distribucion de planta

“Planeación de la Distribución de Planta”

Santiago Machacuay Cordova.Presenta:

VII SEMESTRE

JUNIN – PERU2010 - I

VII SEMESTRE

JUNIN – PERU2010 - I

DISEÑO DE PLANTAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

Facultad de Ingeniería y ciencias humanas _ Facultad de Ingeniería y ciencias humanas _ JunínJunín

U.N.C.P. Facultad de Ingenieria y Ciencias Humanas 2010 - I

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Es la colocación física ordenada de los medios industriales, tales como maquinaria, equipo, trabajadores, espacios requeridos para el movimiento de materiales y su almacenaje, además de conservar el espacio necesario para la mano de obra indirecta, servicios auxiliares y los beneficios correspondientes.

¿Qué es Distribución de Planta?


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1. Objetivos de la Distribución de Planta:

Reducción del riesgo para la salud y aumento de la seguridad de los trabajadores.

Elevación de la moral y la satisfacción del obrero. Incremento de la producción. Disminución de los retrasos en la producción. Ahorro de área ocupada. Reducción del manejo de materiales. Una mayor utilización de la maquinaria, de la mano de obra y de los

servicios. Reducción del material en proceso. Acortamiento del tiempo de fabricación. Reducción del trabajo administrativo, del trabajo indirecto en general. Logro de una supervisión mas fácil y mejor. Disminución de la congestión y confusión. Disminución del riesgo para el material o su calidad. Mayor facilidad de ajuste a los cambios de condiciones.


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2. Importancia Por que las actividades industriales se rigen cada vez más por condicionantes

de un mercado exigente y selectivo, en el que la eficiencia en el desempeño de todas las facetas del proceso productivo se hace condición necesaria para la subsistencia de la empresa. El éxito dependerá de la optimización de los costos de producción y una flexibilización de los procesos que permita hacer frente a un entorno cambiante. Por ello la distribución de las diferentes actividades del proceso productivo en la planta cobra más importancia.

El beneficio no solo es económico. Una distribución ajustada contempla entre sus criterios el bienestar, las condiciones laborales y la salud de los trabajadores. Además la disminución de los costos productivos suele deberse a un menor consumo de energía en procesos de manutención y acopio de materiales, lo que supone un menor costo medioambiental.

En general, la minimización de la distancia a recorrer por el flujo de materiales entre actividades se considera como criterio fundamental.

Otra de las condiciones es que el área asignada a las actividades observe determinadas restricciones, es decir, que el tamaño de dicha área sea suficiente, y que la geometría de la misma permita su normal desempeño.

De este modo plantearemos un estudio analítico de la distribución de planta, sus objetivos y principios, los tipos de distribución más frecuentes y la forma de diseñarlos así como los factores que pueden afectar una buena distribución.


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3. Elementos Básicos

Materiales (materias primas, productos en curso, productos terminados). Incluyendo variedad, cantidad, operaciones necesarias, secuencias, etc.

Maquinaria. Trabajadores. Movimientos (de personas y materiales). Espera (almacenes temporales, permanentes, salas de

espera). Servicios (mantenimiento, inspección, control, programación,

etc.) Edificio (elementos y particularidades interiores y exteriores

del mismo, instalaciones existentes, etc.)


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3.2 Sistemas de una Planta Industrial


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3.3 Manejo de Materiales

El equipo para el manejo de materiales a sido agrupado por de la siguiente manera:

Transportadores Grúas, elevadores y montacargas Equipo de posicionamiento, pesado y de control Vehículos industriales Vehículos motorizados Transportes marítimos Aeronaves Envases y soportes


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4. Fases de las Etapas

Actividades Previas. Pasos de la Planeación Sistemática de la

Distribución de Planta. Principios Básicos de la Distribución en

Planta. Tipos de distribución en planta. Diseño de Distribución en planta


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Actividades Previas

Definición del Producto o Productos Localización de la Planta: acceso a servicios

básicos, tipo de zona, servicios de transporte, disponibilidad de mano de obra, proximidad de clientes, seguridad de la zona, servicios externos a la planta.

Definición de conjunto: planificación de capacidades, maquinarias, edificaciones.


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Pasos de la Planeación Sistemática de la Distribución de Planta Paso 1 es el de LOCALIZACIÓN.- se decide donde va a estar el área

que va a ser organizada, este no es necesariamente un problema de nuevo físico. Muy comúnmente es uno de los determinados, si la nueva organización o reorganización es en el mismo lugar que está ahora, en un área de almacenamiento actual, en un edificio adquirido recientemente o un área potencialmente disponible.

Paso 2 es donde se PLANEA LA ORGANIZACIÓN GENERAL COMPLETA.- Esta establece el patrón o patrones básicos de flujo para el área de que va a ser organizada. Esto también indica el tamaño, relación y configuración de cada actividad mayor, departamento o área.

Paso 3 es la PREPARACIÓN EN DETALLE del plan de organización e incluye planear donde va a ser localizada cada pieza de maquinaria o equipo.

Paso 4 es LA INSTALACIÓN.- Esto envuelve ambas partes, planear la instalación y hacer físicamente los movimientos necesarios. Indica los detalles de la distribución y se realizan los ajustes necesarios conforme se van colocando los equipos.


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Principios Básicos de la Distribución en Planta Principio de la Integración de conjunto. La mejor distribución es la

que integra las actividades auxiliares, así como cualquier otro factor, de modo que resulte el compromiso mejor entre todas las partes.

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 entre operaciones sea más corta.

Principio de la circulación o flujo de materiales. En igualdad de condiciones, es mejor aquella distribución o proceso que este en el mismo orden a secuencia en que se transforma, tratan o montan los materiales.

Principio de espacio cúbico. La economía se obtiene utilizando de un modo efectivo todo el espacio disponible, tanto vertical como horizontal.

Principio de la satisfacción y de la seguridad. A igual de condiciones, será siempre más efectiva la distribución que haga el trabajo más satisfactorio y seguro para los productores.

Principio de la flexibilidad. A igual de condiciones, siempre será más efectiva la distribución que pueda ser ajustada o reordenada con menos costo o inconvenientes.


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Tipos de distribución en planta

Distribución por posición fija

La distribución por posición fija se emplea fundamentalmente en proyectos de gran envergadura en los que el material permanece estático, mientras que tanto los operarios como la maquinaria y equipos se trasladan a los puntos de operación. El nombre, por tanto, hace referencia al carácter estático del material.

Distribución por posición fija. Ensamble de un avión Airbus A340/600 en la planta de Airbus en Tolouse (Francia)


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Ventajas:

Se logra una mejor utilización de la maquinaria Se adapta a gran variedad de productos Se adapta fácilmente a una demanda intermitente Presenta un mejor incentivo al trabajador Se mantiene más fácil la continuidad en la producción

Recomendable si:

Las operaciones de transformación o tratamiento requieren tan sólo herramientas de mano o máquinas sencillas. La efectividad de la mano de obra se basa en la habilidad de los trabajadores, es decir la responsabilidad sobre la calidad del producto, esta en el trabajador.


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Distribución por proceso, por funciones, por secciones o por talleresEste tipo de distribución se escoge habitualmente cuando la producción se organiza por lotes. Ejemplo de esto serían la fabricación de muebles, la reparación de vehículos, la fabricación de hilados o los talleres de mantenimiento. En esta distribución las operaciones de un mismo proceso o tipo de proceso están agrupadas en una misma área junto con los operarios que las desempeñan. Esta agrupación da lugar a “talleres” en los que se realiza determinado tipo de operaciones sobre los materiales, que van recorriendo los diferentes talleres en función de la secuencia de operaciones necesaria.

Ventajas:

Flexibilidad para cambios en los productos y en el volumen de demanda.

Alto incentivo para los obreros de elevar su rendimiento. Existe acumulación local de experiencia en el proceso. Es más fácil de mantener la continuidad de la producción en caso de: - Máquinas o equipos averiados - Falta de material - Obreros ausentes

Inconvenientes:

Poseen mayor tiempo de producción total, mayores tiempos muertos. Altos niveles de inventarios de trabajo en proceso y mayores costos de almacenamiento.Se requiere mano de obra más calificada

Recomendable si:

Variedad de productos y demanda baja o intermitente de cada uno de ellos. Hay amplias variaciones en los tiempos requeridos por las diversas operaciones..


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Distribución por producto, en cadena o en serieCuando toda la maquinaria y equipos necesarios para la fabricación de un determinado producto se agrupan en una misma zona, siguiendo la secuencia de las operaciones que deben realizarse sobre el material, se adopta una distribución por producto. El producto recorre la línea de producción de una estación a otra sometido a las operaciones necesarias. Este tipo de distribución es la adecuada para la fabricación de grandes cantidades de productos muy normalizados.

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.

Inconvenientes:

Ausencia de flexibilidad en el proceso. Escasa flexibilidad en los tiempos de fabricación. Inversión muy elevada. El conjunto depende de cada una de las partes. Trabajos muy monótonos.

Recomendable si:

Es la distribución más efectiva y eficaz cuando lo justifica un alto volumen de producción de unidades idénticas.

El diseño del producto esté más o menos normalizado.

La demanda del producto sea razonablemente estable.


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Tipos de distribución en plantaCélulas de trabajo o células de fabricación flexibleCon la conformación de células de trabajo se pretende combinar las características de ambos tipos de sistemas de fabricación, obteniendo una distribución flexible y eficiente.

Simplificación de los tiempos de cambio de la maquinaria.

Reducción del tiempo de formación. Reducción de los costes asociados al

flujo de materiales. Reducción de los tiempos de

fabricación. Reducción del nivel de inventario.

Facilidad a la hora de automatizar la producción.

Creación de un espíritu de trabajo en equipo: mejora la motivación y la

productividad de la célula

VENTAJAS INCONVENIENTES

Duplicidad de equipamientos. Dificultad para establecer células de fabricación en determinados tipos de

procesos. Mayor inversión en maquinaria,

equipamiento y superficie. Necesidad de trabajadores

polivalentes.


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VentajasVentajas de distribución por posición fija Se logra una mejor utilización de la maquinaria Se adapta a gran variedad de productos Se adapta fácilmente a una demanda intermitente Presenta un mejor incentivo al trabajador Se mantiene más fácil la continuidad en la producción Ventajas de distribución por proceso Reduce el manejo del material Disminuye la cantidad del material en proceso Se da un uso más efectivo de la mano de obra Existe mayor facilidad de control Reduce la congestión y el área de suelo ocupado. Ventajas de la distribución por reducción en cadena Reduce el manejo de la pieza mayor Permite operarios altamente capacitados Permite cambios frecuentes en el producto Se adapta a una gran variedad de productos Es más flexible


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DISEÑO DE DISTRIBUCION EN PLANTA

El diseño de instalaciones, 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 arreglo debe obedecer a las limitaciones de disponibilidad de terreno y del propio sistema productivo a fin de optimizar las operaciones de las empresas.


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PROCESO DE DISEÑO DE DISTRIBUCION EN PLANTA

Como todo problema de diseño, es posible su resolución mediante un proceso sistémico y creativo.El autor Gonzáles Cruz plantea resolver mediante una metodología:

FORMULACION DEL

PROBLEMA DE

DISEÑO

EVALUACION DE

ALTERNATIVAS DE

DISEÑO

ANALISIS

BUSQUEDA DE

ALTERNATIVAS DE

DISEÑO

SELECCIÓN DEL

DISEÑO

ESPECIFICACIONES


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Algunos autores, presentan una metodología de proceso de diseño más detallado y reflejado en 10 pasos; que posee un marcado carácter sistémico:


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SECUENCIA DEL PROCESO DE DISEÑO DE PLANTA

El proceso se inicia con disposiciones referentes al producto y al proceso de fabricación, que sirven de base en forma secuencial para las demás etapas del diseño de la planta industrial


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PROCESO INTEGRADO DE DISEÑO DE LA PLANTA

Las decisiones de diseño no se toman de manera secuencial, sino más bien simultánea y recursiva,

Se logran soluciones integradoras de las necesidades a cubrir, que mejores costes, calidad productividad, niveles de inventario, espacio, transporte y tamaño.


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PLANIFICACIÓN SISTEMÁTICA DE LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTASYSTEMATIC LAYOUT PLANNING (SLP)

Cuantificar el flujo de materiales entre departamentos

Construir el diagrama de relaciones entre actividades

Construir el diagrama de relaciones Determinar necesidades de espacio Construir el diagrama de relaciones de

espacios Construir layouts alternativos

Etapas del SLP:


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SISTEMATIC LAYOUT PLANNING

Desarrollado por Muther como un procedimiento sistémico, multicriterio.

Cinco tipos de datos son necesarios como entradas del método:

PRODUCTO (P): materias primas, productos en curso, productos terminados, pzs adquiridas de terceros.

CANTIDAD (Q): Cantidad de producto o material tratado durante el proceso.

RECORRIDO ( R): Secuencia y orden de las operaciones que siguen los productos.

SERVICIOS (S): Auxiliares de producción, servicios para el personal, etc.

TIEMPO (T): Unidad de medida, para determinar las cantidades de producto.


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ANALISIS P-Q:

Se determina el tipo de distribución adecuado para proceso.

a) Cuando se produce una única unidad de un único producto, la distribución es posición fija

b) Pocos productos ocupan la mayor parte de la producción; la distribución es orientada al producto o distribución en cadena.

c) Se recomienda una distribución de mayor flexibilidad orientada al proceso.

d) Se recomienda distribuciones mixtas, se busca la máxima flexibilidad y eficiencia.


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Análisis del Recorrido de los Productos

Se determina la secuencia, cantidad y coste de los movimientos de los productos por las diferentes operaciones.

Se elaboran gráficas y diagramas descriptivos del flujo de materiales, que pueden ser:

1. Diagrama de recorrido: para muy pocos productos, en cantidades pequeñas.

2. Diagramas Multiproducto: cuando se producen pocos productos, se indica la secuencia de operaciones a la que se somete cada pieza o producto.

3.Tablas matriciales: producción de gran cantidad de productos.


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Patrones de Flujos (1)

ANÁLISIS MEDIANTE FLUJOS. MOVIMIENTOS DE MATERIALES

Flujos horizontales

: línea de flujo continua

: separa entradas y salidas

: flujo en L

: flujo en U

: flujo en O entradas y salidas muy cercanas

: flujo en S serpentina


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Patrones de Flujos (2)


Flujos verticales

: entrada y salida a distinto nivel

: entrada y salida al mismo nivel

entrada y salida al mismonivel y del mismo lado deledificio


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Símbolos del ASME1


1 American Society of Mechanican Engineers

: operación

: inspección

: transporte

: demora

: almacenamiento


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Diagrama de recorrido


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Cursograma


35Diagrama de hilos


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DIAGRAMA RELACIONAL DE ACTIVIDADES

DIAGRAMA DE INTERRELACIONES DE MUTHERDIAGRAMA DE INTERRELACIONES DE MUTHER

COD RAZON1 SEGURIDAD

2 COMPARTIR ESPACIO

3 USO NECESIDADES FISIOLOGICAS

4 OLOR DESAGRADABLE

5 COMPARTIR MATERIA PRIMA

6 SECUENCIA DEL FLUJO DE TRABAJO

7 PRUEBAS E INSPECCIONES

8 USO DEL MISMO EQUIPO

9 FACILIDAD DE ACCESO

VALOR CERCANIA A

E

I

O

U

X

ABSOLUTAMENTE NECESARIO

ESPECIALMENTE IMPORTANTE

IMPORTANTE

ORDINARIO CERCANIA

NO IMPORTANTE

INDESEABLE

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

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RECEPCION

LABORATORIO

ZONA DE MAQUINAS

PASTEURIZADO Y NORMALIZADO

ZONA DE QUESOS

ZONA DE YOGURT

ZONA UHT

ZONA TETRA PACK

ZONA EMBALAJE

ALM. PROD. TERM--CAMARAS FRIGORIF.

ALMACEN DE INSUMOS

OFICINAS

CREMATORIO

ALMACEN DE DESPACHO

CORTE QUESOS - PREPAR. ETIQUETAS

BAÑOS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

11

12

13 14 1516

O7

18

E 6A7

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X 1 U

X1X4

U6A1X4U

I 7 U 2 X1

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X

A 7

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2

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I

1

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A 6

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1

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O

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1

1

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2

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X

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U

U

3

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U

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1

UU

X

1

U

I

7

3

1

7

1

I3

X4

1

X

X

3

O 3


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Diagrama Relacional de Recorridos y / o Actividades

Información de las relaciones entre las actividades y la proximidad entre ellas.

El diagrama es un grafo: los nodos representan las actividades unidos por líneas.

Las líneas expresan la existencia de algún tipo de relación entre las actividades unidas.

La intensidad de la relación está reflejada mediante números junto a las líneas o mediante el código correspondiente.

En el grafo se debe minimizar el número de cruces entre las líneas que representan las relaciones entre las actividades.

Se trata de conseguir distribuciones en que las actividades con mayor flujo estén lo más cerca posible.

Los departamentos que acogen las actividades son adimensionales sin forma definida.


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DIAGRAMA RELACIONAL DE ACTIVIDADES Y RECORRIDOS


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Diagrama Relacional de Espacios

Se emplea el método más adecuado para el cálculo de los espacios El espacio depende además de las características del proceso

productivo global, de la gestión de dicho proceso o del mercado; ejemplo, la variación de la demanda con el tipo de almacén previsto puede afectar el área para el desarrollo de una actividad.

El ajuste de las necesidades y disponibilidades de espacio es un proceso interactivo de continuos acuerdos y correcciones.

En éste diagrama los símbolos distintivos de cada actividad son representados a escala; proporcional al área necesaria para el desarrollo de la actividad.

En éste diagrama es frecuente añadir otro tipo de información, como el número de equipos o la planta en la que debe situarse.

Con éste diagrama se esta en disposición de construir un conjunto de distribuciones alternativas que den solución al problema.


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DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIOS


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Medición de la Distancia y de la Forma Antes de proceder a la distribución en la planta se

hace necesario determinar la forma en la que se medirá la distancia entre ellas una vez ubicadas, y la forma de las áreas asignadas a cada actividad. La mayor parte de los criterios empleados para la evaluación de la calidad de una solución determinada, utiliza la distancia entre las diferentes actividades de una forma u otra.

Por ejemplo, es muy habitual emplear el sumatorio del flujo entre cada par de actividades multiplicado por la distancia entre ellas. Por otra parte, para poder establecer cualquier tipo de restricción geométrica al área asignada a cada actividad es necesario poseer una manera de medir dicha forma.


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Métricas de Distancia Aunque hay otras posibilidades, las métricas más

frecuentemente empleadas miden la distancia entre los centroides de las áreas asignadas a las actividades. Ésta es una simplificación debida a que la localización de los puntos de recepción y expedición de materiales en cada actividad, son desconocidas hasta que no se determine el layout detallado y escogidos los sistemas de transporte de materiales. Así pues, el centroide representa en estos modelos tanto el punto de recepción como el de expedición del flujo de materiales interdepartamental.

Un problema de la utilización del centro geométrico de las áreas de las actividades como origen y final de las mediciones, es que hace necesario el empleo de mecanismos que eviten disposiciones en diana o excesivamente esbeltas de las actividades que, aunque minimizan la distancia entre los centroides, no son operativas en la práctica.


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Métricas de Distancia

Las métricas más extendidas son de tipo Minkowski, en donde la distancia entre 2 actividades i y j se determina de la forma:

haciendo variar p entre 1 e infinito se obtienen diferentes tipos de métricas


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Contorno LateralSe calcula como el recorrido que debe realizar el material entre dos actividades a lo largo de pasillos que rodean las actividades existentes entre las dos consideradas.En la figura de al lado se calcularía como la suma de las longitudes de los segmentos azules.Aunque pueden emplearse los centroides de las actividades como inicio y final del recorrido, es habitual la definición de puntos de entrada y salida de materiales para calcular el contorno lateral.


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Adyacencia

Es la métrica más sencilla, que únicamente distingue si las actividades comparten alguno de sus lados. Es empleada habitualmente con criterios cualitativos que estiman la conveniencia o no de que dos actividades sean adyacentes.

0 ; si las actividades i y j son adyacentes

dij=

1 ; en caso contrario


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Medición de la Forma

El establecimiento de restricciones de tipo geométrico a las actividades en los problemas multiárea, requiere definir maneras de evaluar la calidad de la forma de los departamentos a los que son asignadas. En la bibliografía es posible encontrar diferentes formas de medir la calidad formal de las soluciones, que en general se basan en la premisa de que es deseable que la forma de los departamentos sea lo más rectangular posible.

La mayor parte de los indicadores de calidad formal localizados en la bibliografía están dirigidos a un planteamiento discreto del problema, en el que las áreas de las actividades pueden adoptar formas más complejas e incluso desagregadas (separadas en áreas inconexas) que en los modelos continuos, en los que las áreas son, de alguna manera general, rectangulares.


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Cálculo del Espacio - Guías Concentrar al personal en amplios locales de trabajo, con o sin divisiones

interiores, con una buena iluminación, ventilación, comunicación y adaptabilidad al cambio.

Evitar superficies en que trabaje un número excesivo de personas. Proporcionar cierto aislamiento a algunos solo cuando sea necesario. Lograr que el trabajo fluya hacia delante formando una línea recta. Colocar las unidades orgánicas que tengan funciones similares y estén

relacionadas entre si adyacentemente. Las previsiones deben realizarse con respecto a las cargas máximas de trabajo

para poder hacer frente al incremento del volumen de las operaciones. Aislar en áreas a prueba de sonidos las unidades que utilizan maquinas y

equipos ruidosos. Al personal cuyo trabajo requiere de máxima concentración, se le deberá situar

dentro de divisiones parciales o completas. Instalar suficientes contactos eléctricos de piso para equipos y maquinas. Proporcionar al personal y a los visitantes de servicios, sanitarios, espacios

para los periodos de descanso y espera. Disponer de un lugar destinado a bodega o almacén de utensilios de limpieza,

papelería y suministros. La imagen de la organización debe transmitir orden y confianza.


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CAD

Otra de las técnicas que podemos utilizar es el diseño asistido por computadoras, el cual, simplifica y agiliza la tarea de distribución del espacio en las áreas de trabajo, permitiendo el manejo del ambiente laboral a través de pantallas graficas.

Esta herramienta se consigue en forma de paquete para facilitar su uso; el contenido de este paquete incluye conceptos fundamentales, requerimientos de hardware, definición general del ambiente de trabajo, utilerías básicas, instrumentos de dibujo y edición, manejo de pantallas y vistas, bloques y multilíneas, organización del dibujo por niveles, elaboración de texto y edición, acotamiento e impresión del dibujo e, importación y exportación.


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DISTRIBUCIÓN EN PLANTA POR COMPUTADOR

ALDEP“Automated Layout Design Procedure”CORELAP “Computarized Relationship Layout Planning”CRAFT “Computarized Relative Allocation of Facilities

Techniques”


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Acondicionamiento del aire

El verdadero aire acondicionado regula cuatro condiciones atmosféricas básicas:

Temperatura. Circulación. Contenido de humedad. Limpieza.


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distribucion de planta

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