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Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas

Distribución De Planta y Manejo De Materiales

Método Análisis Sistemático de manejo de Materiales SHA (SYSTEMATIC HANDLING ANALISYS)

Hernández López Cesar

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MÉTODO ANÁLISIS SISTEMÁTICO DE MANEJO DE MATERIALES SHA (SYSTEMATIC HANDLING ANALISYS) El manejo de materiales es la manipulación de los materiales, en el cual consiste en la manipulación de materiales, productos, unidades, sustancias o cosas que son movidas, transportadas o físicamente ubicadas. Estos movimientos involucran ``algo´´ o ``alguien´´ que físicamente realiza el movimiento. En la cual se requiere generalmente de un equipo, contenedores y un sistema de trabajo que involucra personal, procedimientos, así como distribución física de los medios de transporte, por lo tanto las bases sobre las cuales se debe de analizar son: materiales, movimientos y métodos. El análisis sistemático del manejo es un procedimiento de estudio del manejo de materiales basados en una metodología, diseñado por Muther, Richard, y Hanganas, Knut, en 1969. Es un método básico, disciplinado y racional que se aplica para resolver problemas de manejo de materiales. En el cual es una forma de organizada de aplicación universal en el cual consiste en: 1. Esquema de fases 2. Patrón de procedimientos 3. Conjunto de convenios Para llevar a cabo el procedimiento es necesario analizar los datos de entrada, es decir, la información preliminar que se necesita para realizar el análisis de los problemas del manejo de materiales, en el cual los elementos claves son:     

(P) Producto o materiales (Q) Cantidades (R) Rutas (S) Servicios de apoyo (T) Tiempo

Producto (P; Partes, unidades, artículos) La naturaleza de los materiales y productos a manejar determinan en gran medida las características de los equipos a emplearse. El análisis por lo tanto exige examinar con detalle cada una de las propiedades de los materiales, especialmente aquellas que afectan su manejabilidad. Cantidad (Q; Ventas, volúmenes contratados) La cantidad de materiales por unidad de tiempo que requiere ser transportado, es un factor de vital importancia en la selección del sistema de manejo; tipo y cantidad de equipo necesario. 2

Rutas (R; Secuencia de operaciones y requerimientos del proceso) Se refiere a donde y en qué dirección se mueve el material ¿es un movimiento horizontal, vertical o una combinación de ambos?; como el movimiento vertical tiene un mayor consumo de energía y es, por lo general, un movimiento intermitente debe evitar siempre que sea posible. La distancia a recorrer también influirá en la selección del equipo. Servicios de apoyo (S; Mantenimiento, procesamiento de pedidos, control de inventarios) Para llevar a cabo operaciones productivas y de manejo de materiales deberá existir un determinado número de servicios que hagan que el proceso funcione con normalidad. Los procedimientos de recepción y despacho, el mantenimiento, los sistemas de suministro de electricidad, gas, agua, vapor y combustible, y las facilidades de almacenamiento son servicios esenciales. Tiempo (T; Tarifas y tiempos operacionales) Se refiere a cuando se realizarán los movimientos. Los factores más importantes a considera son: la regularidad con la cual deben realizarse los movimientos y la duración de estos.

LAS FASES DEL DISEÑO DE MANEJO DE MATERIALES Existen cuatro fases para el diseño del manejo de materiales: (MUTHER, RICHARD Y HAGANAS, KNUT, 1969) FASE I: Integración externa En esta fase se debe examinar todos los movimientos y traslados del área en cuestión hacia fuera, preparando para la siguiente fase, los movimientos dentro del área a diseñar el manejo de materiales. FASE II: Plan general de manejo Se debe planear le método de movimientos de materiales entre las áreas. Tomando decisiones con respecto a los sistemas, los tipos de equipo y container a utilizar en el manejo propuesto. FASE III: Plan detallado de manejo Se debe planear el método de movimiento de materiales de cada área tanto en su movimiento interno como en su relación con las demás áreas entre lugares de trabajo y puntos de control. FASE IV: Instalación 3

Se deben realizar planos, dibujos y especificaciones de obtención e instalación de los equipos, entrenamiento a los trabajadores, y seguimiento a cada detalle. Estas fases permiten ubicar en tiempo y espacio el avance del desarrollo del modelo de manejo de materiales, y servirán para hacer seguimiento y planificación que se llevará a cabo. Procedimiento del Método Análisis Sistemático de manejo de Materiales (SHA)

Para la aplicación de las fases II y III se usa el patrón de procedimientos, el cual nos permite visualizar de una forma rápida en qué fase se está aplicando y cuáles son los problemas que se presentan. Este procedimiento se esquematiza de la siguiente manera:

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DATOS BÁSICOS

1.- Clasificacion de materiales FASE I 3.-Análisis de movimientos 4.-Visualización de movimientos

FASE II

5.-Conocimientos y comprensión de los métodos de manejo de materiales 6.-Planes preliminares de manejo de materiales 7.-Modificaciones y limitaciones

FASE III

8.-Cálculos de los requerimientos Alternativas

X

Y

Z

Diferentes planes de manutención

9.-Evaluación de alternativas FASE IV Plan de manutención

Antes de que se puedan analizar o visualizar completamente los movimientos necesitamos un planteamiento deseleccionado Layout dentro del cual nuestro método de manutención debe trabajar. Adonde antes de desarrollar una solución necesitamos un conocimiento y entendimiento de los métodos de manejo de materiales. 5

1. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES Se hace un análisis producto-cantidad, agrupando los artículos o materiales en orden de la magnitud de su manejo, permitiendo de esta manera identificar los materiales problemas y establecer el enfoque sobre las acciones a tomar en cada caso. Donde la primera pregunta que hay que hacer es ¿Qué mover?, si tenemos un solo material, de denomina situación de un solo material o producto, lo único que debemos hacer, es averiguar las características del material. Por el contrario, si tenemos un gran número de diferentes artículos, debemos agrupar por clases de materiales. Cada clase de materiales debe consistir de artículos que son similares en cada característica dominante o en una combinación de varias características. Las clases fundamentales de dividen en:  

Sólidos, líquidos o gas. Piezas individuales, materiales colocados en contenedores o a granel.

Las características principales empleadas para clasificar los materiales son: 1. Tamaño (Longitud, Ancho, Alto) 2. Peso (Peso por unidad o por Unidad de Volumen (densidad)) 3. Forma (plana, Curva, Compacta, Irregular, etc.) 4. Riego de Deterioro (Frágil, Explosivo, Contaminante, Tóxico, Corrosivo, etc.) 5. Estado Físico (Inestable, Pegajoso, Caliente, Húmedo, Sucio, etc.) 6. Cantidad (Número de unidades o volumen que representa un 7. Tiempo (Regularidad, Urgencia, Condiciones estacionales) 8. Controles Especiales (disposiciones oficiales, Leyes laborales normativas, Planes de Producción) La clasificación de los materiales se hacen en base a sus características físicas; estas son generalmente condiciones que influyen más en la elección de la clase de material, es decir, la clase dentro de la cual cualquier material se clasifica, viene determinada por su naturaleza física. Procedimiento de Clasificación El procedimiento en el que me basé es el que establece Richard Mutter: 1.- Identificar y listar las unidades o grupos de unidades. 2.- Anotar todas las características físicas y otros datos. 3.- Analizar las características de cada material o clase y decidir cuáles son los dominantes o especialmente importantes. 6

A continuación subrayar las características absolutamente dominantes con una línea en rojo o una raya negra continua, análogamente subrayar aquellas características de influencia notable con una línea amarilla-anaranjado o raya negra discontinua. 4.- Realizar la agrupación de los materiales por clases, agrupando aquellos que tienen en común características dominantes o influyentes. 5.- Identificar y describir cada una de las agrupaciones o clases de material o también denominado resumen de la clasificación de materiales.

Para poder hacer la clasificación de los materiales las hemos dividido en cuatro clases de materiales: a) Materias Primas dominantes b) Materias primas importantes c) Productos terminados d) Otros artículos. CLASES DE MATERIAL

IDENTIFICACI ÓN DE LA CLASE

CARACTERÍST ICAS FÍSICAS (Tamaño, Peso, Forma, Estado)

EJEMPLOS TÍPICOS

Tamaño, el peso, forma, estado, riesgo.

OTRAS CARACTERÍST ICAS (Cantidad, Controles especiales, tiempo) Cantidad Tiempo Control

Materias Primas Dominantes

A

Materias primas Importantes

B

Tamaño, el peso, forma, estado, riesgo.

Cantidad Tiempo Control

Ejemplos

Productos Terminados

C D

Cantidad Tiempo Control Cantidad Tiempo Control

Ejemplos

Otros artículos

Tamaño, el peso, forma, estado, riesgo. Tamaño, el peso, forma, estado, riesgo.

Ejemplos

Ejemplos

Esta tabla se basa en el formato propuesto del Manual del S.H.A. en el cual se identifica cada clase de material y se registran las características que lo representa, es decir, se define el parámetro que se utilizará para cada artículo. Procedimiento para la clasificación de producto-material 7

Esta clasificación es para facilitar la obtención de datos como: largo, ancho, altura o diámetro de la unidad o unidades en que se maneja cierto producto, sus características específicas, las cuales determinan la forma de manejo y la cantidad que se puede manejar. En seguida se dan las unidades y una breve descripción de cada una de ellas, porque es necesario y relevante hacer estas descripciones ya que en adelante serán usadas para calcular y conocer, en qué forma viene el material desde el proveedor de materia prima para así saber en qué tipo de contendor deberá ser movido por la empresa.

2. DISTRIBUCIÓN DE PLANTA La distribución en planta permite determinar el arreglo actual y la disposición de las maquinas, equipos y otras facilidades que determinan las rutas y los movimientos.

Clasificación de producto-material 3. ANÁLISIS DE LOS MOVIMIENTOS Para hacer el análisis deben determinar las rutas de los materiales, así como las distancias que deben recorrer los productos, la naturaleza de los mismos: si son verticales, horizontales o inclinados, e identificar las restricciones del problema. Cuando analizamos los movimientos, necesitamos cierta información. Estos datos incluyen: 1.- El Material (Producto o Clases de materiales).

El S.H.A. nos obliga a clasificar los materiales antes de analizar los movimientos. a) Las características físicas b) Otras características. 2.- La Ruta (origen y destino o trayecto de los movimientos) a) La distancia de los movimientos

El S.H.A. Identifica cada ruta desde el origen hasta el destino, identificados mediante símbolos y letras. La longitud de cada ruta es la distancia desde el origen al destino. La distancia se registra en pies, metros, millas, etc. 8

b) Las situaciones físicas de la ruta.

1. Rectitud y forma. Horizontal, inclinada, vertical, recta, curvada y trayectoria en zig-zag. 2. Congestión y superficie. Congestión del tráfico y obstrucciones ocasionales o permanentes, superficie. 3. Clima y entorno. Espacios interiores, exteriores, almacenamiento, zonas de aire acondicionado, aéreas de servicio, limpias y peligrosas. 3.- El Flujo (o movimiento) a) La intensidad del Flujo (cantidad de materiales por periodo moviéndose sobre una ruta)

La intensidad de flujo es un término empleado para describir la cantidad de material que se mueve en un cierto periodo de tiempo sobre una determinada ruta. Para realizarlo se necesita tener las unidades de manejo definidas, donde se procede al cálculo de las cantidades mensuales de materiales requeridos por mes.

Estas cantidades, es necesario conocerlas, ya que serán usadas en el cálculo de los MAG-COUNTS. PRODUCTOS

CANTIDAD TOTAL (m)

CANTIDAD DE UNIDADES POR MES Esta tabla indicando la clasificación del material en base a las unidades de manejo MOVIMIENTOS EN PROCESO

CANTIDAD MENSUAL

Esta tabla es para especificar la ruta de los materiales y las cantidades.

Cálculo de MAG COUNTS Se procede al cálculo de MAG COUNTS, adonde el cálculo de los valores “MAG COUNT” de cada unidad de manejo de los productos, se hace con el fin de unificar las diferentes formas de manejo de los materiales en una sola, que es el MAG. Cuando un MAG es una unidad de volumen igual a 10 pulgadas cúbicas y en base a esto, el cálculo de los MAG de un cierto producto es como sigue: 9

1.- Se obtiene el volumen de la unidad de manejo del producto elegido. 2.- Ya con el volumen obtenido en pulgadas cúbicas se obtiene el valor base de “A” que está dado en MAGs. 3.- Se seleccionan los factores de corrección y valores añadidos como:    

El El El El

factor factor factor factor

“B”, que se refiere al volumen y densidad. “C” se refiere a la forma. “D” al peligro de desgaste. “E” al estado de la unidad de manejo.

Estos factores se seleccionan en base a las características de cada unidad de manejo y dichos factores van desde menos de 3 a más de 4, en donde cada grado equivale a un aumento o disminución de un 25% del valor base “A”. 4.- El valor base y los factores de corrección se sustituyen en la fórmula siguiente: A + (A/4(B + C + D + E + F)) * Y se obtiene de esta manera el valor total en MAG’s de cada unidad de manejo. CADA GRADO EQUIVALE A UN AUMENTO O UNA DISMINUCIÓN DE UN 25% DEL VALOR DE BASE (FACTOR A)

GRA DO

B VOLUMEN, DENSIDAD

C FORMA

-3 -2 -1

Muy ligero sin carga Ligero macizo

y y

0

Razonablemen te sólido

+1

Bastante pesado denso

+2

Pesado denso 10

y y

D PELIGRO DE DESGASTE

Muy plan y muy fácilmente amontonable Fácil de amontonar Bastante fácil amontonar

de

Forma aproximadamente cuadrada y capaz de ser puesta en montones Largo, redondeado o un poco irregular Muy largo, esférico o irregular

No susceptible de desgaste Susceptible de sufrir desgaste sin importancia Susceptible de quedar un poco lastimado Susceptible de quedar lastimado por aplastamiento, rotura o rayado Susceptible de quedar muy

E ESTADO

Limpio, estable y firme

Oleoso, inconsistente, inestable, difícil de tomar Cubierto de grasa, caliente,

lastimado

+3

Muy pesado y muy denso

Curvado, extremadamente largo o irregular +4 Curvado, extremadamente largo y especialmente irregular Factores de corrección y valores añadidos

Sujeto a desgastes muy importantes o muy frecuentes Sujeto a desgastes peligrosos

muy inconsistente o resbaladizo. Muy difícil de coger Superficie pegajosa Acero fundición.

b) Las condiciones del Flujo (o movimientos)

1- Condiciones de servicios Reglamentos o condicionantes que regulan los movimientos tales como exigencias de calidad para mantener separadas las partidas, y la permanencia de estos reglamentos. 2.- Condiciones de tiempo La velocidad que requiere cada movimiento y su urgencia (inmediata o convenida). La medida de los materiales que se mueven se expresa generalmente en unidades de peso o volumen, por ejemplo en toneladas o barriles. Frecuentemente se miden en el peso de la carga de los contenedores, pallets cargados, paquetes, etc.

l=nP /t La intensidad de flujo es la cantidad de material movido por periodo de tiempo. La fórmula matemática para obtener la intensidad de flujo es la siguiente: Y sus unidades pueden ser según cómo se haya medido la unidad del producto o material: tonelada/hora (Ton/hr), pies cúbicos/día (ft 3 /día), o lotes/semana. Dónde: l = intensidad de flujo n = número de unidades de producto o material P = la unidad de medida del producto o material (ton, ft 3, No. de artículos, etc.) t = periodo de tiempo (semana, día, hora). 11

en

DEPARTAMENTOS

No. DE UNIDADES MENSUALES

POR VALOR MAG

DE

MAG/MES

Tabla de intensidad calculada por departamento RUTA

UNIDADES DE MANEJO

Tabla de resumen ruta-movimientos



Cálculo de del Trabajo de Transporte de la distribución Propuesta

Trabajo de trasporte (TW) es el trabajo realizado cuando se mueven materiales. Se mide por el producto de la intensidad del flujo (l) y la distancia (D).

TW =ID Cuyas unidades son las de la intensidad (I: tonelada/hora (Ton/hr), pies cúbicos/día (ft3 /día), o lotes/semana) por las unidades de la distancia (m) así que en general puede tener unidades tales como: Ton/hr-m, o ft3 /día-m, o Lotes/semana-m

DEPARTAMENTO

con rutas

INTENSIDAD

DISTANCIA EN m

TRABAJO DE TRANSPORTE (TW)

Tabla de resumen del cálculo del trabajo de transporte

4. VISUALIZACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS Para visualizar los movimientos se deben utilizar planos y/o diagramas; tales como diagramas de flujo, recorrido, del proceso, etc. El diagrama de flujo del S.H.A muestra el movimiento de materiales sobre las diversas rutas. Ambas, el material o clase de material y la intensidad del movimiento se indican en él. Dado que el diagrama se dibuja sobre un plano del Layout actual, quedan expuestas las correctas localizaciones geográficas. Por ello, es fácil indicar la distancia y la dirección del movimiento de cada ruta. Una segunda manera de visualizar los movimientos de material es representarlos por coordenadas sobre un gráfico. El eje horizontal se usa para la distancia y el eje vertical para la intensidad. Cada movimiento tiene una 12

cierta distancia e intensidad y puede ser representado por un punto correcto en el gráfico. Planos y/o diagramas:

Diagrama Grafica-Intensidad Una vez determinadas las intensidades y las distancias entre cada departamento, Se procede a dibujar en el plano de la distribución seleccionada las rutas entre cada departamento. Estas rutas se indican con un par de líneas paralelas, separadas a una distancia determinada por la cantidad de MAGs que circulan entre un origen y un destino. La distancia entre las dos líneas paralelas es proporcional a la cantidad de MAGs. El diagrama Distancia-Intensidad se puede interpretar una vez conociendo el cursograma analítico del proceso completo. Transporte

Almacenaje

Operación

Simbología

El manejo de materiales entre las operaciones se puede representar por medio de símbolos de manejo de materiales en una gráfica similar a la gráfica de relación de actividades utilizada en el S.L.P. A manera de memorizar y manejar las operaciones se ha optado por manejar símbolos propuestos en el manual de S.H.A. de Richard Muther. 5. CONOCIMIENTOS Y COMPRENSIÓN DE LOS MÉTODOS DE MANEJO DE MATERIALES Identificar las posibles formas o métodos de manejo que se adecuen a la situación planteada. 6. PLANES PRELIMINARES DE MANEJO DE MATERIALES Se fijan planes alternativos de manejo de materiales de acuerdo al análisis realizado. 7. MODIFICACIONES Y LIMITACIONES 13

Se estudian las limitaciones del problema y se hacen las modificaciones, para adecuarse a los recursos disponibles. 8. CÁLCULOS DE LOS REQUERIMIENTOS Se hacen los cálculos definitivos de los requerimientos de cada plan alternativo. 9. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Las alternativas se avalúan a fin de predecir el comportamiento de cada plan, lograr evidenciar las ventajas y desventajas de cada uno. Conocidos los detalles de cada plan alternativo se selecciona aquel que proporcione el mínimo manejo de materiales al más bajo costo. BIBLIOGRAFÍA GERMÁN NOÉ REYES FLORES & IDALIA FLORES DE LA MOTA (2013), La aplicación de las técnicas SYSTEMATIC LAYOUT PLANNING y SYSTEMATIC HANDLING ANALYSIS para mejorar el movimiento de materiales en una empresa textil (TESIS MAESTRO EN INGENIERÍA), UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO, MÉXICO, D. F. Karina Ahmed Djabi Porras (2006), Diseño de un sistema de manejo de materiales en Bridgestone Firestone Venezolana (TESIS DE PREGRADO), UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR COORDINACIÓN DE INGENIERÍAQ DE PRODUCCIÓN, Sartenejas.

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