolución del problema de
balanceo de forma exacta, se ha recurrido a los algoritmos heurísticos, tal
como cabe destacar el algoritmo COMSOAL ® de Arcus (1966).
El balanceo de líneas casi siempre se realiza para minimizar el
desequilibrio entre máquinas y personal mientras se cumple con la producción
requerida. Con la finalidad de producir a una tasa especificada, es necesario
conocer las herramientas, el equipo y los métodos de trabajos empleados.
Como parte inicial para la resolución de este problema se deben
determinar los requerimientos de tiempo para cada tarea de ensamble.
Además también es necesario conocer la relación de precedencia entre las
actividades, es decir, la secuencia en que deben desempeñarse las tareas.
En la tabla 4.9 muestra como se convirtieron estos datos en tareas y su
procedencia.
75
Paso 2: Calcular los pesos wj de las m columnas y ordenarlas de forma
descendente. Continuar con el paso 3. Si las m columnas, ya están
ordenadas, seguir al paso 3. El peso se calcula de la siguiente manera:
Mijwj im
i
21
Σ=
=
Paso 3: Si tanto filas, como columnas ya están ordenadas en forma
ascendente, finaliza el algoritmo, si no, se debe volver al paso 1 y hacer k = k
+1. El criterio de terminación del algoritmo es que tanto filas como columnas
estén ordenadas. La figura 4.9 muestra la secuencia de operaciones sin
tratamiento.
Fig. 4.9 Secuencia de Operaciones
A continuación se muestra el resultado obtenido de la programación en
visual Basic.net del algoritmo binario de ordenamiento la cual agrupa las
familias por su secuencia
74
El Algoritmo Binario de Ordenamiento ayuda a determinar las familias
de productos. El criterio utilizado para la formación de familias es por medio
del método de análisis de flujo como se menciono en capítulos anteriores.
Estas familias basan su agrupación en la información contenida en las hojas
de ruta de las piezas, la figura 4.8 muestra este resumen. Se comenzó por
hacer un resumen de todos los requerimientos de pieza maquina.
Fig. 4.8 Requerimiento de Parte/Maquina.
4.2.1 Algoritmo Binario de Ordenamiento
Inicio:
Se llamará k al número de iteraciones. Al final k será el número total de
iteraciones necesarias para definir las familias de partes.
Paso 1: Calcular los pesos wi de las n filas y ordenarlas de forma
descendente con base en los pesos.
Continuar con el paso 2. Si las n filas ya están ordenadas, seguir al paso 2. El
peso se calcula de la siguiente manera:
Mijwi jm
j
21
Σ=
=
73
Fig.4.6 Sumario Hojas de Ruta
Debido a que el tiempo es de vital importancia para cualquier empresa
y que la mayoría de ellas fabrican contra pedido, la tarea de determinar la
secuencia óptima en los procesos de fabricación de artículos en un taller es
complicada debido al carácter combinatorio del problema.
Se analizaron algunas herramientas de manufactura moderna para
manejo de materiales que se adecuara a nuestro modelo. Por esta razón en la
aplicación se agregó la programación de dos algoritmos, se optó por utilizar el
algoritmo binario de ordenamiento para obtener la tupla máquina-numero de
parte. Para planificar y controlar el flujo de material en el área de fabricación.
Fig. 4.7 Módulo 1 Diseño del Producto
72
4.2 Desarrollo de la Aplicación y Programación de A lgoritmos.
Existen actualmente varios otros sistemas para Diseño de Plantas,
algunos con más de tres décadas de trayectoria, otros relativamente
nuevos.La aplicación de lenguajes de programación en modelo presentado
pretende disminuir el esfuerzo para la descripción y realización del sistema
así como para la planificación, operación y coordinación. El esquema
propuesto para especificar la fabricación de un producto es de fácil
interpretación.
Para llevar a cabo la traducción del diseño de planta para la unidad
paquete se comenzó por adecuar los datos recopilados a un manejador de
base de datos relacionales como es Microsoft Office Access 2003®
el cual
permite agregar, borrar y actualizar información así como la creación de
consultas que permite una mejor manipulación de la información.
La información mostrada en la figura 4.6 permite observar un sumario
de las hojas de ruta. En ella se encuentra los datos como son la cantidad de
partes que puede procesar cada maquina por hora, la ruta que siguen las
partes y por ultimo también permite calcular el numero de maquinas
necesarias.
El desarrollo de final esta aplicación mostrado en la figura 4.7 se
generó modulo por modulo siguiendo la metodología propuesta. Mostrando la
información requerida por cada una de las fases de este.
El objetivo de construcción de la aplicación es una rápida visualización
de toda la información que conforma el proyecto, obtención de manera rápida
de documentos y cálculos almacenados en la aplicación.
71
(cumpliendo el principio de la mínima distancia recorrida, y que la secuencia
de actividades sea similar a aquella con la que se tratan, elaboran o montan
los materiales (principio de la circulación o flujo de materiales). La figura 4.5
muestra el resultado de la aplicación de la metodología SLP de Muther.
12
8
4
9
1
2
6
10
3
5
7
11
Por último, en el anexo 7 se muestra el cálculo total de espacios final
para la distribución de planta, basado en la información resultante de la
metodología Meyer y Stephen (2006).
1 FABRICACION 2 PINTURA
3 ENSAMBLE Y EMPAQUE
4 RECIBOS
5 ALMACEN
6 WAREHOUSE
7 SANITARIOS
8 MANTENIMIENTO
9 TOOL ROOM
10 UTILITY ROOM
11 CAFETERIA
12 OFICINAS
Fig. 4.5 Layout Final (técnica SLP de Muther)
70
b) Análisis de las relaciones entre actividades. La información
recogida hasta el momento, referente tanto a las relaciones entre las
actividades como a la importancia relativa de proximidad entre ellas, es
recogida en el Diagrama Relacional de Actividades. Éste pretende recoger la
ordenación topológica de las actividades en base a la información de la que
se dispone. De tal forma, en dicha gráfica los departamentos que deben
acoger las actividades son adimensionales y no poseen una forma definida.
Tabla 4.8 Análisis relación de actividades
HOJA DE TRABAJO DE LA RELACION DE ACTIVIDADES
ACTIVIDADES A E I O U X
FABRICACION 2,4,6 3,8,9 5,12 7,10,11
PINTURA 1,3 8 4,5,9,10,11 6,712
ENSAMBLE Y EMPAQUE 6,2 5,1 4,8 7,9,10,11 12
RECIBOS 5,1 3,12 2 7,8,9,10,11 6
ALMACEN 4 3 1,12 6,8,9,10,2 7,11
WAREHOUSE 1,3 12 8,9,10,5 7,11,2 4
SANITARIOS 10 1,3,8 9,11,12,2,4,5,6
MANTENIMIENTO 9 1,10 2,3 5,6,7 11,12,4
TOOL ROOM 8 1,10 2,3,5,6 11,12,4,7
UTILITY ROOM 7,8,9,11 1,2,3,5,6 12,4
CAFETERIA 10,12 1,2,3 4,5,6,7,8,9,12
OFICINAS 12 1,4,5,6 2,3,7,8,9,10
c) Desarrollo del Diagrama Relacional de Actividade s. A
continuación este diagrama se va ajustando de manera tal que minimice el
número de cruces entre las líneas que representan las relaciones entre las
actividades, o por lo menos entre aquellas que representen una mayor
intensidad relacional.
De esta forma, se trata de conseguir distribuciones en que las
actividades con mayor flujo de materiales estén lo más próximas posibles
69
tabla relacional de actividades, consistente en un diagrama de doble entrada,
en el que quedan plasmadas las necesidades de proximidad entre cada
actividad y las restantes según los factores de proximidad definidos a tal
efecto. Es habitual expresar estas necesidades mediante un código de letras,
mostrado en la tabla 4.7, siguiendo una escala que decrece con el orden de
las cinco vocales.
En la práctica, el análisis de recorridos expuesto en el apartado anterior
se emplea para relacionar las actividades directamente implicadas en el
sistema productivo, mientras que la figura 4.4 muestra como se integran los
medios auxiliares de producción.
Tabla 4.7 Código de Letras
código Definición
A Absolutamente necesario que estos dos departamentos estén junto al otro
E especialmente importante
I Importante
O ordinariamente importante
U sin importancia X no deseable
1
FABRICACION 2
3
PINTURA 4
5
ENSAMBLE Y EMPAQUE 6
7
RECIBOS 8
9
ALMACEN 10
11
WAREHOUSE 12
SANITARIOS 2
3
MANTENIMIENTO 4
5
TOOL ROOM 6
7
UTILITY ROOM 8
9
CAFETERIA 10
11
OFICINAS 12
A
A
I
A
A
E
O
U
O
E
E
E
OA
EO
I
X
AU
A
U
U
OU
O
O
UO
II
E
U
O
O
UO
OE
EE
O
O
UO
OO
U
OO
O
UU
U
U
UU
UU
II
I
UU
I1
U
Fig.4.4 Relación de actividades
68
• Equipo y área adecuada de trabajo.
• Minimizar los transportes y cercanía a las áreas de servicio.
• Lugar seguro.
• Minimizar distracciones visuales.
• Flujo adecuado de los materiales.
La técnica utilizada fue la de determinar las áreas de oficina con una
superficie mínima de 100 pies 2 para supervisores y 200 pies 2 para personal
de mayor rango. Para este efecto se utilizó el método combinado de oficinas
cerradas y abiertas siendo de acuerdo al organigrama las oficinas cerradas
por estatus para los gerentes y oficinas abiertas (cubículos) para el personal
administrativo. En el caso de los supervisores de piso, estos serán colocados
en las áreas productivas, con escritorios apropiados y cerca de su campo de
acción para hacer mas eficiente la supervisión de su personal. El área total
determinada para 26 personas fue de 5200 pies 2 .
4.1.6 Distribución Final
En la última etapa de la metodología se cuenta con la cantidad de
información numérica necesaria una distribución de planta efectiva esta
información se encuentra el anexo 4.
a) Selección de la técnica SLP de Muther . En esta etapa las
exigencias constructivas, ambientales, de seguridad e higiene, los sistemas
de manipulación necesarios, el abastecimiento de energía y la evacuación de
residuos, la organización de la mano de obra, los sistemas de control del
proceso y los sistemas de información resultan de vital importancia para poder
integrar los medios auxiliares de producción en la distribución de una manera
racional.
Para poder representar las relaciones encontradas de una manera
lógica y que permita clasificar la intensidad de dichas relaciones, se emplea la
67
el área de manufactura por el tipo de clima que se observa en la ciudad en
temporadas calidas.
3 x15 pies 2 = 45 pies 2
8) Pasillos. Las áreas para pasillos están inmersas en el cálculo de
cada sección.
9) Instalaciones médicas. Debido a las normas para las instalaciones
médicas son:
• Una enfermera por cada 500
• Un médico por cada 2 enfermeras
• Áreas mínimas 276 pies 2 .
Oficina 100 pies 2 .
Sala de oscultacion 200 pies 2 .
Sala de espera 25 pies 2 .
Cuarto de suministro 25 pies 2 .
Sala de primeros auxilios 36 pies 2 .
La distribución para el área médica en la distribución de nuestra planta cuenta
con el tamaño mínimo de 386 pies 2 y una enfermera para 100 empleados.
10) Estacionamiento. El objetivo del área de estacionamiento es
proporcionar espacio adecuado con ubicación conveniente. Por tal motivo el
área utilizada para este fin es de 23833.33 pies 2 ya que la empresa cuenta
con 143 empleados a razón de 1:1.5 por cada uno. Todos los espacios son de
igual tamaño para evitar la superioridad, malas relaciones y baja moral.
4.1.5 Diseño de oficinas
Las oficinas administrativas y de supervisores e ingenieros dan al
personal un ambiente de trabajo adecuado por lo cual las metas a alcanzar en
el diseño de las oficinas de la empresa se basaron en:
• Minimizar el costo del proyecto de instalación de planta logrando
oficinas y áreas funcionales.
66
Tabla 4.5 Espacio Requerido para Servicios Sanitarios hombres # pies total Mujeres # pies Total
inodoros 3 15 45 6 15 90
lavabos 4 15 60 6 15 90
mingitorios 1 9 9
Área de descanso 1 15 15 2 15 30
Puerta 1 15 15 1 15 15
Total 149 225
5) Cafeterías y comedores. La empresa prevé el área de cafetería
con línea de servicio.
Tabla 4.6 Requerimiento de Espacio para Cafetería
Por persona o unidad 2 periodos ,143 personas
Línea de servicio 200
Línea de espera(4ft) 114.4
Área para comer 600
Desperdicios 50
Preparación de comida 200
Lavado de trastos 50
Pasillo 285.6
El área total asignada para la cafetería es de 1500 pies 2 .
6) Instalaciones recreativas. Para la empresa, el bienestar físico y
mental de los empleados es de vital importancia. Por lo cual se optó por áreas
recreativas como la construcción de una cancha de basketball y una de
football soccer.
7) Bebederos. Debido a que no existe una norma en cuanto a la
cantidad de bebederos, la distribución de planta contempló 3 bebederos para
65
manufactura sobre los cuales se diseñaron los servicios es de 100 personas
para el área de manufactura, 15 cubículos, 22 indirectos y 6 personas para
oficinas.
2. Entrada. En la entrada para empleados se localizan las tarjetas de
asistencia y los tableros de anuncios. El flujo de entrada y salida es de dos
vías, por esta razón se optó por una puerta de entrada de 6x15 pies 2 .
3. Vestidores. El área de casilleros y vestidores brindan a los
empleados el espacio necesario para que guarden sus artículos personales
mientras laboran. El tamaño del cuarto de casillero se determina, en principio,
con la multiplicación del número de empleados por 4 pies 2 por persona. Por lo
tanto el requerimiento de espacio para el área de casilleros en la empresa es
de 488 pies 2 ya que se contemplaron 122 empleados que requieren de este
espacio.
4) Excusados y sanitarios. Como regla básica debe haber un servicio
sanitario por cada 20 trabajadores y no más de 200 pies de su área de
trabajo. Por lo menos un inodoro para discapacitados. Por cada inodoro,
lavabo y área de descanso debe haber por lo menos de 15 pies 2 de
separación para cada uno. Por ultimo 9 pies 2 por cada mingitorio en el
servicio sanitario de hombres.
Como se mencionó anteriormente el total de personas que laboran en
la empresa son 143. De esta cantidad las que posiblemente harán uso de
estos servicios son 137. De las cuales se clasifican según su género: total de
hombres 55 y total de mujeres 82. En base a esto se muestra la tabla 4.5
Total de área para inodoros de hombres 149x150%+100 pies de
separación entre cada excusado. 323.5 pies 2 .
Total de área para inodoros de mujeres 225x150%+100 pies de separación
entre cada uno es de 437.5 pies 2 .
64
herramientas se consideró un cuarto de 20x20 pies resultando 400 pies 2 y
un mínimo de 100 pies 2 . Total de pies 2 para esta actividad será de 2000
pies 2 .
n) Áreas para calefacciones, aires y paneles eléct ricos. Para cubrir
las necesidades de aire comprimido y acondicionamiento de las instalaciones
se ha considerado el área productiva y almacenes con un tamaño de 32950
pies 2 y altura de 28’ de 922600 pies 3 . Esta área se enfría a través de 2
lavadoras de 10’x10’ y capacidad de 36,000 CFM’s para cubrir un volumen de
480000 pies 3 cada una. El área determinada para las lavadoras fuera de
planta es de 200 pies 2 .
Las calefacciones a gas de tipo industrial son colocadas en las aéreas
del techo en forma colgante no ocupando área para este concepto. Así
también las oficinas serán refrigeradas con unidades paquete adecuada a la
dimensión de la oficina, cafetería y áreas de servicio. Para área de
compresores se asigna un área fuera de planta y aislada para minimizar el
ruido a la planta y no retirada del área productiva un área de 400 pies 2 para
localizar dos unidades de aire comprimido de 100HP’s para una capacidad de
400 CFM y mantener una presión de 100 PSI promedio siendo una de ellas
reemplazo en caso de descompostura o emergencia del requerimiento de
producción y suministro de aire comprimido a presión.Los paneles eléctricos
se colocaran en áreas de pasillos y fuera del alcance y flujo del personal o
material con área de 3’x8’ o 24 pies 2 total.
4.1.4 Instalaciones de servicio al personal
1. Servicios para empleados. Los empleados tiene necesidades y los
servicios para ellos requieren un espacio importante, ya que sus ubicaciones
afectan la eficiencia y la productividad de los empleados. La calidad de dichos
servicios influirá en la vida laboral y relación de los trabajadores con la
administración de la compañía. Cantidad de empleados en el área de
63
se calcularon para esta área pasillos de 11 pies de ancho para un libre acceso
de los montacargas de 8’ de largo.
k) Áreas exteriores. Para efecto de dar un buen flujo a los camiones
en los momentos de carga y en el momento dado de despachar dos camiones
al mismo momento, se calculo un área de 110x 40= 4400 pies 2 mínimo para
áreas de maniobras de dos camiones al utilizarse en momentos críticos. Este
cálculo está basado en un largo de camión de 65’ incluyendo el tractor y 45’
más en maniobra. Se considero también un área para almacenamiento de
combustible para los montacargas y otros materiales de almacenaje exterior
con un área total de 110x10= 1100 pies 2 sumado al anterior se calculó un
total de área exterior de 5500 pies 2 .
l) Almacén de materiales diversos. El almacén de materiales
diversos de la empresa considero un área para materiales químicos, aceites y
todos aquellos que se deben controlar por seguridad. El área destinada para
esta empresa considerando las máquinas formadoras y el horno de pintura.
Un área adecuada para este tipo de cuartos es del orden de 15’ x 20’ o 300
pies 2 . Este cuarto esta separado de producción por seguridad y con sistema
de contención de residuos y derrames.
m) Mantenimiento y cuarto de herramientas. Este cuarto de
mantenimiento y herramientas tiene como finalidad mantener las
herramientas y el equipo en funcionamiento para la producción. Tendrá
además la responsabilidad del mantenimiento del edificio. En esta actividad
se considera un taller de mantenimiento para dar limpieza y rectificación a
dados de prensas y troqueladoras. El mantenimiento preventivo esta en
planta, más modificaciones y reparaciones mayores de dados es contratado
por fuentes externas
El área destinada para esta actividad, considero el estándar de 400
pies por empleado de mantenimiento, ya que en este caso son 4 empleados,
se tienen 1600 pies 2 para el taller de mantenimiento y para los almacenes de
62
El total de puertas que se requieren es de 2
h) Pasillos y área de preparación en área de embarq ue. Los
productos terminados primero son colocados en un área de embarque para
ser revisados por control de calidad antes de ser debidamente empacados,
flejados y pesados. Se cuenta con un área para la báscula (36 pies 2 ) y otra
para la máquina de flejado (48 pies 2 o 6’x8’) posteriormente los materiales
son cargados al camión una vez que hayan sido cubiertas las actividades
anteriores.
Las puertas de embarque se calcularon de 10’ de ancho para aceptar
el ancho del camión teniendo entre ellas un pasillo de 5’ para salida exterior y
tráfico entre puertas de recepción de material. El pasillo de tráfico enfrente de
las puertas de recibo es de 10’ para tráfico entre rampas y área de recibo, la
cual está calculada para recibir un tráiler completo o sea 18 pallets a doble
estiba de 16 pies 2 por pallet para dar un área de 288 pies 2 con pasillos de
10’x 36’, será de 732 pies 2 total.
i) Oficinas en área de embarque. De acuerdo a lo estipulado de 100
pies 2 para el área de oficina en embarque por persona, se calcula en base al
número de personas laborando en esta área que de acuerdo al organigrama.
En el área de embarque trabaja un supervisor, 1 inspector y un materialista
resumiendo un total de 300 pies 2 (10X30) de área para oficina de recibo.
j) Almacenamiento de producto terminado. El almacén de producto
terminado se consideró descentralizado también con el fin de darle un mejor
flujo al material, por esta razón se calculó el área de almacén de materia
prima en 3964 pies 2 . Se tomó en cuenta que se conserva un inventario de 5
días en forma general con lo cual, el método de ABC para clasificar el
almacenamiento en base a costo o % de aplicación no se aplicó en esta
ocasión ya que se trata de un solo producto. Los cálculos del área requerida
para almacenamiento de la materia prima están definidos en la tabla anexo 6.
El almacenamiento es realizado en Rack de 4’X8’x22’ de alto en tres estibas y
61
• Pesar cada contenedor para efectos de aduanas y carga permitida.
• Recabar órdenes de envío.
• Asignación de camiones.
• Cargar camiones.
• Generar cuentas exhaustivas.
• Mantener el inventario de producto terminado.
• Asegurar de enviar solo producto aprobado requerido por el cliente
Advance Ship Notice (ASN).
El igual que el área de recibo, el área de embarque ha sido calculada
en base a la demanda diaria. La empresa, ha considerado un área de recibo
descentralizada con el fin de darle un mejor manejo al material y proporcionar
la distribución de la materia prima a las áreas productivas en un solo sentido
de flujo. Las puertas para plataformas, rampas, pasillos, estacionamientos
exteriores, espacio para maniobrar, corredores y oficinas, son algunos
ejemplos de las instalaciones que se necesitan en el departamento de
recibos. Su número y tamaño dependen del producto o productos, el tamaño
de estos y las cantidades que se embarcan.
Las consideraciones a tomar para el cálculo del área de envíos son:
Demanda diaria=499.
Especificaciones de unidad paquete 19x22x60 in.
Especificaciones de caja de trailer.
Tiempo estándar para llenar el trailer 30 minutos.
Tack time para el área de recibos es de tiempo efectivo/demanda
480/499= 0.9619 min. /pieza
De acuerdo al volúmen la cantidad de unidades que caben en la caja
de trailer son 72 piezas. Con un peso de 9360 lbs.
Para calcular el número de puertas:
No. de puertas= 30 min/72 piezas
No. de puertas 0.466 =1 + 30%
60
e) Almacenamiento de la materia prima. El almacén de materia
prima se consideró descentralizado también con el fin de darle un mejor flujo
al material por esta razón se calcula el área de almacén de materia prima en
3584 pies 2 , tomando en cuenta que se conservara un inventario de 2.5 días
en forma general con lo cual el método de ABC para clasificar el
almacenamiento en base a costo o porcentaje de aplicación no se ésta
aplicando en esta ocasión.
El almacenamiento se realizará en Racks de 4’X8’x16’ de alto en tres
estibas y se calcularon para esta área pasillos de 11 pies de ancho para un
libre acceso de los montacargas de 8’ de largo. Las láminas utilizadas para la
fabricación de los paneles son almacenadas en la parte inferior, en el piso
estibado en 2 bultos de alto. El manejo de los inventarios se llevará a cabo
utilizando un sistema de MRP con localizaciones preestablecidas siendo cada
hilera de Racks de 5 y localizaciones de a, b, c siendo a la de abajo y c la del
nivel más alto. Numeradas de dos en dos por nivel. Ej: Localización 505a
indica el Rack 5 la bahía 5 y el nivel a o primera fila.
f) Áreas exteriores. Para efecto de dar un buen flujo a los camiones
en los momentos de descarga y en el momento dado de recibir dos camiones
al mismo momento, se han calculado por diseño un área de 110x 40= 4400
pies 2 mínimo para áreas de maniobras de dos camiones a utilizar en
momentos críticos. Este cálculo está basado en un largo de camión de 65’
incluyendo el tractor y 45’más en maniobra. Se ha considerado también un
área para almacenamiento de combustible para los montacargas y otros
materiales de almacenaje exterior con un área total de 110x 10= 1100,
sumado al anterior se tendrán un total de área exterior de 5500 pies 2 .
g) Diseño del área de embarque. El área de embarque de toda planta
tiene como funciones principales las siguientes:
• Empacar los bienes terminados para su envío.
• Identificar los destinos y direcciones de las cajas o los contenedores.
59
Especificaciones de empaque de cada componente.
Especificaciones de caja de trailer 57’ x 9’ y 36 pallets de carga.
Tiempo estándar para llenar el trailer 30 minutos.
De acuerdo al volúmen la cantidad de unidades que caben en la caja de
trailer son 36 pallets por tráiler de materia prima y una carga única por tráiler
en lámina (dado su peso).
Para calcular el número de puertas:
De acuerdo a la tabla del anexo 6 se tiene que se recibirán 283/2.5 días = 113
Pallets/día. Si cada tráiler le caben 36 pallets, entonces se recibirán 113/36
que es igual a 3.14 trailers. Redondeando a un total 4 trailers diarios que se
descargarían si llegaran juntos en 4x (30+15) min.= 180 min. o en tres horas
(180min/480min=0.375 de puerta)
No. de puertas 0.375 =1 + 30%. No. Total de puertas 2
c) Pasillos y área de descarga en área de recibo. Los materiales
serán descargados del camión una vez que llega a las rampas de descarga y
colocados en el área de descarga para su inspección, para ser registrados y
posteriormente almacenados o turnados a las áreas de producción como sean
requeridos. Las puertas de embarque se han calculado de 10’ de ancho para
aceptar el ancho del camión teniendo entre ellas un pasillo de 5’ para salida
exterior y tráfico entre puertas de recepción de material. El pasillo de tráfico
enfrente de las puertas de recibo será de 10’ para tráfico entre rampas y área
de recibo, la cual está calculada para recibir un tráiler completo o sea 18
pallets a doble estiba ,16 pies 2 por pallet para dar un área de 288 pies 2 con
pasillos de 10’x 36, será de 648 pies 2 total.
d) Oficinas en área de recibo. De acuerdo a lo estipulado 100
pies 2 para las áreas de oficina en recibo por persona en el área, se calcula en
base al número de personas laborando en esta área que de acuerdo al
organigrama están trabajando un supervisor, 1 inspector y un materialista
resumiendo un total de 300 pies 2 (10X30) de área para oficina de recibo.
58
4.1.3 Espacio y Distribución
a) Diseño del área de recibo. Entre las funciones del área de recibo
se definen las siguientes:
• Auxiliar en el acomodo de un camión en la puerta de recepción de la
plataforma.
• Ayudar a descargar el material.
• Registrar la materia prima recibida.
• Abrir, separar, identificar, y contar el material recibido.
• Preparar reportes de las piezas recibidas en exceso o faltantes.
• Preparar el reporte de recepción.
• Enviar los artículos a los almacenes de materia prima o directa de
producción.
Para la compañía, se considera un área de recibo descentralizada con
el fin de darle un mejor manejo al material y proporcionar la distribución del
materia prima a las áreas productivas en un solo sentido de flujo. Las puertas
para plataformas, rampas, pasillos, estacionamientos exteriores, espacio para
maniobrar, corredores y oficinas, son algunos ejemplos de las instalaciones
que se necesitan en el departamento de recibos. Su número y tamaño
dependen del producto o productos, el tamaño de éstos y las cantidades que
se embarcan.
b) Número de puertas. El número de puertas para plataformas
depende de la cantidad de llegadas (trailers por hora) en las horas pico y la
tasa de servicio (tiempo de descarga) el caso del producto el tiempo estándar
de carga y descarga es de 30 minutos. Uno de los métodos para determinar el
número de puertas para la recepción y embarque de material consiste en
visualizar el trabajo de recibir, con base en el número de productos
terminados productos por día y el peso de dichas unidades. El criterio
aplicado para obtener el número de puertas es de acuerdo al volumen.
Demanda diaria=499 unidades paquete.
57
Tabla 4.3.Requerimiento Asignado a Fabricación
Longitud Ancho Total No. Est. Total Fig.
1.Prensa Cortadora (Vertical) 16 23 368 3 1104 4.1
2 Prensa Cortadora (Horizontal) 10 24 240 4 960 4.2
3.Perforadora 11 26 286 8 2288 4.3
4.Cortadora Mayor (detalles de lamina) 15 22 330 11 3630 4.4
5.Cortadora Menor (detalles de lamina) 17 25 425 2 850 4.5
6.Dobladora o Preformado Mayor 11 21 231 6 1386 4.6
7.Dobladora o Preformado Menor (A) 17 23 391 3 1173 4.7
8.Dobladora o Preformado Menor (b) 11 21 231 2 462 4.8
10. Dobladora de Aluminio 12 21 252 1 252 4.9
Total 12105
Tabla 4.4 Requerimientos de Espacio para Ensamble
Longitud Ancho Total No. Est. Total Fig. SE4,SE5,SE6 18 8 144 3 432 5.1 SE7 11 7 77 1 77 5.2 SE8 13 7 91 1 91 5.3 SE9 17 6 102 1 102 5.4 SE10 23 10 230 1 230 5.5 SE11,SE12 28 16 448 1 448 5.6 SE13 16 9 144 1 144 5.7 SE14 13 6 78 1 78 5.8 SE15 18 8 144 1 144 5.9 A1 20 13 260 1 260 5.10 SE16 19 11 209 1 209 5.11 SE17,SE18 15 9 135 1 135 5.12 SE19 13 6 78 1 78 5.13 SE20,SE21 23 17 391 1 391 5.14 SE22 14 10 140 1 140 5.15 SE23 16 6 96 1 96 5.16 SE24 14 8 112 1 112 5.17 SE25 19 9 171 1 171 5.18 SE26 17 9 153 1 153 5.19 A2 30 30 900 5 4500 5.20
Total: 7991
56
posible. El balanceo de la línea es una herramienta importante para muchos
aspectos de la ingeniería industrial, y uno de los más importantes en donde se
utiliza es en la distribución de la línea de ensamble.
6) Espacio y distribución. El análisis de flujo es el corazón de la
distribución de la planta y el comienzo del plan de manejo de materiales. Esta
técnica permite un arreglo más eficaz de las máquinas, las instalaciones, las
estaciones de manufactura y los departamentos. Por la condición del producto
y en base a la información generada por las hojas de ruta y las técnicas
modernas de manufactura empleada, fue conveniente utilizar el algoritmo
binario de ordenamiento en tecnología de grupos para fabricación y obtener
así el análisis de flujo de las partes fabricadas de la unidad paquete.
7) Planeación de los requerimientos de espacio. El procedimiento
para la determinación de espacios comienza con el diseño de la instalación de
manufactura.
Los datos mostrados en las tablas 4.3 y 4.4 se obtuvieron de acuerdo a
las estaciones necesarias para el ensamble del producto, así como el número
de máquinas necesarias para su fabricación. El cálculo de cada estación y el
total de espacio requerido para cada uno, se puede observar en la
determinación de espacio total para cada una de las áreas incluidos los
pasillo.
El espacio asignado para fabricación es 12105 pies 2 X 150 % permite
que haya un espacio adicional para el pasillo. El área total asignada para
fabricación es de 18157.5 pies 2 .
Por otro lado el espacio asignado para ensamble es 7991 pies 2 X 150 %
permite que haya un espacio adicional para el pasillo. El área total signada
para ensamble es de 11986.5 pies 2 .
55
Tabla 4.2 Velocidad del Transportador de Pintura
Número de parte
Partes por
ganchos
Cantidad por pintar (por
turno) Ganchos necesarios
Ganchos por
minuto
508-147 1 499 499 1.365253078
501-350 1 499 499 1.365253078
507-202 1 499 499 1.365253078
113-244 1 499 499 1.365253078
501-349 1 499 499 1.365253078
553-301 1 499 499 1.365253078
153-303 1 499 499 1.365253078
553-302 1 499 499 1.365253078
153-300 1 499 499 1.365253078
167-021 1 499 499 1.365253078
113-240 1 499 499 1.365253078
125-291 1 499 499 1.365253078
Total 16.38303694
Con base en 430 minutos con un 85% de eficiencia se obtienen los
minutos efectivos para el turno. Los ganchos por minuto se calculan
dividiendo los ganchos necesarios entre el tiempo efectivo anteriormente
calculado. Como resultado requiere en total 16.38 ganchos para pasar
cualquier punto por minuto. Existe una separación de 2 pies entre ganchos,
por tanto, la velocidad del transportador es de 32.76 pies por minutos. La
temperatura de secado es de 350º el tiempo de sacado es de 12 minutos.
Esto significa que 12 minutos a 32.76 pies por minutos son iguales a
393.12 de transportador en el horno. Este horno lleva las partes hacia adentro
y hacia afuera desde el mismo extremo formando, por lo tanto tendrá una
longitud de 200 pies y ancho de 6 pies .
5) El balanceo de línea. El objetivo del balanceo de la línea de
ensamble es dar a cada operador una cantidad de trabajo lo mas parecida
54
identificación correspondiente según la lista de materiales, la demanda
programada necesaria y las características de cada máquina según la
secuencia como el número de estación, descripción, nombre de la máquina,
número de identificación de la maquina, su capacidad y tiempo estándar.
3) Número de máquinas. Para establecer el número de máquinas es
necesaria la información reflejada en las hojas de ruta. Para conocer este
número es necesaria la información de cuántas unidades terminadas se
necesitan por día, qué máquina procesa cada parte y el tiempo estándar de
cada operación. Para obtener toda la información referente a la cantidad de
máquinas con respecto a las hojas de ruta para el producto se obtuvieron los
tiempos estándar de producción para cada una de las partes presentados en
el anexo 4. Se puede observar que los tiempos estándar están en horas por
pieza y cabe mencionar que para obtener este dato también se multiplica este
valor por 54 minutos como una forma de darle respaldo a la producción.
El anexo 5 muestra la cantidad de máquinas necesarias para cada una
de las partes a fabricar. Este dato se obtiene dividiendo el tiempo estándar
dado en las hojas de ruta entre el tack time (0.732 min. /pza.). Para obtener
un número de máquinas más exacto y evitar cuellos de botella, el número
total de máquinas siempre debe redondear al número entero siguiente.
4) Velocidad del transportador de pintura. La velocidad del
transportador de pintura depende del número y las unidades que se necesitan
por minuto, el tamaño de la unidad, el espacio entre las unidades y el espacio
para engancharlas.
En la tabla 4.2 se muestra cada una de las piezas que requieren el
tratamiento de pintura para el producto. Se muestra la cantidad de piezas
necesarias para cubrir la demanda diaria.
53
k) Estudios de factibilidad. Se establece una política de revisión de la
factibilidad de los productos a ser introducidos previo a su aprobación como
nuevo diseño o producto a aplicar. Todo ésto, con el fin de mantener la
competitividad, la filosofía de investigación y desarrollo para la manufactura
de nuevos productos o modificaciones,
4.1.2 Diseño del Proceso
La idea del diseño de procesos en la manufactura de productos es
planificar los mismos, de manera que evolucionen de manera eficiente y
controlada. El diseño de procesos establece funciones es decir, qué se debe
hacer y, determinar el proceso físico o instalación que se utiliza para producir
el producto o servicio.
1) Decisiones de hacer o comprar (Render, Heizer 2004). La decisión
de hacer o comprar distingue entre lo que la empresa desea producir y lo que
desea comprar. A causa de las variaciones en la calidad, costo y programas
de entrega, la decisión de hacer o comprar resulta crucial para definición del
producto. Siguiendo esta estructura, en el anexo2 se muestra una lista de las
partes que se fabrican. En esta se muestra el número de identificación de la
parte, la descripción y la cantidad de piezas necesarias para una unidad
fabricada. La lista de partes fabricadas es de vital importancia para la toma de
decisiones, para la asignación de recursos y la definición de nuestro producto.
2) Hojas de ruta. Aquí se muestran las operaciones necesarias para
fabricar el componente. La hoja de ruta para una parte tendrá una entrada por
cada operación que debe realizarse sobre la parte, (Meyer, Stephen). Se
requiere una hoja de ruta para cada parte individual del producto que se
fabrica, en el caso del producto se requiere de 25 hojas de ruta. Cada una de
ellas enlista las operaciones que se necesitan para fabricar cada parte en la
secuencia apropiada. En el anexo 3 se muestra el formato en que se
construyeron las hojas de ruta para cada parte fabricada. Se muestra la
52
i) Decisiones de comprar Vs. fabricar. El porcentaje de partes a
fabricar vs. las compradas por UATP es mayor al 50 % con el fin mantener un
balance en los costos de operación y fabricación del producto.
j) Relaciones organizacionales y políticas de emple ados. La
empresa continúa con la organización tradicional de funciones dentro de la
compañía descentralizando el diseño del producto y las ventas a la oficina
matriz concentrando su organigrama operacional de primer nivel a los
departamentos de manufactura, ingeniería, mantenimiento, calidad, finanzas y
personal. El organigrama detallado se muestra en el anexo 3.
En referencia a la política de empleados, la empresa ha establecido el
siguiente esquema con el fin de cubrir las necesidades de empleados y su
correcta estadía en la planta:
• Estacionamientos de 4 cajones para cada 5 empleados
• Servicio sanitario para administrativo y otro para empleados de piso
con capacidad de 1 sanitario por cada 15 empleados más uno de
holgura.
• Servicios por separado para hombres y otros para mujeres no más de
200 pies de retirado del usuario
• Servicio de cafetería con capacidad excedida del 25 % para servicio
por turno
• Área recreativa para los empleados
• Servicio médico de enfermería con una enfermera por turno de trabajo.
• Servicio de seguridad para empleados con dos guardias de seguridad
por turno
• Centro de inducción y capacitación con capacidad de 30 empleados
por evento
• Programas de incentivos y evaluación de desempeño.
51
productos comprados y fabricados, relaciones organizacionales y
factibilidades de la siguiente manera:
g) Política de inventarios. En este rubro la compañía ha decidido
mantener la filosofía de justo a tiempo y la utilización de partes y productos de
alta calidad y bajo costo, así mismo desarrollar la instalación basada en el
pensamiento esbelto para mantener los costos de operación bajos. Los
proveedores deberán estar certiicados para confirmar que los productos que
se reciban y se producen son de la mejor calidad. Las áreas de recibos
estarán descentralizadas para evitar errores en el manejo de materiales. El
nivel de inventarios no deberá exceder una semana de producción para
aquellos componentes que sean comprados fuera del continente americano
procurando una rotación de inventario a 15 veces por año. Para lograr la
eficiencia en el manejo del producto final se adopta una política de 5 días de
producto terminado, de igual forma para partes y repuestos para elevar al
máximo el rendimiento sobre la inversión y satisfacer las necesidades del
mercado.
h) Políticas de inversión. El análisis financiero proyectado es la clave
de éxito para cualquier negocio así como sus inversionistas, clientes,
proveedores y bancos; es la base de las decisiones para asegurar la liquidez
y proyección de ventas/ganancias de la compañía y permite estimar costos
del negocio y determinar la utilidad futura basada en simulaciones
estadísticas.
La empresa invirtió apropiadamente en publicidad, promoción,
investigación y desarrollo que se traduce en productos de alta calidad y bajo
costo para el consumidor. Los prosupuestos departamentales son altamente
vigilados para el cumplimiento de su aplicación y se buscará una recuperación
de la inversión del 33 %.
50
• 10 minutos primer descanso
• 10 minutos segundo descanso
Tiempo total disponible al día 430 minutos un turno
430 ×1 turnos
430 x 85% de eficiencia = 365.5 tiempo real
Takt time= 4995.365
Tack time: 0 .732 .min
pza
El Tack time (tiempo disponible / demanda del producto) define cual
debe ser la cadencia de salida del producto que permite adaptar la producción
a la demanda. Por ejemplo si la demanda diaria del producto es de 499
unidades y el tiempo disponible para la jornada laboral son 430 minutos a un
85% de eficiencia. Lo que significa que cada 0.732 minutos debemos producir
una unidad de nuestro producto para poder adaptar nuestra producción a la
demanda
f) Políticas de administración Con el fin de lograr las metas y aplicar
la filosofía de empresa establece:
o Equidad de valor de bajo costo y alta calidad
o Mantener bajos costos de operación
o Invertir apropiadamente en publicidad, promoción , investigación y
desarrollo que se traduzca en productos de alta calidad y bajo costo
para el consumidor
o Crear productos que sean ingenierilmente confiables y de larga vida
utilizando los mejores componentes con los más bajos índices de falla
en la industria.
o Ofrecer las mejores garantías del mercado
La administración ha establecido seguir las siguientes políticas de
operación en lo referente a inventarios, inversión, programación de arranque,
49
dar una capacidad de manufactura de 499 piezas diarias. La tabla 4.1
muestra el cálculo de la demanda hasta el mes de diciembre.
Tabla 4.1 Pronóstico de Demanda
e) Tiempo de procesamiento o valor R . Es el tiempo en que se debe
producir una pieza y es el resultado de dividir el tiempo disponible para
producción entre la demanda del cliente en ese período de tiempo. El tiempo
de ciclo (TACK TIME) sirve para nivelar la producción e igualar la taza de
consumo con la taza de producción. Para el calculo del tack-time se consideró
un solo turno, con ello se obtuvo el tiempo disponible restando los descansos
reglamentarios y una eficiencia considerable de 85%.
Proyecto: unidad paquete de enfriamiento
Demanda para el mes 60: 9983
Turnos: Uno
• 480 minutos en el turno
• 30 minutos de almuerzo
PERIODO DEMANDA REAL DEMANDA PRONOSTICADA DEMANDA AL 110%
12-Enero 9256 10182
12-Febrero 9240 10164
12-Marzo 9223 10146
12-Abril 9207 10128
12-Mayo 9190 10109
12-Junio 9174 10091
12-Julio 9157 10073
12-Agosto 9141 10055
12-Sep. 9125 10037
12-Oct. 9108 10019
12-Nov. 9092 10001
12-Dic. 9075 9983
48
corresponde el nivel cero. Los componentes y materiales que
intervienen en la última operación de ensamble son de nivel uno.
Debido a su importancia las listas de materiales deben constituir el
núcleo fundamental en el que se sustenta el sistema de programación y
control de la producción. Desde el punto de vista del control de la producción,
interesa la especificación detallada de los componentes que intervienen en el
conjunto final, mostrando las sucesivas etapas de la fabricación. El anexo 2
muestra la lista de materiales del producto, cantidad requerida de cada
componente, número de parte y su dibujo necesarios para hacer una unidad
de producto.
d) Mercadotecnia. La mercadotecnia implica una revisión de ventas,
costos y proyecciones de utilidades para un producto nuevo, con la finalidad
de averiguar si satisfacen los objetivos de la compañía, si lo hace el producto
puede avanzar en la etapa de desarrollo del producto.
Para calcular las ventas, se debe estudiar la historia de productos
similares y debe hacer una encuesta de opiniones de mercado, se deben
calcular las ventas mínimas y máximas para evaluar los riesgos. Elaborado el
pronóstico de ventas se deben calcular los costos y las utilidades esperadas,
estos deben incluir los costos de mercadotecnia, investigación y desarrollo,
fabricación, contabilidad, para luego determinar el punto de equilibrio y la
rentabilidad del producto.
Un buen pronóstico es de importancia crucial para todos los aspectos
del negocio: el pronóstico es la única estimación de la demanda hasta que se
conoce la demanda real. Por lo tanto, lo pronósticos de la demanda se
realizaron con la técnica de regresión lineal.
La planta se diseñó para el tener una capacidad del 10% por encima
del pronóstico de ventas en el mes 60 el cual es de 9983 mensuales, lo que
da una resultado de 332.76 diarios. Para la creación de la empresa se decidió
47
c) Lista de materiales, BOM (Bill of Materials).
BOM es la lista precisa y completa de todos los materiales y
componentes que se requieren para la fabricación del producto final,
reflejando el modo en que la misma se realiza. Varios son los requisitos para
definir esta estructura:
1. Cada componente o material que interviene debe tener asignado un
número de parte que lo identifique de forma única. Un único número
para cada elemento y a cada elemento se le asigna un código distinto.
2. Debe de realizarse un proceso de racionalización por niveles. A cada
elemento le corresponde un nivel en la estructura de fabricación de un
producto, asignado en sentido descendente. Así, al producto final le
Fig. 4.3 Diagrama de Explosión
46
funcionales tanto de los componentes externos que dan una idea clara de el
producto y sus especificaciones como las dimensiones, tolerancias,
materiales y acabados.
En la gráfica de ensamble se muestra de forma esquemática cómo se
ensambla el producto. En ella se muestran componentes fabricados,
comprados y una combinación de ambos. La gráfica de ensamble del
producto se muestra en la Anexo 1
Fig.4.2 Especificaciones para la Unidad Paquete
45
f. El filtro antimicrobial evita la introducción de bacterias a la habitación.
g. Se provee de planes de protección adicional a costo adicional.
El diseño del producto es un pre-requisito para la producción al igual
que el pronóstico de volumen. El resultado de la decisión del diseño del
producto se transmite a operaciones en forma de especificaciones del
producto. En estas especificaciones se indican las características que se
desea tenga el producto y así se permite que se proceda con la producción.
Las especificaciones rigurosas del producto son necesarias para
asegurar una producción eficiente. No es posible determinar el equipo, la
disposición ni los recursos humanos hasta que el producto se define, diseña
y documenta. Por lo tanto, la empresa comienza en esta primera fase con
definición del producto, el cual se muestra en figura 4.1.
Fig. 4.1 Unidad Paquete de Refrigeración
Durante la fase del diseño definitivo, se desarrollaron dibujos y
especificaciones para el producto mostrado en la figura 4.2. En esta fase la
atención se enfoca entonces en la determinación de las especificaciones de
diseño, con documentos como son dibujos de ensamble que muestra una
vista del producto explosionado. Se muestra es la figura 4.3 estas partes
44
necesidades de la región. Fabricar diferentes tipos y tamaños de aires
acondicionados para el hogar y la industria, por ello la necesidad de localizar
una nueva planta de fabricación de unidades paquetes de aires
acondicionados en Cd. Juárez y concentrándose en la fabricación del modelo
UATP1 de 60,000 Btu’s.
Dada la experiencia de tres décadas en el negocio, la fabricación de
unidades paquetes de refrigeración, en la empresa se confirma el lograr para
sus clientes los más altos estándares de la industria en durabilidad,
economía, funcionabilidad, servicio y precio en lo que a unidades de
refrigeración se refiere. Proveer productos de garantía líderes en la industria.
Desde el principio en la empresa se dedicará a la fabricación de
unidades de refrigeración de larga duración que ayudarán a solucionar los
problemas de conforte del usuario, la industria y aquellos consumidores que
encuentran en otras marcas de este tipo de producto basándose en su
filosofía simple de administración.
Estos principios han guiado a la compañía hasta la actualidad. Se
mantentiene enfocado en proveer productos de alta calidad a un precio
accesible y protegidos por las mejores garantías en la industria. Este enfoque
ha guiado a la compañía a ser la mejor unidad de manufactura de unidades
de refrigeración para el hogar en México.
b) Descripción funcional del producto.
a. Controles electrónicos multifuncionales para el manejo preciso de la
temperatura a distancia.
b. El termostato permite sensar la temperatura del área siendo además
ajustable.
c. El modo de “Noche” permite que el usuario se despreocupe de la
unidad durante la noche mientras duerme
d. La unidad esta provista de velocidades múltiples de operación.
e. El ionizado negativo reduce la introducción de partículas de polvo.
43
CAPÍTULO IV
DESARROLLO DE RESULTADOS
En este apartado se presenta el desarrollo y resultado obtenido en
cada una de las etapas de este trabajo, como son la aplicación de la
metodología para el diseño de instalaciones para una empresa
completamente nueva donde no existía un modelo de referencia, la aplicación
final construida que muestra todos los datos y cálculos de forma resumida, la
rápida visualización del agrupamiento de familias y balanceo de línea del
producto. Por ultimo se lleva a cabo el desarrollo y resultado obtenido del
simulador.
3.1 Metodología Propuesta para Unidad de Aires Acon dicionado
En el presente capitulo se llevará paso la metodología para distribución
de planta (Meyer Stephen) Para la obtención de todos y cada una de la
información necesaria para la siguiente etapa de la metodología de
investigación.
4.1.1 Diseño del producto
En las industrias que cambian con rapidéz, la introducción de nuevos
productos es una forma de vida. Las decisiones sobre el producto afectan a
cada una de las áreas de la empresa, las decisiones sobre los productos
deben coordinarse de manera íntima con cada una de ellas para asegurarse
de que quedan perfectamente involucradas con el diseño del producto.
a) Introducción. La compañía busca fabricar aires acondicionados de
buena calidad para dar al usuario una satisfacción total y adecuada a las
42
3.3 Instrumentos de Investigación
Los materiales, es decir, las herramientas que se emplearon para cada una
de las etapas de desarrollo de esta tesis fueron:
1. Equipo de cómputo: se utilizó una computadora personal para la
organización y redacción de la información
2. Software: se empleo el programa de simulación ARENA ® para la
aplicación de los resultados y la comparación de alternativas.
3. Información obtenida y analizada de la metodología propuesta para
unidades de aire acondicionado tipo paquete.
4. Técnicas modernas de manufactura: se emplearon los algoritmos
COMSOAL ® y ALGORITMO BINARIO DE ORDENAMIENTO ® como
herramientas propuestas por los diversos autores en lo que respecta a
la manufactura moderna.
5. Lenguajes de programación orientada a objetos como visual
Basic.net ® para la programación de los algoritmos, un manejador de
base de datos como Access ® donde se almacena la información y
Minitab ® para el análisis de los datos.
6. Se compararon las alternativas utilizando el software de simulación
ARENA ® para obtener el mejor diseño.
41
visualización de los reportes pueden tanto numérica como en forma de gráfica
como se muestra en la figura 3.2. Las diferentes formas de los reportes puede
mostrar desde un resúmen de todas las corridas o por el contrario cada una
de manera individual.
Fig. 3.2 Reportes que Arena Genera al Terminar la Ejecución.
3.2 Tipo de Investigación
El presente trabajo presenta un proyecto de desarrollo que utiliza la
lógica inductiva como lo sugiere la metodología propuesta, a diferencia de
algunos proyectos de investigación que utilizan un enfoque deductivo. El
enfoque propuesto se basa en procedimientos ya existentes es decir, modelos
referenciales para distribución de planta. Se busca una solución de ingeniería
en el diseño de planta para la unidad paquete al integrar nuevos escenarios
de manufactura.
40
aproximaciones y señalar las suposiciones para un modelo lógico y valido
este permite analizar su comportamiento.
Así se pueden obtener las medidas de desempeño, ya que en algunas
ocasiones es conveniente hacer un seguimiento de algunas variables
intermedias en las que se calculan estadísticas, por ejemplo: el número total
de piezas producidas, el tiempo total consumido en la cola, el número de
unidades que han pasado por la cola (necesario para calcular el tiempo
promedio en cola), el mayor tiempo invertido en la cola por una entidad, el
tiempo total en el sistema (en cola más procesado), el mayor tiempo
consumido en el sistema por una entidad, etc.
Todas estas medidas de desempeño del sistema pueden ser
visualizadas desde el mismo software al terminar su ejecución. La
Fig. 3.1 Datos Necesarios para el Modelo de Simulación
Información inicial aplicados al modelode simulacion
•Capacidad los recursos •Familia de partes •Secuencias•Tiempo de proceso
Simulacion del Modelo propuesto
Análisis de resultados
-Eficiencia de cada estación -Partes producidas -Partes pintadas -Utilización de los recursos-Tiempo promedio de las partes en el sistema
Especificación de cada:•Estación•Secuencia•Transportador•Entidad
Replicación:-Tiempo de calentamiento-Duración de la replica-Cantidad de replicas
Reporte de resultados
39
programación. En este trabajo se contempló como principal objetivo la
aplicación del modelo (Meyer, Stephen), obtener la información necesaria en
cada una de las etapas del método hasta llegar a la determinación final de
espacios. Se desarrolló la aplicación informática que muestra la programación
de algoritmos que definió el balanceo de línea y las familias en las células de
manufactura. Con esto se desea presentar el modelo en cuestión bajo
diferentes paradigmas de representación.
3.1.3 Simulación
La simulación es una técnica que permite emular el comportamiento de
un sistema real o hipotético según ciertas condiciones particulares de
operación. Para poder comprender la realidad y toda la complejidad que un
sistema puede conllevar, ha sido necesario construir artificialmente objetos y
experimentar con ellos dinámicamente antes de interactuar con el sistema
real; por esta razón se formuló un modelo conceptual con los datos
necesarios para el modelo de simulacion los cuales se presentan a
continuación en la figura 3.1.El uso de las técnicas de simulación para la
solución de problemas es un campo interdisciplinario muy amplio, tanto por la
variedad de sistemas que pueden ser considerados, como por la diversidad
de contextos que pueden describirse.
En este trabajo se utilizó el software simulador ARENA ® el cual
cuenta con características fundamentales para la creación de un modelo de
simulación para los diferentes procesos manufactura. Este software tiene
capacidades generales, como la posibilidad de cambiar atributos (variables de
entidades), variables globales (variables del sistema), condiciones lógicas,
expresiones y funciones matemáticas.
ARENA ® cuenta además con una interfase gráfica amigable para así
hacer fácil su utilización. Así mismo, existen innumerables manuales que
conciernen al software para poder realizar consultas. Después de hacer las
38
4. Analizar posibles alternativas de simulacion con el software
correspondiente para validar la metodología aplicada.
3.1.1 Metodología para la Distribución de Planta
Através de la metodología (Meyer, Stephen) para generación de
información como parte principal del proyecto, permitió la modelación y
obtención de la información. En la primera etapa del método se obtuvo un
marco básico de referencia para el producto, los aspectos generales de éste y
su descripción comercial en el mercado. Los materiales necesarios del
producto en estudio, la estructura del proceso en la que se desarrolló la
descripción de la maquinaria, equipo y herramientas. Las áreas de
producción, puestos de trabajo, ruta de producción, las consideraciones de
seguridad e higiene ocupacional que tendrá la planta. Se finalizó con las
políticas generales en las que se cuenta los días laborales anuales y la
jornada de trabajo entre otros.
En la segunda fase de la metodología, se cubrieron aspectos como el
cálculo de requerimiento de maquinaria y equipo, la cantidad necesaria de
ésta para la producción, la mano de obra tanto directa como indirecta,
elementos básicos de la empresa. El cálculo del espacio físico de la planta,
dentro del cual se encuentran todas las áreas involucradas en el proceso de
producción así como administrativo, considerando la expansión de la misma.
Continuando con la metodología, por último se enmarca la distribución física
de la planta, dentro de la que se obtuvo la determinación del equipo y el
tamaño definitivo de la planta.
3.1.2 Programación de Algoritmos
En esta tesis se pretende tener un enfoque multidisciplinario, ya que el
área en la que se desarrolla el problema es principalmente el área de
manufactura, en el que se buscó detallarlo por medio de un lenguaje de
37
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
Este apartado describe paso a paso el método utilizado para el diseño
en la distribución de una nueva planta manufacturera y la aplicación de
tecnologías modernas de manufactura.
La elaboración de este capitulo se desarrolla a partir de la información
recopilada por las diversas fuentes y documentos que permitieron una mejor
comprensión de los antecedentes del tema. Lo anterior sirve como base para
continuar con el desarrollo de la investigación del producto en estudio. Se
describe además el uso de herramientas computacionales, como lenguajes de
programación y simulación que permiten describir la forma en que se logra el
propósito del estudio
3.1 Proceso de investigación
Con el objetivo de resolver los problemas de investigación planteados a
continuación se muestra cómo se ha organizó la investigación. En términos
generales, los pasos a seguir fueron:
1. La aplicación de las diferentes fases de método sugerido (Meyer
Stephen) para obtener los resultados necesarios, esto con el fin de
obtener un entorno definido y los parámetros necesarios para la
siguiente fase en el proceso de la investigación.
2. El análisis y colección de los datos obtenidos en el diseño de planta
según la metodología utilizada.
3. Tratamiento de la información obtenida para adecuarla a un lenguaje
de programación y generar la interfase.
36
El diseño del hardware en si también ha caído bajo la influencia de la
filosofía orientada a objetos. Se afirma que el sistema AS/400 de IBM ha sido
diseñado utilizando técnicas orientadas a objetos. Actualmente se puede ver
que la MOO puede ser una forma viable para lograr flexibilidad en los
sistemas de manufactura actual, mediante el encapsulamiento del equipo y su
funcionamiento por medio de rutinas de software, y su comunicación con el
medio de alguna forma (serial, paralelo, USB) para lograr compartir y recibir
datos importantes del proceso productivo y con ello poder hacer
modificaciones cuando sea necesario sin afectar demasiado al sistema en
general, Graham (1996).
El modelar los distintos elementos de un sistema de fabricación bajo
este paradigma, proporciona la característica de que puede ser reutilizable,
por ejemplo: en una línea de producción, si en algún momento se definen
todos los atributos y propiedades de los elementos, cada vez que se necesite
cambiar las características de una maquina, en el sistema solamente se
necesita cambiar un objeto “viejo” por uno “nuevo”, sin la necesidad de
cambiarlo todo en general, siempre y cuando cumpla con las interfases e
ideas especificas en el modelo.
35
computacional CIM que integra todas las otras tecnologías computacional es
incluyendo todo el rango de hardware y de software ocupado en el ambiente
CIM, incluyendo lo necesario para las telecomunicaciones.
CIM integra los sistemas de información que forman parte fundamental
de cada una decisiones se realizan en las planta manufactureras, desde los
procesos la cual se conoce como Planeación de Procesos Asistida por
Computadora (CAPP), diseño asistido por computadora (CAD, competer-
aided design), fabricación asistida por computadora (CAM, computer-aided
manufacturing), sistemas flexibles de fabricación (FMS, flexible manufacturing
systems), planificación de necesidades de materiales (MRP, material
requirement planning), planificación de los recursos de manufactura (MRPII,
manufacturing resources planning), etcétera, se han hecho muy conocidos y
poco a poco, se han convertido en conceptos cotidianos para los fabricantes
actuales.
2.6 Programación Orientada a Objetos y los Sistema s de Manufactura
Moderna.
Para el diseño de sistemas, existen varios métodos dependiendo del
área de investigación o del área de estudio, ésto significa que dependiendo
de la rama de la ciencia donde se encuentre, éste concepto puede variar
enormemente. En la Ingeniería del Software, es posible la implementación de
programas flexibles y eficientes, logrando con ello una reutilización y una
mejora considerable en la calidad del software. Ahora, si se concentra
básicamente en la Metodología Orientada a Objetos (MOO), se puede obtener
las ventajas de la misma y explotar sus virtudes. Para implementar la MOO en
los diferentes medios de manufactura es necesario aclarar algunos puntos: en
la ingeniería del software, el término Orientado a Objetos es usado para
describir un método para la creación de sistemas informáticos, en el cual, el
sistema es organizado como una colección de objetos.
34
La automatización ha traído consigo cambios en la operación así como
en el uso de los equipos de cómputo para las actividades gerenciales y de
toma de decisiones de una organización manufacturera.
En los próximos años es muy probable que sucedan muchos cambios
en la industria manufacturera que los habidos en los años anteriores, estos
cambios están acelerándose debido a las crecientes necesidades del cliente y
competencia mundial, así como la disponibilidad de nuevas tecnologías.
La manufactura actualmente se enfrenta al reto de competir con mejor
calidad en el producto, mejores costos, tiempos de producción más reducidos,
así como una mayor respuesta a los súbitos cambios de la demanda. Muchos
métodos tradicionales para diseñar y fabricar un producto también enfrentan
nuevos retos. Para lograr estas metas se debe cambiar en lo que respecta a
la cooperación y comunicación entre sus propios departamentos internos,
modificar su estructura y su cultura para poder responder mejor a las
presiones de la competencia y a las necesidades del mercado. Se deben
proporcionar los sistemas de información adecuados que integren la empresa,
de manera que opere sin contratiempos, como un sistema integrado de
negocios. Esto puede ser resumido en una sola frase. Manufactura Integrada
Por Computadora (CIM). CIM se define la integración de las computadoras
digitales en todos los aspectos del proceso de manufactura, krajewski,
Ritzman (2000).
Otra definición afirma que se trata de un sistema complejo, de múltiples
capas diseñado con el propósito de minimizar los gastos y crear riqueza en
todos los aspectos. También se menciona que tiene que ver con proporcionar
asistencia computarizada, automatizar, controlar y elevar el nivel de
integración en todos los niveles de la manufactura.
La importancia de los sistemas informáticos es obvia; a través de los
datos ellos generan, recolectan y administran, estableciendo y mantienen en
contacto con todas las locaciones y oficinas en la empresa. La tecnología
33
fue desarrollado para acortar los tiempos de la preparación de máquinas,
posibilitando hacer lotes más pequeños.
2.5.2.7 Kanban
Kanban es el uso de etiquetas que contienen información que sirve como
orden de trabajo, esta es su función principal. En otras palabras es un
dispositivo de dirección automático que brinda información acerca de que se
va a producir, en qué cantidad, mediante qué medios y cómo transportarlo.
Dentro de las principales funciones desarrollas por la Etiqueta Kaban,
tenemos:
a) Control de la producción.- Integración de los diferentes procesos y el
desarrollo de un sistema Justo a Tiempo, en el cual, los materiales
llegarán en el tiempo y cantidad requerida en las diferentes etapas de
la fabrica y si es posible incluyendo a los proveedores.
b) Mejora de los procesos.- Facilita la mejora en las diferentes actividades
de la empresa mediante el uso de Kanban, esto se hace mediante
técnicas de ingeniería.
Manufactura Esbelta proporciona a las compañías herramientas para
sobrevivir en un mercado global que exige calidad más alta, entrega más
rápida a más bajo precio y en la cantidad requerida.
2.5.3 Manufactura Integrada por Computadora
Las empresas están encontrando una gran dificultad para competir, por
lo tanto, es necesario dirigir y educar a la gente para manejar los recursos
tecnológicos y humanos para competir dentro del mercado y poder seguir
creciendo. En los últimos años los fabricantes han centrado sus esfuerzos en
encontrar una forma de aumentar la productividad por medio del uso y
aprovechamiento de la nueva tecnología de cómputo.
32
Fig. 2.5 Pilares fundamentales del TPM
2.5.2.5 Mejora Continua (Kaizen)
Kaizen se apoya en los equipos de trabajo y la Ingeniería Industrial
para mejorar los procesos productivos. Kaizen se enfoca en las personas y a
estandarización de los procesos. Su práctica requiere de un equipo integrado
por personal de producción, mantenimiento, calidad, ingeniería, compras y
demás empleados que el equipo considere necesario. Su objetivo es
incrementar la productividad controlando los procesos de manufactura
mediante la reducción de tiempos de ciclo, la estandarización de criterios de
calidad y de los métodos de trabajo por operación.
2.5.2.6 Cambio Rápido de Modelo (SMED)
Son teorías y técnicas para realizar las operaciones necesarias para
cambios de modelos en menos de 10 minutos. Desde la última pieza buena
hasta la primera pieza buena en menos de 10 minutos. El sistema SMED
surgió de la necesidad de lograr la producción Justo a Tiempo. Este sistema
31
2.5.2.2 Justo a Tiempo (JIT)
El termino de Manufactura Esbelta, es debido precisamente en torno al
concepto de “producción ajustada” o “lean production” como se conoce en
inglés. Parte también de los conceptos fundamentales de producir un artículo
en el momento que es requerido para que este sea vendido o utilizado por la
siguiente estación de trabajo en el proceso de manufactura. El JIT sigue los
siguientes principios: Igualar la oferta y la demanda, el peor enemigo: el
desperdicio, el proceso debe ser continuo, mejora continúa, es primero el ser
humano, la sobreproducción es ineficiencia y no vender el futuro.
2.5.2.3 Sistema Jalar (Pull)
En el sistema Pull se debe producir solamente lo que es necesario y
para ello es necesario que cada operación prevenga el material requerido por
la operación siguiente y ésta a su vez, prevea los requerimientos de
materiales de la siguiente operación. En este sentido, se parte del final con el
número de unidades a producir y se determina de manera regresiva las
necesidades de materiales en la etapa inmediata anterior y así
sucesivamente, Muñoz (2009).
2.5.2.4 Mantenimiento Productivo Total (TPM)
El TPM se orienta a crear un sistema corporativo que maximiza la
eficiencia de todo el sistema productivo, previendo las pérdidas en todas las
operaciones de la empresa. Esto incluye “cero accidentes, cero defectos y
cero fallos” en todo el ciclo de vida del sistema productivo. Se aplica en todos
los sectores de la empresa. TPM se apoya en la participación de todos los
integrantes de la organización distribuidos en pequeños equipos, desde la alta
dirección hasta los niveles operativos. Los pilares o procesos fundamentales
del TPM los que se pueden observar en la figura 2.5
30
de la producción esbelta es el uso de equipos interdisciplinarios en todos los
niveles de la organización
Manufactura Esbelta comprende varias herramientas que ayudan a
eliminar todas las operaciones que no le agregan valor al producto, servicio y
a los procesos, aumentando el valor de cada actividad realizada y eliminando
lo que no se requiere. El sistema de Manufactura Flexible o Manufactura
Esbelta ha sido definido como una filosofía de excelencia de manufactura
basada en la eliminación planeada de todo tipo de desperdicio y el respeto
por el trabajador Gitman, McDaniel (2007). Herramientas de manufactura
esbelta:
2.5.2.1 Las 5'S
Este concepto se refiere a la creación y mantenimiento de áreas de
trabajo más limpias, organizadas y más seguras; es decir, se trata de
imprimirle mayor "calidad de vida" al trabajo. Las 5'S provienen de términos
japoneses que diariamente ponemos en práctica en nuestra vida cotidiana y
no son parte exclusiva de una "cultura japonesa" ajena a nosotros, es más,
todos los seres humanos, o casi todos, tenemos tendencia a practicar o
hemos practicado las 5'S, aunque no nos demos cuenta.
a. Seiri: Seleccionar eliminar lo que no se necesite.
b. Seiton : Todo en su lugar, asignar un lugar fijo, lógico y conveniente a
cada herramienta o material necesario.
c. Seiso: Súper limpieza, hacer una limpieza excepcional.
d. Seiketso : Estandarización, establecer las nuevas condiciones como
normales.
e. Sitsuke: Sostenimiento, sostener el esfuerzo para no perder lo
avanzado.
29
diferencia más importante es que la manufactura ágil toma el punto de vista
de la empresa, mientras que la mayor preocupación de la producción ligera es
la planta. Lo que es más, alguno ven a la producción ligera como una mejora
a los métodos de producción en masa. La agilidad implica romper con el
modelo de producción en masa para fabricar una mayor variedad de
productos. Las diferencias sutiles entre la producción en masa y la
manufactura ágil no son tan importantes. Lo que en realidad cuenta es que
ambas están basadas en conceptos similares. Más aún, se muestra en la
siguiente figura 2.4 como avanza un paso más en la trayectoria para
desarrollar nuevas teorías de producción.
2.5.2 Manufactura Esbelta
La Manufactura Esbelta nació en Japón y fue concebida por los
grandes gurús del sistema de producción Toyota: William Edward Demming,
Tai-Chi Ohno Shigeo Shingo entre algunos. Esta filosofía promueve la
eliminación del inventario y otras formas de desperdicio, mayor flexibilidad en
la programación de la producción, tiempos de entrega más cortos y niveles
avanzados de calidad en el producto y en el servicio al cliente. La producción
esbelta combina las ventajas de la producción en masa y la artesanal sin la
rigidez de la primera o los altos costos de la última. Un componente esencial
Fig. 2.4 Evolución de la Manufactura
28
busca mejorar notablemente las relaciones humanas a través de mejores
sitios de trabajo, ayudas visuales y técnicas de comunicación y reporteo que
hacen que el tiempo sea mejor aprovechado. Schmid (2002). En lo referente a
la manufactura ágil, los atributos clave de esta característica en manufactura
son:
a. Enfoque en el valor al cliente: buscar soluciones, no productos;
b. Flexibilidad para adaptarse a cambios fundamentales del mercado, no
cambios simples en la mezcla del producto;
c. Competir en múltiples frentes, incluyendo la opción de fábrica y
comercio virtual a través de Internet.
d. Apoyarse en el conocimiento organizacional, incluyendo la habilidad
para adaptar tecnologías de la información (TI) para soportar nuevos
procesos.
El mayor impulso de la manufactura ágil es una visión de empresa, que
específicamente busca incluir una mayor diversificación de productos,
fabricación por pedido pero a un costo unitario relativamente bajo.
La introducción rápida de productos nuevos o modificados, en algunos
casos a través de la formación rápida de una sociedad estratégica temporal
para aprovechar oportunidades de nichos de mercado breves, lo que se llama
empresa u organización virtual.
Productos que se pueden actualizar, diseñados para desensamblarlos,
reciclarlos y reconfigurarlos. Permitir una reconfiguración dinámica de
procesos de producción con el fin de dar lugar a pequeños cambios en el
diseño del producto hasta nuevas líneas de producto. El compromiso con
productos y operaciones benignos con el medio ambiente. Pero sobre todo,
una relación interactiva con el cliente.
A primera vista, la manufactura ágil puede parecer otra manera de
describir la producción ligera. Existen similitudes, pero también diferencias. La
27
final. El programa ALDEP ® esta diseñado para manejar hasta 63
departamentos y un edificio de tres pisos.
2.5 Filosofias Modernas de Manufactura.
La década de los ´80 fue testigo de una revolución en las filosofías de
dirección y de las tecnologías aplicadas a la producción. Esta década fue de
gran avance para las nuevas tecnologías como las que fueran al rescate de la
manufactura.
En esta nueva era de las tecnologías Ferdows (1989) describe
diferentes estrategias de producción sobre la base de una dimensión
internacional de la función de producción, distinguiendo varias razones, tales
como el acceso a mercados, a recursos tecnológicos y a factores de
producción, así como por la magnitud del valor añadido tecnológico que se
pretende ofrecer. De este trabajo surge una tipología estratégica de plantas
industriales: aquellas plantas para montaje ventajoso, las plantas
abastecedoras, las plantas contribuyentes, las plantas tecnológicamente
avanzadas y las plantas asociadas o líderes. Todo lo anterior, ha contribuido a
afianzar aún más, la necesidad del nuevo paradigma de la estrategia de
producción, el cual, ha ido consolidándose y enriqueciéndose
progresivamente con los nuevos aportes teórico-prácticos.
2.5.1 Manufactura Ágil
Existe una metodología muy desarrollada para implantar la
manufactura esbelta en cualquier tipo de empresa. Asimismo, este
pensamiento se ha extendido a todo tipo de procesos, tanto dentro como
fuera de la compañía, la Manufactura Ágil al igual que manufactura esbelta
nos ayuda a buscar los grandes desperdicios que se generan en las oficinas y
26
2.4.2 ALDEP (Automated Layout Design Program)
Programa de diseño de la distribución automatizado. ALDEP ® lo
desarrolló IBM en 1967 y fue originalmente descrito por Seehof y Evans
1967). El programa ALDEP ® solamente maneja problemas de distribución
con criterios cualitativos.
Los datos para ALDEP ® incluyen una matriz de relaciones y
limitaciones como tamaño del edificio, ubicaciones fijas para departamentos,
escaleras, etc. El programa ALDEP ® comienza por seleccionar al azar un
departamento y lo coloca en el plan de distribución. En el segundo plan se
revisan todos los departamentos restantes y solamente se selecciona al azar
uno que tenga una calificación de relación de alta cercanía (como A o E) y se
coloca en la distribución cerca del primer departamento. Si no puede
encontrar una calificación de alta cercanía, se selecciona un departamento al
azar y se coloca en la distribución. Este proceso de selección continúa hasta
que se han colocado todos los departamentos en el plan de distribución. Se
calcula entonces una calificación total para el diagrama mediante la
conversión de cada relación de cercanía a una escala numérica y sumando
los valores de estas relaciones en el plan de distribución. Se repite varias
veces todo el proceso y como primer paso en cada ocasión se comienza con
un departamento diferente que es seleccionado al azar. Cada interacción da
como resultado la generación de un plan de distribución.
El programa ALDEP ® es útil para generar un gran número de buenas
distribuciones para su revisión. El programa puede controlarse para que
solamente se impriman las distribuciones que tengan una calificación
especificada o mayor a ésta. Esta tiene el efecto de reducir el número de
diagramas que se tienen que revisar. Aunque ALDEP ® es un programa
heurístico útil para generar buenos diseños, sólo produce soluciones óptimas
por accidente. ALDEP ® ahorra mucho del trabajo tedioso que implica la
distribución, sin embargo, aún se requiere un juicio para llegar a la solución
25
2.4 Distribución de Planta por Computadora
Los algoritmos computacionales son herramientas que pueden
incrementar significativamente la productividad del planeador en la
distribución y la calidad de la solución final, gracias a la generación y
evaluación numérica de un gran número de alternativas de distribución en un
corto tiempo.
2.4.1 Craft (computerized relative allocation of f acility technique)
Craft, es uno de los primeros algoritmos para la distribución de planta.
El método Craft fue introducido en 1963 por Armor, Buffa y Vollmab .CRAFT
es una de las primeras técnicas conocidas para la configuración de planta en
la literatura. Los departamentos no están restringidos a formas rectangulares
y la representación que usa es del tipo discreta. Los pasos de este algoritmo
son:
1. Determinar los centroides de los departamentos en la distribución
inicial.
2. Calcular la distancia rectilínea entre parejas de centroides de
departamentos y guarda los valores en una matriz de distancia.
3. Se calcula el costo de la distribución inicial.
4. Intercambia 2 o 3 departamentos e identifica el mejor intercambio, que
será el que represente una mayor disminución en costo de la
distribución.
5. Actualiza la información de acuerdo al mejor intercambio encontrado y
termina la primera iteración.
6. Empieza la siguiente iteración tomando como solución inicial la mejor
distribución que encontró en la iteración anterior.
7. La iteración final se determina cuando ya no se puede obtener una
reducción en el costo de la distribución
24
para ello, los autores sugieren el uso de herramientas computacionales y de
paquetes de simulación para el rápido análisis del diseño desarrollado.
Diseño del producto • Selección del producto • Diseño del producto • Mercadotecnia • Políticas gerenciales
Diseñ o del proceso
• Planeación de procesos • Secuencia de ensamble • Establecer tiempos estándares
Espacio y distribución
• Diseño de estaciones de trabajo • Determinación de espacios de cada estación •
Departamentos auxiliares • Diseño del área de recibos • Diseño del área de embarque • Diseño del almacén de materia prima
Instalaciones de servicio al personal • Estrada de empleados vestidores • Servicios sanitarios • Cafetería
Diseño de of icinas • Determinación del espacio de oficinas
Distribución final • Requerimientos totales de espacio por Depto. • Distribución final interior • Distribución final exterior
Tabla 2.3 Distribución de planta Meyer-Stephen (2006)
23
Tabla 2.2 Procedimiento Sistemático de Distribución de Planta
Fase
I:
Localización. Al tratarse de una planta completamente nueva se
buscará una posición geográfica competitiva basada en la
satisfacción de ciertos factores relevantes para la misma. En caso
de una redistribución el objetivo será determinar si la planta se
mantendrá en el emplazamiento actual o si se trasladará hacia un
edificio recién adquirido, o hacia un área similar potencialmente
disponible.
Fase
II:
Aquí se establece el patrón de flujo para el área que va a ser
distribuida y se indica también el tamaño, la relación, y la
configuración de cada actividad principal, departamento o área. El
resultado de esta fase es un bosquejo o diagrama a escala de la
futura planta.
Fase
III:
Plan de Distribución Detallada. Es la preparación en detalle del
plan de distribución e incluye la planificación de donde van a ser
colocados los puestos de trabajo, así como la maquinaria o los
equipos.
Fase
IV:
Instalación. Esta última fase implica los movimientos físicos y
ajustes necesarios, conforme se van colocando los equipos y
máquinas
2.3.7 Metodología de Distribución de planta de (Me yer, Stephen)
El procedimiento propuesto por Meyer y Stephen (2006) presentada en
la tabla 2.3, es una de los más completos puesto que incluye todas las áreas
de la compañía, proporcionando herramientas útiles para la solución y el
diseño de cada una de las instalaciones requeridas. Este procedimientos es
bastante extenso, al igual que el trabajo que representa el llevarlo a cabo y
22
2.3.6 Procedimiento Sistemático de Distribución de Planta (SLP) de
Muther
Los intentos por establecer una metodología que permitiera afrontar el
problema de la distribución en planta de manera ordenada comienzan en la
década de los 50 del siglo pasado. Sin embargo, es Muther en 1973, el
primero en desarrollar un procedimiento verdaderamente sistemático, el
Systematic Layout Planning que establece una metodología aplicable a la
resolución del problema independientemente de su naturaleza. Los métodos
precedentes al SLP son simples e incompletos y los desarrollados con
posterioridad son en muchos casos variantes de éste, más o menos
ampliados, siendo el método de Muther el más difundido. De tal forma, es
posible afirmar que el SLP ha sentado precedentes y ha marcado un antes y
un después en el diseño de instalaciones.
El procedimiento utilizado para diseñar la distribución de planta de la
empresa fue Planeación Sistemática de Layout o SLP. Este procedimiento
permite adecuar los recursos con que cuenta la empresa, detectar las
necesidades de los trabajadores e ingenieros y, así, generar y evaluar las
alternativas de diseño. Esta evaluación es presentada a la gerencia para que
decida cuál de las propuestas es mejor para ser implementada en la
organización. Se debe destacar que el método SLP tiene etapas bien
definidas como se puede observar en la tabla 2.2. Debido a esto se permite
abordar el problema de forma práctica y utilizar diferentes herramientas de la
investigación de operaciones para modelar y obtener resultados en cada una
de las etapas. La aplicación del procedimiento SLP en las cuatro fases o
niveles de la distribución en planta, pueden superpone uno con el otro, son
según Muther (1973).
21
Para Reed las cartas de planeación de la distribución son el paso más
importante del proceso de distribución. Éstas contienen la siguiente
información:
• El flujo del proceso, incluyendo operaciones, transporte,
almacenamiento, e inspecciones.
• Tiempos estándar para cada operación.
• Selección y balance de máquinas.
• Selección y balance de mano de obra.
• Requerimientos de manejo de materiales.
2.3.5 Procedimiento Sistemático de Distribución de Planta Jay Cedarleaf
Cedarleaf (1994) fue un graduado en ingeniería industrial con
especialización en diseño de planta y análisis de costos de producción. Para
Cedarleaf el diseño de planta es mas allá que un simple procedimiento
mecánico es un arte y el flujo de materiales la inspiración. En su libro presenta
una guía paso por paso para llevar a cabo un proyecto desde la concepción
hasta el final del proyecto y evitar errores, ya que es uno de los objetivos
primordiales. En su obra, Cedarleaf utiliza el concepto de Justo a Tiempo ya
que pone principal énfasis en el flujo de materiales.
El procedimiento conlleva los siguientes pasos:
• Análisis de flujo del proceso
• Análisis del trabajo
• Planeación del espacio en piso
• Listado del equipo necesario con sus dimensiones
• Departamentos auxiliares
• Embarque y recibos
• Diagrama de relaciones de centros de trabajo
20
• Seleccionar un equipo específico de manejo de materiales.
• Coordinar lo grupos de operaciones relacionadas.
• Diseñar las interrelaciones de las actividades.
• Determinar los requerimientos de almacenamiento.
• Planear actividades auxiliares y de servicio.
• Determinar los requerimientos de espacio.
• Asignar actividades al espacio total.
• Considerar tipos de edificio.
• Construir la distribución maestra.
• Evaluar, ajustar y revisar la distribución con las personas apropiadas.
• Obtener aprobaciones.
• Instalar la distribución.
Realizar un seguimiento a la implementación de la distribución.
2.3.4 Procedimiento de Distribución de Planta de R eed
Reed (1961) recomendó el siguiente “plan de ataque sistemático” para
la planeación y Preparación de a distribución.
• Analizar el producto o productos que serán elaborados
• Determinar el proceso requerido para manufacturar el producto
• Preparar cartas de planeación de la distribución
• Determinar las estaciones de trabajo
• Analizar los requerimientos de las áreas de almacenamiento
• Establecer los anchos mínimos para los pasillos de la planta
• Establecer los requerimientos de la oficina
• Considerar departamentos para el personal y servicios
• Listar los servicios de la planta
• Hacer provisión para la futura expansión
19
4. Búsqueda de la posición relativa ideal de los diferentes centros de
trabajo. Para ello se emplea el "Diagrama Esquemático Ideal".
5. Desarrollo del diagrama esquemático idea. Es un diagrama de bloques
en el que los diferentes departamentos ocupan sus áreas
correspondientes y en el que se muestran las relaciones inter
departamentales.
6. Desarrollo de distribución de planta a detalle, en el que se especifican
los sistemas de manutención, sistemas de almacenaje, sistemas
auxiliares de producción y en definitiva, se establece la distribución que
finalmente se implementará.
Como puede apreciarse, el método de Buffa de manera similar al
método de Immer, utiliza para establecer la disposición de las actividades el
flujo de materiales entre actividades como criterio único.
2.3.3 Procedimiento de Distribución de Planta de Ap ple
Algunos de los antecedentes dignos de mención que se han podido
estudiar en las fuentes consultadas en el diseño de plantas modernas son el
procedimiento general de selección de localización para plantas industriales
de James M. Apple. Según Apple (1977) el diseñador de plantas debe seguir
un procedimiento ordenado. La mayoría de las veces sin hacer caso del tipo
de instalaciones, el proceso de diseño debe seguir de manera cercana la
siguiente secuencia de pasos:
• Obtener los datos básicos del problema.
• Analizar los datos básicos obtenidos.
• Diseñar el proceso productivo.
• Planear el patrón de flujo de material.
• Considerar un plan general de manejo de materiales.
• Calcular los requerimientos del equipo.
• Planear estaciones de trabajo individuales.
18
técnicas manufactura moderna para un diseño más efectivo. (Francis y White,
1974; Tompkins y White, 1984).
2.3.1 Procedimiento de Distribución de Planta de Im mer
Diversos autores coinciden en señalar a Immer como el primero en
crear una metodología común para la resolución del problema de distribución
en planta (Francis y White, 1974; Tompkins y White, 1984). Immer (1950)
sugiere tres pasos para el análisis de un problema de distribución de planta
en los cuales no menciona ninguna de las herramientas solo brinda una
perspectiva general ya que su método se basa solo en el principio de
circulación o flujo de materiales: siguientes etapas
• Planear correctamente el problema,
• Detallar las líneas de flujo
• Convertir las líneas de flujo en materiales
2.3.2 Método de Análisis de Secuencia (S equence Analysis) de Buffa
El método desarrollado por Buffa (1955) puede considerarse un
precursor del Sistemático de Distribución de Planta (SLP), pudiendo
establecerse con éste muchas similitudes. El procedimiento, tal y como se
describe en González Cruz (2001) y González García (2005) es el siguiente:
1. Estudio del proceso, recopilación de datos referente a actividades,
piezas y recorridos de éstas. Organización de estos datos en forma de
hojas de ruta y análisis de los requerimientos del sistema productivo.
2. Determinación de la secuencia de operaciones de cada pieza y
elaboración de una tabla con dicha información ("Sequence summary").
3. Determinación de las cargas de transporte mensuales entre los
diferentes departamentos que conforman el proceso. Esta información
se recoge en una tabla denominada "Tabla de cargas de transporte"
("Load summary").
17
asumido por el responsable de la misma. Se tiene un mayor control de la
disponibilidad de tiempos y material en cada zona de la factoría
e) Planificación del proceso
La planificación del proceso de fabricación se simplifica como
consecuencia de la similitud entre los procesos para las piezas de la misma
familia y de la normalización a que la tecnología de grupos.
f) Satisfacción de los empleados
Los trabajadores, al ser capaces en muchos casos de realizar
completamente una pieza dentro de su célula perciben mejor su contribución
a la obtención de un producto final. Esto tiende a mejorar la actitud de los
mismos hacia el trabajo desarrollado. Otro beneficio es que la calidad del
producto tiende a mejorar, como consecuencia de que los defectos de una
pieza son fácilmente atribuibles a la célula en la que se fabricó.
2.3 Metodologías Tradicionales del Diseño de Plant a
A continuación se muestran algunos de los procedimientos clásicos
para resolver el problema de distribución de planta. Estos conceptos han sido
útiles para la creación de muchas de las metodologías propuestas en la
actualidad.
El diseñador de planta lo que pretende es crear dibujos donde se
represente un eficiente sistema de manufactura. Este diseño puede influenciar
directamente el futuro de la compañía, ya que en las instalaciones de
manufactura los resultados pueden ser dramáticos tanto en costo como en
calidad, para el producto final. A razón de esto, han surgido algunos
procedimientos para distribuciones de planta como son Immer, Apple, Reed,
Muther, Cedarleaf por mencionar a algunos. Todos ellos con grandes
aportaciones a los métodos más modernos como el de Meyer y Stephen el
cual incorpora la mayoría de los departamentos de las instalaciones y
16
La Tecnología de Grupo es un enfoque para la producción de partes en
cantidades medias y los beneficios de esta técnica, pueden obtenerse una
vez que los distintos inconvenientes que dificultan la implantación de la TG
han sido resueltos y se sitúan en las siguientes áreas:
a) Diseño
En el área del diseño del producto el principal beneficio deriva del uso
de un sistema de clasificación y codificación. Cuando se requiere el diseño de
una nueva pieza el ingeniero o diseñador puede recuperar diseños ya
existentes correspondientes a piezas con códigos similares, lo que supone
ahorros de tiempo importante a la hora del diseño.
b) Preparación del trabajo
La tecnología de grupos también tiende a promover la estandarización
en las fases de fabricación, entre ellas la preparación de las herramientas.
Ello se debe a que se tenderá a utilizar herramientas que sean válidas para
todas las piezas de una determinada familia. Se pueden diseñar elementos de
amarre que permitan la sujeción adecuada para el trabajo de las piezas de
una familia. Debido a la disminución del número de preparación necesarios se
disminuye el tiempo de fabricación.
c) Movimiento de materiales
La distribución de planta propia de la TG lleva a una reducción de los
movimientos de material en curso de fabricación muy importante con respecto
al movimiento de piezas en un sistema de fabricación tradicional.
d) Control de la producción e inventarios
Como consecuencia de la utilización de la tecnología de grupos el
control de inventarios y de la producción puede llevarse a cabo de una
manera más fácil. En efecto, el hecho de agrupar las máquinas en células
disminuye el número de planificaciones distintas que hay que realizar, y por
otra parte gran parte el trabajo de organización dentro de la célula puede ser
15
La tecnología celular es un enfoque y técnicas dentro de las
herramientas de la manufactura moderna en el que se identifica y agrupa
partes similares para aprovechar sus similitudes en el diseño y en la
producción.
Enfoques
• Clasificación por codificación.
• Consiste en una clasificación exhaustiva de las piezas con base en sus
atributos y en sistemas de codificación existentes (Enfoque
Geométrico).
• Análisis de los flujos de producción (PFA).
• Consiste en el análisis de los flujos de producción, para determinar
aquellas piezas que presentan flujos y rutas sustancialmente análogas,
las cuales constituirían una familia.
Técnicas
• Inspección visual. Para separar rápidamente piezas análogas en
familias, a costa de ser menos precisa y sofisticada
• Agrupamiento Ordenado (Rank-Order Cluster. King, 1979)
• Agrupamiento Directo (Direct.Clustering. Chang & Milner, King &
Nakornchai, 1982)
• Método Tabular Directo (TDS)
Tabla 2.1 Pasos para generar una distribución celular. Paso 1 Agrupar las partes en familias que siguen una secuencia de
pasos comunes.
Paso 2 Identificar los patrones de flujo dominantes de las familias de
partes como base para la ubicación o reubicación de los
procesos
Paso 3 Agrupar físicamente las máquinas y los procesos en las células
14
y conjuntos, junto a grupos de máquinas utilizadas para su producción, estas
familias pueden basarse en el tamaño, la forma, los requisitos de
manufactura, la ruta, o bien en la demanda. El objetivo es identificar un
conjunto de productos que tengan requisitos de procesamiento similares y
minimizar los cambios o los ajustes para la preparación de las máquinas. La
TG se parece a la distribución por proceso como se muestra en la figura 2.3,
ya que se diseñan las celdas para realizar un conjunto de procesos
específicos. También es semejante a la distribución por producto, pues las
celdas se dedican a una gama limitada de productos. A menudo, las
características del proceso hacen conveniente la utilización de distribuciones
combinadas, llamadas distribuciones híbridas, siendo la más común aquella
que mezcla las características de las distribuciones por producto y por
proceso, llamada células de fabricación.
Fig. 2.3 Distribución celular
El aspecto flexible de una celda de manufactura indica que la celda no
está restringida a sólo un tipo de parte o proceso, mas puede acomodarse
fácilmente a distintas partes y productos.En la planeación de la instalación de
celdas de manufactura deben ser tomados en consideración una serie de
pasos descritos en la tabla 2.1.
13
Fig.2.2 Distribución por Proceso
2.2.3 Distribución en Planta por Posición Fija
Este tipo de distribución es apropiada cuando no es posible mover el
producto debido a su peso, tamaño, forma, volumen o alguna característica
particular que lo impida. Esta situación ocasiona que el material base o
principal componente del producto final permanezca inmóvil en una posición
determinada, de forma que los elementos que sufren los desplazamientos son
el personal, la maquinaria, las herramientas y los diversos materiales que no
son necesarios en la elaboración del producto como lo son los clientes.
Todo lo anterior ocasiona que el resultado de la distribución se limite,
en la mayoría de los casos, a la colocación de los diversos materiales y
equipos alrededor de la ubicación del proyecto y a la programación de las
actividades. Este tipo de distribución se utiliza en la construcción de grandes
barcos, edificios y aviones. Se utiliza este tipo de distribución ya que es muy
difícil mover el producto entre las diferentes operaciones en el proceso de
construcción.
2.2.4 Distribución de Tecnología de Grupos o Celula r
García, Smith (2008) La Tecnología de Grupos (TG) es una técnica
que genera células que no se limitan a un solo trabajador y tiene una forma
única para seleccionar el trabajo que la célula deberá realizar. En el método
TG las partes o productos con características similares se agrupan en familias
12
2.2.2 Distribución en Planta por Proceso
Se adopta cuando la producción se organiza por lotes. El personal y los
equipos que realizan una misma función general se agrupan en una misma
área, de ahí que estas distribuciones también sean denominadas por
funciones. Algunas de sus ventajas son: flexibilidad en el proceso vía
versatilidad de equipos y personal calificado, menores inversiones en equipo,
mayor fiabilidad y la diversidad de tareas asignadas a los trabajadores reduce
la insatisfacción y desmotivación de la mano de obra. Por otro lado, los
inconvenientes que presenta este tipo de distribución son: baja eficiencia en
el manejo de materiales, elevados tiempos de ejecución, dificultad de
planificar y controlar la producción, costo por unidad de producto más elevado
y baja productividad, Soret (2004).
El proceso de análisis se compone, en general, de tres fases: acopio
de información, desarrollo de un plan de bloque y diseño detallado de la
distribución. La recolección de información, consiste básicamente en conocer
los requerimientos de espacio de cada área de trabajo y el espacio disponible,
para lo cual bastará con identificar la superficie total de la planta y así poder
visualizar la disponibilidad para cada sección. El desarrollo de un plan de
bloque se refiere a que una vez determinado el tamaño de las secciones
habrá que proceder a su ordenación dentro de la estructura existente o a
determinar la forma deseada que dará lugar a la construcción de la planta que
haya de englobarlas como se puede observar en la figura 2.2, teniendo en
cuenta criterios cuantitativos o cualitativos. Por ultimo, la distribución detallada
se basa en la ordenación de los equipos y máquinas dentro de cada
departamento, obteniéndose una distribución detallada de las instalaciones y
todos sus elementos.
Este tipo de distribución es apropiada cuando no es posible mover el
producto debido a su peso, tamaño, forma, volumen o alguna característica
particular que lo impida. Esta situación ocasiona que el material base o
11
2.2 Tipos de Distribución en Planta
Aunque pueden existir otros criterios, es evidente que la forma de
organización del proceso productivo, resulta determinante para la elección del
tipo de distribución en planta.
2.2.1 Distribución en Planta por Producto
Son las orientadas al producto y asociadas a configuraciones continuas
o repetitivas como se puede observar en la figura 2.1. Esta es adoptada
cuando la producción está organizada de forma continua, aquí considera la
secuencia de operaciones .La distribución es relativamente sencilla, pues se
trata de colocar cada operación tan cerca como sea posible de su
predecesora. Las máquinas se sitúan unas junto a otras a lo largo de una
línea en la secuencia en que cada una de ellas ha de ser utilizada; el producto
sobre el que se trabaja recorre la línea de producción de una estación a otra a
medida que sufre las operaciones necesarias. Render y Heizer (2004)
Fig. 2.1 Distribución de Planta por Producto
Entrada
de Materia Prima
Salida de Producto Terminado
10
CAPÍTULO II
REVISIÓN DE LA LITERATURA
En la actualidad existen muchos problemas aplicados a la ingeniería
que involucran optimización. En este apartado se revisan y discuten las
herramientas que nos permitan encontrar procedimientos eficientes para
resolverlos. Es de gran importancia un reconocimiento total del tema de
distribución en planta puesto que será la base para implementar nuevos
procedimientos y técnicas en la ejecución de los procesos productivos, que
dará como resultado una distribución adecuada y así mismo un beneficio
óptimo para el mejoramiento continuo de las empresas.
2.1 Introducción al Diseño de Planta
Con el paso del tiempo, las líneas generales la distribución en planta se
han reducido dos tipos de intereses; un interés económico, con el que se
busca aumentar la producción y reducir costos y un interés social con el se
busca darle satisfacción y seguridad al trabajador. Desde la primera
revolución industrial hasta ésta, la tercera, se han desarrollado diferentes
procedimientos para facilitar las distribuciones en plantas industriales. Estos
procedimientos pueden ser clasificados en dos grandes categorías:
a) Tipo constructivo : Los métodos que pertenecen a esta categoría
desarrollan configuraciones de planta partiendo desde cero.
b) Tipo Mejora : Estos métodos generan configuraciones alternativas
basadas en una configuración existente. Este tipo de configuración es
el más usual debido al dinamismo de los sistemas de manufactura.
9
1.8 Delimitaciones
Esta propuesta de investigación pretende ser flexible y tener una
aplicación ante diversos casos de estudio, sin embargo se tiene algunas
limitantes que se contemplan lo que reducirá su campo de aplicación:
a) El diseño de la planta de manufactura es completamente nueva.
b) Tipo de sistema de manufactura orientada al producto.
c) Se desarrollará bajo el enfoque de técnicas de manufactura moderna.
d) Se utilizará como modelo de referencia para la evaluación y
comparación, el proceso de diseñó de instalaciones propuesto por
Meyer y Stephen (2006).
e) El software utilizado para el análisis del diseño es versión estudiantil lo
que representa una gran limitación en la simulacion, por ésta razón
solo se analizará el comportamiento de una celda de fabricación.
f) Se considerará solo las áreas de fabricación, pintura y ensamble para
analizar el comportamiento del diseño.
8
1.6 Supuestos
Para desarrollar cada una de las fases este trabajo de tesis se
establecen los siguientes supuestos, los cuales guiaran el desarrollo del
proyecto y fijaran los parámetros y bases de las herramientas a utilizar.
a. La demanda requerida del producto a fabricar es suficiente para
justificar el diseño y construcción de una planta para su manufactura.
b. Para proponer la planta final, no hay límite en cuanto al costo de la
inversión inicial requerida, así como del terreno.
c. Los tiempos estándares de cada operación y los de preparación se
asumen correctos.
d. La eficiencia aceptable de los recursos será de 85% o mayor
1.7 Justificación
Crear un proyecto multidiciplinario que combine áreas de la ingeniería
industrial y sistemas de información las cuales son esenciales para la
competitividad en la industria manufacturera la cual cambia constantemente.
Utilizar técnicas modernas de manufactura en el diseño de plantas
industriales ventajas a las empresas que adoptan y desarrollan estas
metodologías. Actualmente las empresas necesitan flexibilidad, calidad y
productividad para subsistir en el mercado por lo que, se considera a la
metodología propuesta es una de las más actuales y completas. Ésta abarca
cada uno de los departamentos en la manufactura, además con el enfoque en
técnicas modernas de manufactura moderna puede ayudar a lograr este fin al
minimizar tiempos, espacios, costes y por el contrario agrega competitividad.
7
1.5 Objetivos
Determinar el comportamiento del diseño de una planta manufacturera,
mediante un modelo de simulacion computarizado para determinar su
desempeño.
Desarrollar un modelo basado en la metodología Meyer-Stephen para
obtener la distribución de planta completamente nueva, aplicando técnicas de
manufactura moderna,
a. Mejorar el manejo y acceso a la información generada a través de un
sistema de software y simulación con ARENA ® .
b. Obtener datos metodológicos para aplicar estos conocimientos
mediante el desarrollo de un proyecto de distribución de planta,
determinando dimensión de los espacios requeridos de operación y
servicios.
c. Integrar y analizar los factores que afectan a la distribución de planta y
así facilitar la interacción entre las personas, la maquinaria y los
equipos.
d. Obtener una distribución que reduzca el manejo de materiales, usando
el espacio de forma efectiva y flexible para que facilite la modificación
y el reordenamiento en el futuro.
e. Obtener la ordenación física de los elementos de modo que constituyan
un sistema productivo capaz de alcanzar los objetivos fijados de la
forma más adecuada y eficiente posible.
f. Ordenar las áreas de trabajo, el personal y los medios de producción
de forma más económica para el trabajo, al mismo tiempo segura y
satisfactoria para los empleados.
6
1.3 Preguntas de Investigación
Las preguntas que surgieron a través de la concepción e investigación,
se pretenden resolver por medio de este trabajo y están dirigidas a las
características que se desean lograr.
a) ¿Es posible incorporar algunas técnicas modernas de manufactura
desde la concepción, planeación hasta el diseño total de una planta
industrial?
b) ¿Cómo puede simplificar el uso de lenguajes de programación el
modelo en general y el manejo de la información generada?
c) ¿Al aplicar técnicas de manufactura moderna evita diseños deficientes
y pérdidas a futuro?
1.4 Hipótesis
Toda investigación se realiza con el objetivo de encontrar parámetros
que nos permitan tomar mejores decisiones.
1. El empleo de técnicas modernas de manufactura puede incorporar
optimización de los recursos y ofrecer mayor productividad en el diseño
de la planta
2. La incorporación de algunos algoritmos matemáticos hace mas preciso
el flujo de materiales en el diseño de distribución de espacios en la
planta industrial.
3. El empleo de técnicas modernas de manufactura incorpora flexibilidad,
calidad y productividad al diseño de la planta.
5
Las decisiones de planeación y diseño de instalaciones podrían
catalogarse de infrecuentes; de hecho, algunas empresas sólo la toman una
vez en su historia. En la actualidad, la mayor intensidad con que se viene
produciendo los cambios en el entorno económico está acrecentando la
frecuencia con la que las empresas se plantean cuestiones relacionadas con
la localización de sus instalaciones. Entre las diversas causas que originan
problemas ligados a la distribución de planta se encuentra la obsolescencia
de una planta por el transcurso del tiempo o por la aparición de nuevas
técnicas de manufactura, que se traduce a menudo en la creación de una
nueva planta más moderna cambiando completamente su estructura interna.
Estos pueden ser sólo algunos de los problemas que actualmente pueden
provocar la toma de decisiones incorrectas sobre el diseño de instalaciones,
las cuales están llevando a las empresas a reexaminar la localización y
distribución interna de las mismas.
Frecuentemente se ha observado que el mal diseño trae consigo una
serie de problemas que abarcan desde el departamento de mercadotecnia
hasta el departamento de producción. Dichos problemas pueden variar desde
el costo final de producto, mal diseño del producto, re-trabajos o la
insatisfacción del cliente al recibir el producto terminado.
El problema que se presenta, es buscar el diseño apropiado para la
distribución de una planta completamente nueva, la cual no cuenta con
información para la manufactura del producto denominado unidades de aire
acondicionado tipo paquete. Buscar una distribución que nos permita
interactuar con los diferentes departamentos de la empresa de manera óptima
aplicando la metodología Meyer, Stephen (2006) y técnicas de manufactura
modernas en la administración de espacios y manejo de materiales.
Verificando la distribución de los espacios y flujo de materiales a través de
programas de simulacion.
4
Es muy difícil hacer proyectos similares para otros sectores de la
economía; sin embargo esta es una razón para creer que la planeación de
instalaciones continuará siendo uno de los más significativos campos en el
futuro. La reindustrialización de los Estados Unidos y el activo rendimiento de
Asia, Europa y otras naciones en competencia con Estados Unidos están
fuertemente relacionados con la necesidad de mejorar la planeación de
instalaciones. Consideraciones económicas están forzando a constantes
renovaciones y reorganización de los sistemas existentes, personal y equipo.
Numerosas máquinas y procesos dejan viejos modelos y métodos obsoletos.
La planeación de instalaciones debe ser una continua actividad en cualquier
organización. En la actualidad, el diseño de distribución de planta es
percibido como una importante herramienta para el desarrollo y crecimiento
de cualquier empresa manufacturera.
En la tesis propuesta se puede observar que en el primer capitulo se
aborda cuáles fueron las razones que nos llevaron a seguir esta línea de
investigación. En el segundo capitulo se describe cómo esta valiosa
herramienta para el área de manufactura ha ido evolucionando a través de los
años y las bases que sustentan la metodología planteada. En el tercer
capitulo se desarrolló la metodología para el producto seleccionado. En el
cuarto capitulo se describirá el desempeño del producto mediante simulación
con ARENA ® . El último capitulo describirá los resultados obtenidos,
conclusiones y recomendaciones.
1.2 Definición del Problema
Se ha estimado que entre 20% y 50% del total de los gastos de
operación en la manufactura son atribuidos al manejo de materiales.
Generalmente la práctica de un efectivo diseño de instalaciones puede reducir
estos costos por al menos 10-30% en la productividad, Cedarleaf (1994).
3
ha modificado la administración de la tecnología y los procesos de
organización de la industria a partir de la desintegración horizontal y vertical
de la cadena productiva, dando paso a una organización espacial de la
producción.
Actualmente la aplicación de técnicas modernas de manufactura ha
dado como resultado distribuciones de planta más modernas. Estas son más
compactas, tienen aproximadamente una tercera parte del tamaño de las del
pasado a fin de ahorrar espacio, se han reducido drásticamente los
inventarios, se diseñan y se juntan equipos más pequeños y se comprimen
pasillos y centros de trabajo además se han capacitado a los trabajadores
para realizar más de una tarea, de manera que puedan utilizar el espacio de
planta para más de un propósito. Estas disposiciones físicas compactas
tienen un efecto estratégico dramático en el desempeño de las plantas; los
materiales recorren distancias más cortas, los productos pasan a través de la
planta con mayor rapidez y se atienden a los clientes con mayor efectividad.
De la misma manera, se reduce el costo del espacio, del manejo de los
materiales y de mantener inventarios. Lo anterior hace que operaciones de
servicio sean más flexibles, ya que pueden hacerse cambios más
rápidamente. También, los trabajadores están más cerca unos de otros, lo
que ayuda a acelerar los cambios debido a una mejor comunicación, dando
resultado a grupos de trabajo más compactos.
En todas y cada una de las etapas de la revolución industrial hay una
clara complementariedad entre la ciencia y desarrollo de instrumentos para
dar modernidad a la manufactura. En las tres revoluciones industriales, la
pauta del progreso es similar y no puede trazarse una línea divisoria. Podría
entonces decirse que, tanto en la primera como en la segunda revolución, el
avance estaba en las máquinas, y en la tercera el conocimiento. Wallerstein
(1999).
2
administradores empezaron a crear especialistas para resolver los problemas
de distribución. Lo anterior dio lugar los principios que se conocen hoy en día.
A partir del último cuarto del siglo XIX se produce en Europa un proceso
conocido como Segunda Revolución Industrial, que significaría el triunfo del
maquinismo y de la gran industria sobre la mediana y pequeña empresa, el
aumento de la producción y la expansión del mercado mundial de productos.
La administración científica obtuvo un papel principal al desarrollar las
ideas básicas necesarias para mecanizar, establecer y controlar las grandes
organizaciones fabriles. Taylor separó el hacer del pensar y dividió los
trabajos en tareas simples y repetitivas. Mientras que los esposos Gilbert
desarrollaron estudios de tiempos y movimientos, necesarios para equilibrar
eficazmente las líneas de producción y permitir el establecimiento de
estándares para la productividad. La necesidad de gestionar organizaciones
grandes y complejas condujo a la profesionalización de los ejecutivos, y de
esta manera tomó cuerpo la estructura de la gran organización industrial,
Veiga (1999).
Lamentablemente, en esta etapa de la revolución industrial las
condiciones en que una fábrica cualquiera se encontraba eran deprimentes
en comparación con las actuales. La manera en que la dirección trataba a las
personas era como si fueran máquinas e implantaban las políticas de
reducción de costos por medio de la fuerza bruta. A pesar de esta falta de
conciencia social, los conceptos sobre la producción incluyeron ideas tan
avanzadas como la disposición de la planta en departamentos, la división de
la mano de obra para el entrenamiento, el estudio de trabajo, un flujo más
ordenado de los materiales y procedimientos mejorados para el registro de
costos, Wallerstein(1999).
La fase actual del desarrollo industrial corresponde a la tercera
revolución industrial y se caracteriza por la producción y procesamiento de la
información basada en el conocimiento. Con la tercera revolución industrial se
1
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
Algunos de los objetivos principales de los ingenieros industriales son
minimizar el costo y maximizar la capacidad de producción. Estos están
ampliamente representados por una gran gama de productos, servicios y
técnicas modernas resultado del esfuerzo de muchas personas a través de la
historia.
1 .1 Antecedentes
El diseño de instalaciones de manufactura es un área de investigación
que ha tenido un importante desarrollo. Un ejemplo de esto es la evolución
de las primitivas distribuciones de planta que eran principalmente la creación
de un hombre en su industria particular; había muy pocos objetivos
específicos o procedimientos reconocidos de ésta. Con el paso del tiempo la
gestión científica ha jugado un papel muy importante al desarrollar las ideas
básicas necesarias al de mecanizar sus procesos y controlar las grandes
organizaciones fabriles. Actualmente, la distribución de instalaciones de
manufactura moderna se diseña con la meta de producir productos y servicios
que cumplan con las necesidades de los clientes que sean capaces de
producir con rapidez y entrega a tiempo.
Con el advenimiento de la revolución industrial, el estudio de
ordenación de las máquinas en las fábricas se transformó en un objetivo
económico para los propietarios. Las primeras mejoras fueron dirigidas hacia
la mecanización del equipo. Comenzaron a observar también que un taller
limpio y ordenado era una ayuda tangible, la especialización del trabajo
empezó a ser tan grande que el manejo de los materiales también comenzó a
recibir una mayor atención. Con el tiempo, los propietarios y los