Modelos Cuantitativos de Planificacion de Planta

PAPER ARTÍCULO MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACIÓN DE PLANTA AUTORA: DELIA ANDREA MEJIA ARENAS MODELOS CUANTITATIVOS

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PAPER ARTÍCULO MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACIÓN DE PLANTA AUTORA: DELIA ANDREA MEJIA ARENAS MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACION DE PLANTA ANDREA MEJIA ARENAS Información de los autores: Andrea Mejia Arenas, estudiante de ingeniería industrial X semestre de la Corporación Universitaria del Meta, número telefónico 3132106565 y dirección de correo electrónico [email protected].

1. RESUMEN El documento que a continuación se presenta consiste en la presentación de diferentes modelos cuantitativos que existen para resolver problemas de ubicación y disposición de plantas. Ya que el objetivo de la distribución de planta es; “la misión del diseñador es encontrar la mejor ordenación de las áreas de trabajo y del equipo en áreas a conseguir la máxima economía en el trabajo al mismo tiempo que la mayor seguridad y satisfacción de los trabajadores”. Las decisiones de distribución en planta pueden afectar significativamente la eficiencia con que los operarios desempeñan sus tareas, la velocidad a la que se puedan elaborar los productos, la dificultad de automatizar el sistema, y la capacidad de respuestas del sistema productivo ante los cambios en el diseño de los productos, en la gama de productos elaborada o en el volumen de la demanda. 2. MODELOS CUANTITATIVOS Los modelos cuantitativos sirven para facilitar el desarrollo de planes de plantas alternos. 2.1 Modelos De Ubicación De Plantas La ubicación se puede aplicar a muchos problemas; entre otros, ubicar un aeropuerto, una escuela, una máquina herramienta, un almacén, una planta de tratamiento de aguas negras, una planta de producción, una

oficina postal, un hospital, una biblioteca, un matadero municipal, una universidad, un mercado publico etcétera. Debido a la amplitud de la aplicación del análisis de ubicación, existe un gran interés interdisciplinario en el tema. Las decisiones de ubicación de una planta pueden tener varios objetivos; por ejemplo, minimizar la suma de las distancias ponderadas entre la nueva planta y las otras plantas existentes (lo que se denomina problema de la ubicación minisuma) y minimizar la distancia máxima entre la planta nueva y cualquier planta existente (llamado problema de la ubicación minimáx) Las medidas de las distancias relacionadas con un problema de ubicación de plantas constituyen un elemento importante al formular un modelo analítico. Las medidas de distancia se clasifican como: 1. Rectilínea cuando las distancias se miden a lo largo de trayectorias ortogonales (o perpendiculares) entre sí. Esta medición también se conoce como distancia Manhattan debido a que muchas calles de una ciudad están perpendiculares o paralelas entre 2. Euclideana (o en línea recta) en donde las distancias se miden sobre la trayectoria en línea recta entre dos puntos. 3. La distancia de la trayectoria de flujo, en donde las distancias se miden sobre la trayectoria real recorrida entre dos puntos.

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2.2 Modelos Especiales De Disposición De Plantas Las soluciones se limitarán a ubicaciones discretas. Además, se considerarán las instalaciones que ocupan mayor espacio y sus ubicaciones respectivas en un intento de encontrar la mejor disposición. Entre los ejemplos de instalaciones que ocupan espacio están el entorno de trabajo de una máquina herramienta y el área requerida para guardar los materiales en un almacén. PROBLEMA DE CUADRATICA

LA

Con base en estos dos factores, se aprecia que la posición relativa de dos máquinas adyacentes produciría dos valores diferentes para, por ejemplo, la distancia total por la que se mueven las partes entre las dos máquinas.

ASIGNACION

Los problemas de ubicación-asignación implican determinar el número y la ubicación de plantas nuevas. En algunas situaciones, se conoce de antemano el número de plantas nuevas y el problema de la decisión entraña sólo ubicar las plantas nuevas. Tal problema se considera de asignación porque el problema se reduce a asignar plantas nuevas a los sitios. 2.3 Modelos De Maquinas

b. Deben proporcionarse espacios mínimos entre las máquinas para permitir el mantenimiento y el servicio a las máquinas, así como para los dispositivos de manejo de materiales y las áreas de almacenamiento en proceso.

Disposición

Para

Existen otros aspectos de diseño que afectan los problemas de disposición de una máquina, los cuales no se abordaron en los modelos anteriores. En particular, mencionaremos los dos siguientes: a. Los puntos de interacción para las partes que llegan y salen para las máquinas individuales suelen estar en lugares fijos en relación con todo el entorno de trabajo de la máquina.

Existen diversas formulaciones para el problema de la disposición de una máquina; por ejemplo, disposiciones circular, lineal de una sola fila, lineal de dos filas y de máquinas agrupadas. 2.4 Modelos Para Almacenamiento Convencional Se analizaran modelos de métodos diversos de almacenar y recuperar productos. Se determinaran las configuraciones "óptimas" de los sistemas de almacenamiento en los cuales se guardan y se recuperan las cargas unitarias con métodos convencionales. En particular, consideraremos el almacenamiento y la recuperación de cargas unitarias por medio de montacargas de operación manual. Apilamiento en bloques El apilamiento en bloques implica guardar cargas unitarias en pilas dentro de las filas de almacenamiento. Se suele emplear cuando

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se van a almacenar grandes cantidades de pocos productos y el producto se puede apilar a una altura razonable sin que se aplaste la carga. A menudo, las cargas unitarias se apilan en tres niveles en filas de 10 o más cargas de profundidad. La práctica del apilamiento en bloques.es común para alimentos, bebidas, aparatos electrónicos y productos de papel, entre otros.

4. Las restricciones de disponibilidad, condiciones, costo y de uso de sudo. 5. La cantidad, altura y longitud de los pasillos de almacenamiento. 6. Porcentaje de las operaciones (almacenamientos y recuperaciones) que se van a efectuar con base en acciones dobles. 7. Aplicabilidad de vehículos de transferencia.

2.5 Sistemas Automatizados De Almacenamiento Y Recuperación

8. Almacenamiento aleatorio o dedicado o alguna combinación de ambos.

Los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS) han tenido un impacto notable en la fabricación y el almacenamiento. Con el uso de control por computadoras, los sistemas de manejo y almacenamiento se han integrado en los procesos-de fabricación y distribución. Si bien al principio el énfasis estaba en almacenar y recuperar artículos terminados, en épocas más recientes se ha concentrado en el trabajo en proceso (WIP), las materias primas y los suministros.

9. Punto de estacionamiento para la máquina S/R cuando esté inactiva, en un pasillo, o en una estación de P/D.

Consideraciones más importantes: 1. Los tamaños de las cargas y de las aberturas. 2. El número y la ubicación de las estaciones de P/D. 3. La construcción del edificio; sostenida con anaqueles o convencional.

10. Nivel de automatización. 11. Entre otros Desde el principio del proceso de diseño de un AS/RS debe determinarse el-alcance específico de las labores por realizar. Deben prepararse para el proyecto un programa de las revisiones por parte de la administración, una lista de los entregables y el dimensionamiento del nivel de esfuerzo por realizar. Estimación del tamaño y el costo Con el propósito de desarrollar una base para estimar los costos de inversión en un AS/RS, Zollinger compiló información detallada de costos para más de 60 instalaciones de

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AS/RS. Encontró que se podía obtener un estimado razonablemente preciso del costo de adquisición de un AS/RS al sumar los costos de los anaqueles para almacenamiento, las máquinas de S/R y el edificio utilizado para alojar el AS/RS. 2.6 Sistemas De Recolección De Pedidos (Order Picking) Con los sistemas de almacenamiento/recuperación (de cargas unitarias), cada operación de almacenamiento o recuperación se relaciona con una carga unitaria; en otras palabras, las partes se guardan como una carga unitaria y se recuperan como una carga unitaria. No obstante, en algunos sistemas de almacenamiento las partes pueden guardarse como una carga unitaria, pero recuperarse en cantidades menores que una carga unitaria. Existen dos métodos principales para la recolección de pedidos. El primero se basa en que el recolector viaja a cada contenedor que ha de visitar, para recoger las partes de uno o más pedidos. Como a menudo los contenedores se almacenan a lo largo de pasillos, el término que se usa para tales .sistemas es OP en el pasillo. Por ejemplo, cuando se prepara una lista para comprar en una tienda de autoservicio, en esencia, efectuamos un OP en el pasillo al recorrer los pasillos y llenar nuestro carro de compras con una o dos piezas de cada artículo que adquirimos. Por ellos, a este tipo de OP en el pasillo se le suele llamar sistema tipo "caminar y recolectar.

Recolección de pedidos en el pasillo Existen diversos tipos de configuraciones y de equipo para manejo de materiales para realizar recolección de pedidos en el pasillo. El ejemplo del autoservicio (es decir, los sistemas tipo caminar y recolectar) se aplican a muchos almacenes donde los recolectores llenan sus carros con uno o más pedidos conforme recorren los pasillos. No obstante, en algunos sistemas en el pasillo cada recolector se dedica sólo a un pasillo y, para reducir el cansancio y mejorar los tiempos de viaje, el recolector se desplaza hacia cada contenedor en un dispositivo automatizado o semi automatizado. Recolección de pedidos en el extremo del pasillo La OP en el extremo del pasillo se basa en llevar los contenedores al extremo del pasillo donde el recolector efectúa la recolección y luego regresar el contenedor al anaquel de almacenamiento. Aunque existen varios sistemas de OP en el extremo del pasillo, nuestro análisis se limitará al AS/RS de minicarga, el cual se usa sobre todo para piezas de tamaño pequeño a mediano. Se

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insiste en que los resultados presentados aquí se pueden aplicar a otros sistemas siempre y cuando el dispositivo que lleva los contenedores al recolector siga la métrica de Chebyshev o curva normal de gauss y el área de almacenamiento sea rectangular. 2.7 Modelos De Manejo De Materiales De Trayectoria Fija El interés en los modelos de manejo de materiales de trayectoria fija surge del hecho de que los sistemas de manejo de materiales de trayectoria fija son ampliamente utilizados. Incluyen equipo para manejo de materiales como las bandas transportadoras eléctricas y de rodillos, las bandas transportadoras de línea de remolque y de carretillas, los vehículos conducidos en forma automática y los montacargas despachados por medio de computadoras.

Cálculos de la potencia En la sección anterior se consideró un modelo de una banda transportadora de carretillas re circulantes. El modelo nos permitió evaluar el efecto de los cambios en las secuencias de carga y descarga sobre la capacidad de carga de un vehículo individual (carretillas). Asimismo, el modelo nos indicó la cantidad de inventario en la banda transportadora durante condiciones de estado estable. Bandas transportadoras eléctricas de unidades y de paquetes

Bandas transportadoras de línea de remolque o de carretillas Modelos con diseño de trayectoria de flujo En los modelos con diseño de una trayectoria de flujo existen numerosos tipos de sistemas de manejo de materiales en donde el desempeño del sistema se puede mejorar con el diseño optimizado de la red de la trayectoria de flujo. Entre estos modelos están las bandas transportadoras de línea de remolque dentro del piso, las bandas transportadoras de carretilla colgantes y los sistemas de vehículos de conducción automática.

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Bandas transportadoras de rodillos Con valores diferentes de FF, BV y LF, se puede usar la misma fórmula para determinar el requerimiento de potencia para bandas transportadoras de rodillos.

2.8 Modelos De Simulación En realidad, la tecnología de simulación ha evolucionado hasta el grado de que los planificadores de plantas más calificados manejan la simulación una o más veces durante el ciclo de planificación de plantas. En la actualidad se pueden efectuar simulaciones relativamente sofisticadas con microcomputadoras o simulaciones rudimentarias con minicomputadoras portátiles; con frecuencia, el software de hoja de cálculo incluye generadores de números aleatorios para llevar a cabo simulaciones. Los avances en el software con animación permiten

mostrar los resultados de la simulación con representaciones animadas de los sistemas. La simulación involucra el desarrollo de un modelo de un sistema y la experimentación con el modelo para determinar cómo reacciona el sistema ante diversas condiciones. La simulación no nos proporciona una solución óptima, dado que es un modelo descriptivo, sólo nos brinda un mecanismo útil para comprender y, tal vez, predecir el comportamiento de un sistema. Al formular suficientes preguntas tipo "¿Qué sucede si...?", se puede elegir la configuración del sistema que satisfaga mejor algunos criterios. Algunas de las razones principales para emplear una simulación son: 1. Cuando no se puede obtener con facilidad o en lo absoluto una solución matemática. 2. Vender el plan de la planta a la dirección. 3. Explicar al personal operativo cómo funcionará un sistema propuesto. 4. Probar la factibilidad de un sistema propuesto. 5. Desarrollar los requerimientos rendimiento y de almacenamiento.

de

6. Validar modelos matemáticos. 7. Predecir el impacto de un cambio en el sistema físico, el ambiente, o los procedimientos de operación.

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Software de simulación

de simulación mencionados. En realidad, casi todo el software actual incluye opciones de animación y/o modelado 3-D. El sentido dado por la simulación asimila que la experiencia verdadera es costosa en tiempo en dinero de este modo la idea básica de la simulación consiste en construir un recurso experimental que "actue como", (simule) el sistema de interés en algunos aspectos importantes.

Es común que los modelos de simulación se implementan con un lenguaje de simulación especializado, más que usando los lenguajes de programación más generales como BASIC, C, PASCAL, o FORTRAN. Se han diseñado varios lenguajes de simulación con el flujo de materiales y la planificación de plantas como los principales objetivos de aplicación. Entre los lenguajes de simulación diseñados o convenientes para la planificación de plantas y la simulación de sistemas de manejo/fabricación de materiales se encuentran ARENA, AutoMod, eMPlant, Factory Explorer, GPSS/H, (y SLX), GPSS World for Windows, MAST Simulation Environment, ProModel 2001, Quest, Simscript 11.5, Simul8, Taylor ED y Witness. En años recientes, se han sucedido mejoramientos considerables en el desarrollo de software de animación y el modelado 3-D para acompañar los paquetes

La incertidumbre es un aspecto frecuente en donde el proceso de simulación analiza la situación y representa el comportamiento mediante una distribución de probabilidad, esto también es llamado Método de Montecarlo. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Modelos cuantitativos de planificación de plantas http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2565 96/2014I/ModuloExe/MATERIAL/910_mo delos_de_simulacin.html http://www.gestiopolis.com/distribucionplanta-area-trabajo/