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• Giancarlo Capuñay Gonzales

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DISTRIBUCIÓN DE PLANTA

DISTRIBUCIÓN DE PLANTA (DP) Consiste en planificar la manera en que el recurso humano y tecnológico, así como la ubicación de los insumos y el producto terminado han de arreglarse. Este tipo de estudio se denomina diseño de instalaciones, siendo: “La misión del diseñador encontrar la mejor ordenación de las áreas de trabajo y del equipo para conseguir la máxima economía en el trabajo, al mismo tiempo que la mayor seguridad y satisfacción de los trabajadores.” La distribución en planta implica la ordenación de espacios necesarios para movimiento de material, almacenamiento, equipos o líneas de producción, equipos industriales, administración, servicios para el personal, etc. Esto puede aplicarse a todos aquellos casos en los que sea necesaria la disposición de unos medios físicos en un espacio determinado, ya esté prefijado o no, extendiéndose su utilidad tanto a procesos industriales como de servicios (por ejemplo: fábricas, talleres, grandes almacenes, hospitales, restaurantes, oficinas, etc.). Para llevar a cabo una adecuada distribución en planta, ha de tenerse presente cuáles son los objetivos estratégicos y tácticos de la Empresa.

PRINCIPIOS DE LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA 1. Principio de la satisfacción y de la seguridad. A igualdad de condiciones, será siempre más efectiva la distribución que haga el trabajo más satisfactorio y seguro para los trabajadores. 2. Principio de la integración de conjunto. La mejor distribución es la que integra a los hombres, materiales, maquinaria, actividades auxiliares y cualquier otro factor, de modo que resulte el compromiso mejor entre todas estas partes. 3. Principio de la mínima distancia recorrida. A igualdad de condiciones, es siempre mejor la distribución que permite que la distancia a recorrer por el material sea la menor posible.

4. Principio de la circulación o flujo de materiales. En igualdad de condiciones, es mejor aquella distribución que ordene las áreas de trabajo de modo que cada operación o proceso esté en el mismo orden o secuencia en que se transforman, tratan o ensamblan los materiales. 5. Principio del espacio cúbico. La economía se obtiene utilizando de un modo efectivo todo el espacio disponible, tanto horizontal como vertical. 6. Principio de la flexibilidad. A igualdad de condiciones será siempre más efectiva la distribución que pueda ser ajustada o reordenada con menos costo, inconvenientes o impacto negativo.

REDISTRIBUCIÓN DE PLANTAS Por lo general, la mayoría de las distribuciones quedan diseñadas eficientemente para las condiciones iniciales; sin embargo, a medida que la organización crece y/o ha de adaptarse a los cambios internos y externos, la distribución inicial se vuelve menos adecuada, hasta llegar el momento en el que la redistribución se hace necesaria. Los motivos que justifican esta última se deben, con frecuencia, a tres tipos básicos de cambios: •En el volumen de producción, que puede requerir un mayor aprovechamiento del espacio. •En la tecnología y en los procesos, que pueden motivar un cambio en recorridos de materiales y hombres, así como en la disposición relativa a equipos e instalaciones. •En el producto, que puede hacer necesarias modificaciones similares a las requeridas por un cambio en la tecnología.

Algunos de los síntomas que ponen de manifiesto la necesidad de recurrir a la redistribución de una planta productiva son: •Congestión y deficiente utilización del espacio. •Acumulación excesiva de materiales en proceso. •Excesivas distancias a recorrer en el flujo de trabajo. •Simultaneidad de cuellos de botella y ociosidad en centros de trabajo. •Trabajadores cualificados realizando demasiadas operaciones poco complejas. •Ansiedad y malestar de la mano de obra. Accidentes laborales. •Dificultad de control de las operaciones y del personal.

OBJETIVOS DE LA DISTRIBUCIÓN DE PLANTAS • • • • • • • • • • •

Disminución de la congestión. Supresión de áreas ocupadas innecesariamente. Reducción del trabajo administrativo e indirecto. Mejora de la supervisión y el control. Mayor facilidad de ajuste a los cambios de condiciones. Mayor y mejor utilización de la mano de obra, la maquinaria y los servicios. Reducción de los mantenimientos y del material en proceso. Disminución del riesgo para el material o su calidad. Reducción del riesgo para la salud y aumento de la seguridad de los trabajadores. Elevación de la moral y la satisfacción del personal. Disminución de los retrasos y del tiempo de fabricación e incremento de la producción.

TIPOS DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA Es evidente que la forma de organización del proceso productivo resulta determinante para la elección del tipo de distribución en planta. No es extraño, pues, que sea dicho criterio el que tradicionalmente se sigue para la clasificación de las distintas distribuciones en planta, siendo éste el que adoptaremos en la presente obra.

Los tipos de distribución de planta están relacionados con alguna de las siguientes operaciones industriales: •Elaboración (cambio de forma física). •Tratamiento (cambio de características, propiedades químicas o de estructura). •Montaje (adición de otros elementos o materiales a una pieza).

Normalmente, suelen identificarse tres formas básicas de distribución en planta: las orientadas al producto (asociadas a configuraciones continuas o repetitivas), las orientadas al proceso (asociadas a configuraciones por lotes), y las distribuciones por posición fija (correspondientes a las configuraciones por proyecto).

DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR COMPONENTE FIJO O POSICIÓN FIJA Las distribuciones de planta por componente fijo se requieren cuando a causa del tamaño, conformación, o cualquier otra característica no es posible desplazar el producto. En una distribución de planta fija, el producto no cambia de lugar; las herramientas, equipo y fuerza de trabajo se llevan hasta él según se requiere, a fin de ejecutar etapas apropiadas de elaboración progresiva. Una reparación casera de plomería, en la que los recursos se llevan hasta el sitio de servicio, es un buen ejemplo de esta distribución de planta. La construcción de barcos, locomotoras y aviones a menudo son de este tipo, al igual que en el trabajo agrícola: el arado, la siembra, los fertilizantes y la cosecha se llevan a cabo en el campo.

DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR PRODUCTO La distribución en planta por producto, es la adoptada cuando la producción está organizada, es decir, cuando el producto está estandarizado, por lo común en grandes volúmenes; bien de forma continua, bien de forma repetitiva, siendo el caso más característico el de las cadenas de montaje. En el primer caso (por ejemplo: refinerías, celulosas, centrales eléctricas, etc.), la correcta interrelación de las operaciones se consigue a través del diseño de la distribución y las especificaciones de los equipos. En el segundo caso, el de las configuraciones repetitivas (por ejemplo: electrodomésticos, vehículos de tracción mecánica, cadenas de lavado de vehículos, etc.), el aspecto crucial de las interrelaciones pasará por el equilibrado de la línea, con objeto de evitar los problemas derivados de los cuellos de botella desde que entra la materia prima hasta que sale el producto terminado. Su filosofía se basa en colocar cada operación tan cerca como sea posible de su predecesora, tal que no existan cuellos de botella. 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.

VENTAJAS -Reducción de tiempos de fabricación, simplificación de tareas, menor cantidad de trabajo en proceso, se reduce el manejo de materiales. -Quedan reducidos al mínimo los movimientos de materiales y semi fabricados. -Se aprovecha mejor la superficie de la planta. -Se disminuye el material en curso de fabricación. -Es necesario poco personal, que además resulta fácil de instruir. DESVENTAJAS -Poca flexibilidad en el proceso, la parada de alguna máquina puede parar la línea completa, trabajos muy monótonos, inversión elevada. -Requiere maquinaria especializada. -Requiere instalaciones muy costosas. -Ausencia de flexibilidad en el proceso. -Riesgo de insatisfacción en el trabajo debido a lo rutinario de las tareas. -Una avería en una máquina puede paralizar la línea completa.

DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR PROCESO

La distribución en planta por proceso se adopta cuando la producción se organiza por lotes (por ejemplo: muebles, talleres de reparación de vehículos, sucursales bancarias, etc.). 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 o por talleres. En ellas, los distintos ítems tienen que moverse, de un área a otra, de acuerdo con la secuencia de operaciones establecida para su obtención. La variedad de productos fabricados supondrá, por regla general, diversas secuencias de operaciones, lo cual se reflejará en una diversidad de los flujos de materiales entre talleres. Esto hace indispensable la adopción de distribuciones flexibles, con especial hincapié en la flexibilidad de los equipos utilizados para el transporte y manejo de materiales de unas áreas de trabajo a otras. Su filosofía se basa en crear áreas de trabajo por funciones (o talleres): los productos se mueven de un área a otra según una secuencia de operaciones. Es importante que la distribución sea flexible, especialmente en el transporte y el manejo de materiales.

VENTAJAS - Flexibilidad en el proceso vía versatilidad de equipos y personal calificado. - Mayor fiabilidad en el sentido de que las averías de una máquina no tienen por qué detener todo el proceso, ya que el trabajo de podrá derivar a otra máquina. - La diversidad de tareas asignadas a los trabajadores reduce la insatisfacción y desmotivación. -Menores inversiones en equipos que en la distribución por producto. DESVENTAJAS -Los pedidos se mueven más lentamente a través del sistema, debido a la dificultad de programación, reajuste de los equipos, manejo de materiales. - Los inventarios del proceso de fabricación son mayores debido al desequilibrio de los procesos de producción (el trabajo suele quedar en espera entre las distintas tareas del proceso). -Existe un mayor movimiento y una mayor manipulación de los materiales. -La planificación y control de la producción resulta complejo, ya que el flujo no es continuo y es más difícil detectar las irregularidades.

CASO DE FÁBRICA DE MEDIAS Pensando en el carácter dinámico de las políticas de la empresa, se ha decidido conservar un grado apropiado de flexibilidad de las actividades para facilitar cambios futuros en el diseño de productos, volúmenes y composición de los mismos. La empresa cuenta con una extensión de terreno para futuras construcciones, pero se desea saber si la distribución actual obedece a un arreglo físico óptimo. Los requerimientos de la maquinarias y de los equipos están en función de sus características técnicas, desplazándose el producto de un taller a otro según las etapas del proceso de fabricación, lo que permite deducir que el proceso debe poseer una distribución ordenada por departamentos. En el gráfico el insumo toma varias rutas que se dictan por necesidades de diseño, este se mueve de operación a operación por lotes y se almacena temporalmente en cada estación de trabajo para esperar su turno. No todo el proceso de transformación se lleva a cabo en la planta (instalada en un parque industrial), sino que parte del mismo se realiza en las instalaciones adicionales que posee la empresa en el centro de la ciudad.

PROPUESTA DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA

Visualizando detalladamente el proceso actual, se sugirió una nueva redistribución por las siguientes razones: a) Reducción de costos. La distribución de planta existente presenta un problema que incurre en costos de transporte, debido a que una parte del proceso productivo se realiza fuera de la zona industrial. b) Los departamentos actuales se encuentran distribuidos en forma desordenada, incrementando las pérdidas de tiempo tanto del personal como los de las máquinas (por espera de mercancía). c) La construcción de una escalera que facilite la comunicación de la planta con el sótano (del departamento de tejido al de cosido). Su ausencia produce inconvenientes en la distribución actual.

Efectuándose el rediseño sugerido, nos encontramos con las siguientes ventajas: a)Disminución de daños físicos y extravíos del producto. b) Facilitación el proceso de control y supervisión. c) Mejora considerable en la ubicación de la maquinaria y equipo. d) Aprovechamiento del tiempo y rapidez en el proceso productivo debido a que para movilizar al producto de un departamento a otro, se reducirían las distancias en comparación con el modelo de la planta existente. e) Eficiencia en el proceso productivo. Se entiende que para implementar esta distribución de planta, a corto plazo se incurrirían en costos elevados por el traslado de máquinas y la paralización temporal de la producción, pero esto se compensaría con mayores beneficios en el futuro como consecuencia de una mayor productividad.

FLUJOS HORIZONTALES

Secuencias seguidas por materiales al trasladarse de tarea en tarea

FLUJOS VERTICALES PROCESO ASCENDENTE Y DESCENDENTE

ELEVACIÓN CENTRALIZADA Y DESCENTRALIZADA

FLUJO UNIDIRECCIONAL Y RETROACTIVO

FLUJO VERTICAL E INCLINADO

FLUJO SIMPLE O MÚLTIPLE

PROCESO CON DOS EDIFICIOS, ELEVADOS A NIVEL DEL SUELO

La distribución por producto, determina el número de puestos de trabajo, donde toda la línea debe ser equilibrada o balanceada, de forma que cada estación de trabajo sea lo más eficiente posible. Si la línea no está equilibrada, el nivel de producción será el de la estación de trabajo más lenta. Balance de Líneas de Producción, es la asignación de trabajo a las estaciones en una línea de producción con el objetivo de obtener los resultados deseados con el menor número de estaciones de trabajo. Normalmente un trabajador es asignado a una estación. Sin embargo, se puede dar el caso en el que se requiera mas de una persona en una determinada estación. Por lo tanto, la estación mas eficiente será aquella que cumpla con los resultados requeridos con el menor número de operarios. En el equilibrado de la línea de producción, se recomienda considerar dos reglas o métodos: El método de más tareas siguientes, que consiste en elegir entre las tareas disponibles, las que tengan más tareas siguientes o posteriores. El método de tiempo de tarea más largo, donde las tareas se asignan empezando por aquellas que tengan mayor duración

Diagrama de precedencia. Es un diagrama que indica la secuencia de trabajos que deben realizarse para cumplir con el objetivo deseado. En otras palabras, muestra los elementos de trabajo que deben ejecutarse antes de comenzar con el elemento siguiente. Un ejemplo de diagrama de precedencia se observa en la siguiente figura.

En la figura se puede observar por ejemplo, que para poder llevar a cabo el elemento de trabajo E, es necesario que hayan concluido previamente los trabajos B y C.

tiempos de cada tarea ∑ Número mínimo de estaciones = tiempo del ciclo

Tiempo de producción disponible por día Tiempo del ciclo = Demanda diaria de unidades

Eficiencia =

∑ tiempos de cada tarea (número de estaciones de trabajo ) * ( tiempo del ciclo )

EJEMPLO La Empresa Vasca tiene tareas productivas que se desarrollan en una cadena de montaje, con un tiempo estimado máximo en cada estación de trabajo de 12 minutos. Se pide calcular el menor número de estaciones de trabajo, el balance equilibrado de la cadena de montaje y la eficiencia del equilibrio propuesto.

SOLUCIÓN • Cálculo del número de estaciones

=

12 + 10 + 7 + 2 + 2 + 11 + 12 = 4,6 12

El número mínimo de estaciones de trabajo es de 4,6; que equivale a 5 estaciones de trabajo.

• Para el equilibrado de la línea de producción, se sigue el método de más tareas siguientes:

A continuación se asignan las actividades apropiadas a cada estación de trabajo, considerando que el tiempo máximo es de 12 minutos (tiempo del ciclo).

La primera y la última estación utilizan los 12 minutos y las demás suman un tiempo muerto de 4 minutos por ciclo. Si utilizamos el método del tiempo de tarea más largo, la asignación de tareas se debe realizar empezando por aquellas que tengan mayor duración; esto significa que el cambio sería de las actividades C, D y E (duración de 11 minutos), se asignarían a la estación de trabajo 2, donde está B (duración 10 minutos). Por lo que está solución no cumple con los requerimientos de la secuencia de producción. • Eficiencia = 56 / (5)*(12) = 0,9333, esto es del 93,33 %

EJERCICIO La producción diaria deseada para una línea de ensamble es de 500 unidades. Esta línea de ensamble funcionará 420 minutos diarios. Hallar el número de estaciones de trabajo y el diagrama de precedencias. Si la tabla siguiente contiene para este producto, el tiempo de la tarea y la relación de precedencia.

Solución

EJERCICIO Una famosa empresa se dedica al ensamblaje de secadores portátiles para el cabello. Si los estudios de mercado justifican una producción de cuarenta secadores de pelo por jornada de ocho horas diarias, se pide: a) El diagrama de precedencia correspondiente b) El tiempo del ciclo c) El número de puestos de trabajo d) La eficiencia de la línea El listado de operaciones, los tiempos de ejecución así como las operaciones precedentes se presentan en la siguiente tabla:

Solución a) Elaboración de diagrama de flechas.

b) Cálculo del tiempo de ciclo. la tasa de producción diaria es de 40 secadores de pelo, para hacerla homogénea con el tiempo expresado en la fórmula, entonces la tasa se divide entre ocho horas efectivas de la jornada. TC=(día/40secadores)*(8horas/día)*60(minutos/hora)= 12minutos/secador c) Cálculo del número de puestos de trabajo. La sumatoria del tiempo total de operaciones da como resultado 65,2 minutos por secador. N.P.T. = 65,20 (minutos/secador) / 12 (minutos/secador) = 5,43 ≅ 6 El procedimiento matemático dio como resultado seis puestos de trabajo, pero al llevarlo al gráfico nos muestra que hay siete puestos de trabajo. d) Eficiencia de la línea. E.P.T. = [65,20(minutos/secador) / 12(minutos/secador)*7] *100 = 77,62 % Conclusión. Siguiendo la metodología del balance de línea, se muestra que se agrupan en siete estaciones de trabajo con tiempos de ejecución no mayores de doce minutos a fin de evitar los embotellamientos. Por otra parte la eficiencia se muestra en tan solo un 77,62%, lo que hace reflexionar a la empresa en la búsqueda de un rediseño de procesos donde se aproveche mejor el tiempo.

ÁREAS DE TRABAJO O ESTACIÓN DE TRABAJO Una planta debe ser lo suficientemente grande para poder realizar en ella las operaciones necesarias, esto bajo el aspecto técnico, bajo el aspecto de los sentimientos del trabajador se debe tener presente que el área de trabajo es donde el trabajador pasa su tiempo, por lo que el ambiente debe acondicionarse para que le brinde comodidad y seguridad, con esto se logrará un rendimiento productivo y estable. Desde el aspecto técnico existen áreas definidas que deben respetarse en la distribución. El método para determinar las superficies o espacios requeridos se conoce como el Método de Güerchet: Área Estática (Ss) Es la superficie donde se colocan los objetos que no tienen movimiento como máquinas y equipos. Ss = L * A Donde: L = largo A = ancho

Área de Gravitación (Sg) Considera el espacio que necesita el operario para la atención de su máquina. Sg = Ss * N Donde: N = número de lados de la máquina a usar.

Área de Evolución (Se) Considera el espacio que necesitan los elementos móviles del proceso para su desplazamiento. Se = (Ss + Sg) * K Donde: K = constante propia del proceso productivo. K = H / 2h Donde: H = altura promedio de elementos que se desplazan en planta. h = Altura promedio de elementos que permanecen fijos.

Área Total (St) Es la suma de las áreas estáticas, gravitatorias y evolutivas. St = Ss + Sg + Se

Ejemplo Calcular las áreas: estáticas, gravitatoria, evolutiva y total de la siguiente máquina, considerando que los lados resaltados son aquellos donde el maquinista opera la máquina. Asumir la constante K=2

Solución Área estática: Ss = 2 x 8 + 2 x 3 = 22 m2 Área gravitatoria: Sg = Ss * N = 22 x 3 = 66 m2 Área evolutiva: Se = (Ss + Sg) * K = (22 + 66) x 2 = 176 m2 Área total: St = 22 + 66 + 176 = 264 m2

Ejercicio Según los siguientes datos, hacer la gráfica correspondiente que les permita indicar el tipo de distribución por adoptar y dibujar el plano de distribución de áreas de todas las operaciones. Cada una de las operaciones necesita 15 m2 de área y el terreno disponible es de 15m x 13m. Las dimensiones deben estar anotadas en el terreno.

Uniformizamos la demanda en unidad de venta:

Ordenando en forma decreciente la demanda:

Ordenando las áreas de las operaciones, siguiendo la secuencia de los productos más importantes como resultado del análisis P-Q el plano adecuado sería: