distribucion en plantamag1

LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

1. Introducción. Concepto, ámbito y nivel de aplicación.

2. Objetivos de la Distribución en Planta.

3. Factores influyentes en la selección de la D.P.

4. Tipos de Distribución en Planta.

5. La Distribución en Planta por Producto.El Equilibrado de Cadenas.

6. La Distribución en Planta por Proceso.Algoritmo de transposiciónSLP

7. La Distribución en Planta por posición fija.

8. La Distribución en Planta en los Servicios.

9. Distribuciones híbridas: Las células de trabajo.

10. Software

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN: CONCEPTO, AMBITO Y NIVEL DE APLICACIÓN

Distribución en Planta: Proceso determinación mejor ordenación de factores para sistema productivo capaz de cumplir objetivos adecuada y eficientemente.

Eficientes para condiciones inicialesAnte: crecimiento / adaptación a cambios:

en el Volumen de Producciónen la Tecnología y en los Procesosen el Producto

REDISTRIBUCIÓN: (esporádicas / periódicas / continuas)

Síntomas para recurrir a la redistribución (Meredith, 1992)Congestión y deficiente uso del espacioAcumulación de materiales en procesoExcesivas distancias a recorrerSimultaneidad de cuellos botella y ociosidad en centros de trabajo

Trabajadores cualificados para operaciones poco complejasAnsiedad y malestar de mano de obraAccidentes laboralesDificultad de control de las operaciones y del personal

SOLUCIONES: Manuales (maquetas) / Analíticos / Software /Ajustes-Experiencia

2. OBJETIVOS DE LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

Objetivo general: Obtener ordenación equipos y departamentoseconómica y eficiente + segura y satisfactoria para personal

Para lograrlo conseguir equilibrar: (Muther, 1981)

Disminución de: congestiones / manutenciones / trabajos indirectos yadministrativos / material en proceso / retrasos y tiempos fabricación /riesgos para salud y para material / áreas ocupadas innecesariamente

Aumento o mejora de: uso de maquinaria, mano de obra y servicio / supervisión-control /satisfacción personal /

Dotar de Flexibilidad (facilidad ajuste a cambios)

UNIDAD (Comunidad de objetivos / Todos factores consultados)

CIRCULACIÓN MÍNIMA (ID interrelaciones áreas : Minimiza costes)

SEGURIDAD (Satisfacción, comodidad, mejor ambiente de trabajo)

FLEXIBILIDAD (Necesaria habilidad para pronosticar cambios y acometer redistribución a coste mínimo)

3. FACTORES INFLUYENTES EN LA SELECCIÓN DE LA D.P. (Muther, 1981)

Materiales: (tamaño, forma, volumen, peso, fisic-quim ⇒ producc. / almacén / manut.)

Maquinaria: (tipología, cantidad, utillaje, espacio y forma, riesgos, necesidad serv. aux.)

Mano Obra: (cond. seguridad/ambientales, cualificación, flexibilidad, cantidad, factorespsicológicos-personales de acogida a la distribución)

Movimiento: (Minimizar: no añade valor / Elegir modelo circulación óptimo segúnentradas y salidas material y movimientos de maquinas, materiales, personal)

Esperas: (minimizar en flujo de circulación para fluidezSuele suponer coste a evitar {salvo justificación}Decidir: espacio requerido / métodos y equipos almacenamiento)

Servicios Auxiliares: (de personal / de material / de maquinaria) {1/3 Planta}

Edificio: Si ya existe ⇒ (forma planta / nº pisos / puertas y ventanas/ instalaciones /escaleras y montacargas/ resistencia y estructura...).

Si no ⇒ (Optar por edificio especial “por producto” o general “porproceso” )

Cambios: Prever variaciones (de capacidad y estructurales) y buscar solucionesflexibles realistas (equipos supletorios, rutas de flujo alternativas,

4. TIPOS DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

Según la Organización del Proceso Productivo (Michel, 1968)

• Orientadas al Producto (Config. Continuas o repetitivas)El producto determina la ordenación de puestosEspecial: JIT (invent. Nulo ⇒ espacio Nulo ⇒

disp.máquinas cercanas ⇒ Forma de “U”)

• Orientadas al Proceso (Config. por lotes)Operaciones y equipos agrupados por actividad

• Por Posición Fija (Config. por Proyecto)Programación de operaciones

• HIBRIDAS - Por Células de FabricaciónAgrupación de máquinas en células (para elaborar productos con formas y procesos similares)

Características fundamentales (Adam y Ebert, 1992)

4. TIPOS DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

D.P. Por Producto D. P. Por Proceso D.P. Por Posición Fija

ProductoEstandarizado Alto Volumen Tasa constante

Diversificados Vol. Variables Tasa variable

Bajo pedido Vol. Bajos (1 unidad)

Flujo de trabajoLinea continua Toda unidad- -misma secuencia

Flujo variable Cada unidad- -distinta secuencia

Mínimo Personal, maq y mat.- -van al producto

Mano de obraEspecializada Poco cualificada Rutina a ritmo cte.

Cualificada Poca supervisión Adaptable

Alta Flexibilidad (asignación tareas variable)

PersonalElevado P. auxiliar (supervisión, control y mantenimiento)

Programación, Manejo mat., Ctrl. Prod.y stocks

Programación Coord. actividades

Manejo MaterialesPrevisible Sistematizado Automatizado

Variable Con Duplicac.+ esperas+retroceso

Variable y escaso Equipos carga pesada

Inventarios Alto de P.T. Alta rotación M.P.

Pequeño de P.T. Altos M.P. / Curso (baja rotación)

Variables (ciclos trabajo largos)

Utilización del espacioEficiente (elevada salida por unid. superficie)

Ineficiente (gran nec. de espacio mat. en proceso)

Toda superficie para 1 producto

Necesidades de capitalElevada inversión procesos / Equipos especializados

Baja inversión procesos / Equipos generales

Equipos y procesos móviles (generales)

Coste del ProductoC_fijos altos Coste unit bajo(MO y mat.)

C_fijos bajos Coste unit alto (MO y mat.)

C_fijos bajos Coste unit alto (MO y mat.)

5.1. Características (Meredith, 1992)

Producción organizada de forma continua o repetitiva – Cadenas montaje

5. LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR PRODUCTO

Refinerías, Celulosas, Centrales

Eficiente interrelación de operaciones según: diseño distribución

especificaciones equipos(Expertos sector)

Electrodomésticos / Cadenas lavado vehículos

Eficiente interrelación de operaciones según: Equilibrado de línea

Distribución: cada operación lo más cerca de su predecesoraMáquinas: juntas a lo largo de una línea en la secuencia en que se usaránProducto: recorre la línea de estación en estaciónFlujo: Diferentes Formas (Ver Gráfico)Componentes: Fabricar/Entregar lo más cerca del punto de uso en el proceso(a veces requieren equipos automatizados para su transporte y almacenamiento)

5.2. FLUJOS (horizontales)

Secuencias seguidas por materiales al trasladarse de tarea en tarea


Flujo en I

Flujo en L

Flujo en U

Flujo en S

Flujo en O

En peine o dentada

5.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES


Ventajas

• Manejo de materiales reducido

• Escasa existencia de trabajos en curso

• Mínimos tiempos de fabricación

• Simplificación de sistemas de planificación y control de la producción

• Simplificación de tareas (especialización / poca cualificación / rápido aprendizaje)

Inconvenientes

• Falta Flexibilidad en proceso (1 cambio producto: ⇒ redistribución)

• Escasa flexibilidad en los tiempos de fabricación (flujo no más rápido que actividad más lenta)

• Inversión muy elevada (equipos específicos)

• El Conjunto depende de las partes (paralización cadena

• Trabajos muy monótonos

5.4. EQUILIBRADO CADENAS MONTAJE


Restricción habitual del proceso: La actividad con mayor tiempo de ejecución (cuello de botella)

Equilibrado = Subdivisión de la cadena en estaciones de igual carga, para que personal/equipos se usen ajustadamente a lo largo del proceso (Meredith,1992)

Minimizando el número de estaciones resultantes

Estación 3

Estación 2

Estación 1

41

2

3

6

7

8 9

105

5.4. EQUILIBRADO CADENAS MONTAJE - FASES


a) Descomponer trabajo en tareas (Establecer el diagrama de precedencias)

b) Calcular el tiempo de ciclo “c”

c) Calcular el número mínimo teórico de estaciones de trabajo (MT)

MT = ∑ti / c

Si el número de estaciones coincide con MT se conseguirán tres objetivos: Minimizar tiempos ociosos / Maximizar eficiencia (E) / Minimizar el retraso (R)

Tiempo máximo permitido a estación para procesar 1 unid. de producto.

c (seg/unid) = [(1/r) (h./unid.)] x 3600 (seg./h.)

r = producción deseada (r = producción en periodo / nº horas periodo)•Ideal de equilibrio: suma tiempos tareas en estación = tiempo ciclo•No se da por: (dispersión tiempos tareas / restricciones de precedencia)

5.4. EQUILIBRADO CADENAS MONTAJE -FASES


d) Asignación de tareas a estaciones de trabajo (Krajewski y Ritzman, 1990)

I. Abrir una estación de trabajo.

II. Ver tareas factibles para asignación (cumplir precedencias) y de ellas elegir aquellas cuyas duraciones “entren” en el tiempo de ciclo disponible de esta estación ⇒ tareas posibles. [Si no hay tareas posibles ir al paso VI].

III. Si existen tareas posibles, asignar a la estación según algún criterio como: Mayores tiempos (para asignar primero las más difíciles de encajar) o Mayor nº de subsiguientes (abre más opciones para posteriores estaciones).

IV. Restar del tiempo de ciclo disponible la duración de la tarea asignada, y volver al paso II.

V. Si quedan tareas por asignar ir al paso II, si no la solución está completa.

VI. Si aún quedan tareas por asignar, abrir una nueva estación e ir al paso II

5.4. EQUILIBRADO CADENAS MONTAJE -FASES


e) El Tiempo ocioso, la eficiencia y el retraso del equilibrado

Tiempo ocioso (to): Tiempo improductivo total para fabricar 1 unid. en todas las estaciones

to = nc - ∑ti

Eficiencia (E): Cociente entre tiempo requerido y tiempo empleado:E(%) = 100 ∑ti / (nc)

Retraso del equilibrado (R):R(%) = 100 – E

Para optimizar el equilibrado puede intentarse:• Reducir “n” (no siempre es posible llegar a MT)• Reducir “c”para un número dado de estaciones

c = 3600/[600/8]= 48 seg

MT = ∑ti /c = 4,7 ≈ 5 est.

Estación 1


5.4. EQUILIBRADO CADENAS MONTAJE - EJEMPLO

• Producción en jornada de 8 horas: 600 unidades• Criterio asignación: Tareas de mayor tiempo• Diagrama Precedencias y Tiempos

A

B

C

E

D

G

F

I

H

J

L

K

M

N

c = 48Fact (A): 28; ⇒ A ⇒ c´= 20c´ = 20Fact (B, C, D, E) ⇒ D ⇒ c´= 0



c = 3600/[600/8]= 48 seg

MT = ∑ti /c = 4,7 ≈ 5 est.

A

B

C

E

D

G

F

I

H

J

L

K

M

N


Estación 2

c´ = 26Fact (B, C, H, I):16 ⇒ C ⇒ c´´= 10c´´ = 10Fact (B, F, H, I):10 ⇒ I ⇒ c´´´= 0

c = 48Fact (B, C, E, H):22 ⇒ E ⇒ c´= 26

Estación 3: B, F, G [42 seg.]



c = 3600/[600/8]= 48 seg

MT = ∑ti /c = 4,7 ≈ 5 est.

A

B

C

E

D

G

F

I

H

J

L

K

M

N


Estación 4: J, K [46 seg.]Estación 5: H, L, M, N [42 seg.]

to = 5x48 – 226 = 14seg.

E = 100x(226/(5x48)) =94,17%

R = 100 - 94,17 = 5,83%

6.1. Características (Dilworth, 1992)• Producción organizada por lotes: muebles / taller mecánico / hospitales• Equipos y personal de una misma función: Se agrupan en mismo área• Variedad de productos/clientes: Variedad de secuencias de operaciones

6. LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR PROCESO (funciones o talleres)

Ventajas

• Flexibilidad (Equipos versátiles / personal cualificado)

• Baja inversión en equipos (generales)

• Mayor fiabilidad (difícil parada)

• Trabajadores con diversidad tareas (⇑ satisfacción, ⇑ motivación)

Inconvenientes

• Baja eficiencia en manutención (largos desplazamientos / retrocesos)

• Elevados tiempos ejecución (demoras en las distintas tareas)

• Difícil planif. y ctrl. producción

• Coste unitario elevado

• Baja productividad (muchos trabajos diferentes ⇒ aprendizajes largos)

6.2. Análisis (Krajewski y Ritzman, 1990)• Decisión: Disposición relativa interdepartamental • Criterios: ⇓distancias recorridas M.O. ⇒directa/supervisión/comunicación,

Materiales Clientes

⇓costes manejo material / costes flujos • Limitaciones: Forma edificio / Cond. Seguridad-higiene / Límites carga...

6. LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR PROCESO

FASES

Recogida de información Plan bloque Distribución detallada

• Minimizar coste transporte

• Algoritmo básico de transposición

•Prioridades cercanía• Consideración

prioridades cercanía

• Método SLP

• Consideración otros factores y restricciones

• Matriz intensidades tráfico

• Matriz distancias• Matriz costes

Cualitativos

CuantitativosNaturaleza de los

factores relevantes

• Espacio requerido

• Espacio disponible

• Otras consideraciones

6. LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR PROCESO6.2.1.Análisis - Recogida de información:

a) ¿Requerimientos de espacio de cada área?Previsión demanda::Plan Producción::Horas neces.::nº trabaj./máq. por áreaSup. total necesaria: S_estática(Se) + S_gravitación (Sg) +S_evolución (Sv)

b) ¿Espacio disponible?Superficie total de la planta para cuadricularla y disponer secciones (posteriormente disposición detallada por ajuste)

Análisis Cuantitativo: Matriz Intensidades Tráfico (nº unid. Manutención / unid. tiempo)Matriz distancias (entre departamentos)Matriz costes (de transporte) [¿Coste unitario cte. por unidad de distancia?]

Análisis Cualitativo: Prioridades de cercanía entre secciones (REL)

Sg = Se·n Sv = (Se+Sg)·k

n: nº lados accesibles k: coeficiente según tipo industria (0,05 ÷ 3)

c) ¿Otras consideraciones?

6. LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR PROCESO6.2.2. Análisis – Desarrollo de un plan de bloque:

Tras el dimensionamiento de las secciones :• Disponerlas en una estructura existente• Determinar la forma que dará lugar al diseño de la planta (Gran número de soluciones posibles: no necesariamente la óptima)

Criterios cuantitativos: Minimización Coste Total de Transporte (CTT)

(j) a (i) den manutencióy distancia unid.por coste c

(j)y (i) entre distanciad(j) a (i) de nesmanutencio nºtesindividual tosdepartamen ji,

tosdepartamen totalnúmeron :donde

cdt CTT

ij

ij

ij

n

1i

n

1jijijij

=====

=∑∑= = Sólo dij depende de la ubicación relativa

Se debe encontrar la D.P. que minimice CTT: (n!) Posibilidades

10! = 3628800 combinaciones

20! = 608 billones

ALGORITMOS HEURÍSTICOS


ALGORITMO BÁSICO DE TRANSPOSICIÓN

a) Partir de una distribución (“n” secciones) arbitraria o existente: (Permutación base) y calcular su CTT asociado

b) Obtener todas las D.P. derivadas de la base, permutando las secciones de dos en dos ⇒ C(n,2) = n(n-1)/2 posibles distribuciones. Calcular el CTT de esas D.P. derivadas, y elegir aquélla para la que el coste sea mínimo.

c) Si este coste es menor que el de la anterior permutación base, ésta pasaráa ser la nueva base y se vuelve a la fase b)

d) En caso contrario se para el algoritmo y se toma como D.P. Definitiva la anterior de mínimo CTT.

• Se recomienda partir de varias D.P. como permutación base • Si en la práctica la D.P. solución es inviable, reajustarla• Por último dar forma a las secciones según sus necesidades y

limitaciones de espacio

Criterios cuantitativos: Minimización Coste Total de Transporte (CTT)


Criterios cualitativos: Establecimiento prioridades cercanía - REL

SYSTEMATIC LAYOUT PLANNING (SLP)

a) Prioridades cercanía - código letras (cuadro relaciones REL),(a la letra puede asociarse un número que identifica la causa)

1 Presidente2 Jefe de Tecnología3 Area de Ingeniería4 Secretario/a5 Entrada a oficina6 Ficheros centrales7 Sala de Equipos8 Fotocopiadora9 Almacén

UIIAUOE

IOEI

OAOAXOUE

AIIEUA

II EAX

UUO

OU

O

1 Presidente2 Jefe de Tecnología3 Area de Ingeniería4 Secretario/a5 Entrada a oficina6 Ficheros centrales7 Sala de Equipos8 Fotocopiadora9 Almacén

UIIAUOE

IOEI

OAOAXOUE

AIIEUA

II EAX

UUO

OU

O

OAOAXOUE

AIIEUA

II EAX

UUO

OU

O

Ordinario OKONo importanteUNo deseableX

ImportanteI

Especialmenteimportante

E

Absolutamentenecesario

ACercaníaValor

Ordinario OKONo importanteUNo deseableX

ImportanteI

Especialmenteimportante

E

Absolutamentenecesario

ACercaníaValor


Criterios cualitativos: Establecimiento prioridades cercanía - REL

SYSTEMATIC LAYOUT PLANNING (SLP) (Muther, 1981)

a) Prioridades cercanía - código letras (cuadro relaciones REL)b) Diagrama Espacial de Relaciones

10 8

Ratio A1 2 9

Ratio E

Ratio I5 6 7 3

Ratio 0

Ratio U 4

• Comenzar dibujando las secciones con ratio A, y X;luego E, I...

• Colocar con el máximo de proximidad las secciones de ratio A...y lo más alejadas posible las de ratio X

• Claves: Cercanía / Cruces

c) Dar forma a la disposición óptima considerando las superficies yrestricciones de espacio de cada departamento


6.2.3. Análisis – Distribución detallada:

• Ordenación de máquinas y equipos en cada sección• Puede solucionarse como :

Un problema de D.P. en miniatura (Técnicas anteriores)Manualmente (maquetación, planos)

• Ante contratiempos en esta etapa: escaleras/montacargas/resistencia suelos... ¿retocar las anteriores?

7. LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR POSICIÓN FIJA

Componente principal del producto final permanece inmóvil en un lugar

Factores: Personal, maquinaria, herramental y materiales se desplazan a ese lugarClaves de la distribución:

• Colocación de estos factores alrededor del lugar• Determinación momentos: llegada de factores, realización actividades

(programación actividades)

Tipos de proyectos según el producto elaborado (Schroeder, 1992)

Proyectos de construcción: (Obra Civil... Clave: coste manut./programación)

Proyectos de manufactura: (Astillero/aerospacial...Clave: ídem; colocar factores de mayor uso por círculos concéntricos más cercanos: reduce coste)

Proyectos múltiples en un lugar: repetición de proyectos únicos (quirófanos, departamentos I+D...)

8. LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DE SERVICIOS

• Se aplican las mismas técnicas• Diferencias con las empresas de producción:

Trato más directo con clienteClaves D.P.: Satisfacción/comodidad cliente

Estética del área de contacto directoDifícil previsión carga trabajo y programaciónAjuste entre demanda y servicio: Teoría Colas

8.1. LA D.P. EN OFICINAS

Componente principal en tránsito: la información• Conversaciones cara a cara / por teléfono / por ordenador / Interfonos• Correo y otros documentos físicos / Correo electrónico• Reuniones y Grupos discusión

Simplificación al recurrir a telecomunicaciones

El tipo de trabajo implica estudiar: superficie/equipos/privacidad necesarios

¿Trabajo en equipo / Autoridad / Estatus?: áreas abiertas; despachos; separaciones

8.1. LA D.P. EN COMERCIOS

Objetivo: maximizar el beneficio por metro cuadrado de estanteríaAprovechar al máximo la superficie de venta y de almacenamiento

Hip: Las ventas aumentan proporcionalmente a la exposición de artículosTesis: Exponer el máximo de productos posibles según espacio (sin incomodar)

Estudio: Ordenación global del espacio disponible

Periferia: Productos consumo diarioProminentes: Productos con márgenes o de compra impulsivaSupresión pasillos (obligar a recorrer caminos)Lados de una calle: Productos reclamo dispersos (adyacentes)Finales de calle: Expositores

Distribución entre productos de las áreas de exposición (merchandising)


8.1. LA D.P. EN ALMACENES

Objetivo: Relación óptima entre coste manejo y espacio almacenamiento

Claves: uso del espacio cúbico

equipos y métodos almacenamiento

protección de materiales y localización de éstos

Dificultades: Pedidos con elevado nº de productos distintos

Pedidos muy repetidos con pocas unidades de un producto

Coste manejo elevado

Soluciones: Agregación por productos de varios pedidos

Optimizar Rutificación (Picking-Software)


distribucion en plantamag1

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