Ingeniería en Gestión Empresarial

M.I.A. Gabriel Ruiz Contreras gabriel2306@prodigy.net.mx

gabriel_ruiz_ige@itszongolica.edu.mx

Instituto Tecnológico Superior de Zongolica

Asignatura: Ingeniería de Procesos

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Contenido

1. Principios básicos

2. Tipos de distribución de planta

3. Metodología para la distribución de planta

4. Diseño de planta a través de Software especializado

5. Macro y micro localización de plantas

6. Métodos de evaluación de alternativas de localización de plantas

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Introducción

• La distribución de planta es un concepto relacionado con la disposición de las máquinas, los departamentos, las estaciones de trabajo, las áreas de almacenamiento, los pasillos y los espacios comunes dentro de una instalación productiva propuesta o ya existente.

La finalidad fundamental de la distribución en planta consiste en organizar estos elementos de manera que se asegure la fluidez del flujo de trabajo, materiales, personas e información a través del sistema productivo.

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Disposiciones físicas modernas: compactas y flexibles

• Actualmente las disposiciones físicas se diseñan con la meta de producir productos y servicios que cumplan con las necesidades de los clientes.

• Deben ser capaces de producir los productos con rapidez y de entregarlos a tiempo.

• Son cada vez más compactas: los materiales recorren distancias más cortas, los productos son producidos con mayor rapidez y se atienden a los clientes con mayor efectividad.

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1. Principios básicos

• Será siempre más efectiva la distribución que haga el trabajo más satisfactorio y seguro para los trabajadores.

1. Satisfacción y seguridad.

• 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.

2. Integración en conjunto.

• Es siempre mejor la distribución que permite que la distancia a recorrer por el material sea la menor posible.

3. Mínima distancia recorrida.

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Principios básicos (continuación)

• 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 transformen, tratan o montan los materiales.

4. Circulación o flujo de

materiales.

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

5. Espacio cubico.

• Será siempre más efectiva la distribución que pueda ser ajustada o reordenada con menos costo o inconvenientes.

6. Flexibilidad.

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Características de una adecuada distribución de planta

Minimizar los costes de manipulación de materiales.

Utilizar el espacio eficientemente.

Utilizar la mano de obra eficientemente

Eliminar los cuellos de botella.

Facilitar la comunicación y la interacción entre los propios trabajadores, con los supervisores y con los clientes.

Reducir la duración del ciclo de fabricación o del tiempo de servicio al cliente.

Eliminar los movimientos inútiles o redundantes.

Facilitar la entrada, salida y ubicación de los materiales, productos o personas.

Incorporar medidas de seguridad.

Promover las actividades de mantenimiento necesarias.

Proporcionar un control visual de las operaciones o actividades.

Proporcionar la flexibilidad necesaria para adaptarse a las condiciones cambiantes.

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Parámetros para una adecuada distribución de planta.

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• La elección del proceso. • La cantidad y variedad de bienes o servicios a

elaborar. • El grado de interacción con el consumidor. • La cantidad y tipo de maquinaria. • El nivel de automatización. • El papel de los trabajadores. • La disponibilidad de espacio. • La estabilidad del sistema y los objetivos que éste

persigue.

2. Tipos de distribución de planta.

Existen cuatro tipos básicos de distribuciones en planta:

A. Distribución por Procesos.

B. Distribución por Producto o en Línea.

C. Distribución de Posición Fija.

D. Distribuciones tipo Células de Trabajo.

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A. Distribución por procesos o funcional

• Agrupa máquinas similares en departamentos, según el proceso o la función que desempeñan.

• Se utiliza generalmente cuando se fabrica una amplia gama de productos que requieren la misma maquinaria y se produce un volumen relativamente pequeño de cada producto.

• Las máquinas son de uso general y los trabajadores están muy calificados para poder trabajar con ellas.

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Ejemplos : Fábricas de hilados y tejidos, talleres de mantenimiento e industrias de confección.

Distribución por procesos

Ventajas • Menor inversión en

maquinaria. • Mayor ocupación de las

maquinas. • Se puede ocupar cualquier

maquina disponible. • Los operarios son mucho

más hábiles. • Las averías en la

maquinaria no interrumpen toda una serie de operaciones.

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Desventajas • Falta de eficiencia: puede

existir desordenamiento en el flujo productivo.

• El movimiento de interdepartamental puede consumir períodos grandes de tiempo: formación de colas.

• La carga de trabajo de los operarios fluctúa con frecuencia.

• Mayor tiempo de configuración de las máquinas .

B. Distribución por producto o en línea

• Originalmente llamada cadena de montaje.

• Organiza los elementos en una línea de acuerdo con la secuencia de operaciones para la elaboración de un producto concreto.

• Toda la maquinaria y equipos necesarios para fabricar determinado producto se agrupan en una misma zona y se ordenan de acuerdo con el proceso de fabricación.

• Se emplea principalmente en los casos en que exista una elevada demanda de uno ó varios productos más o menos normalizados.

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Ejemplos : El embotellado de gaseosas, el montaje de automóviles y el enlatado de conservas.

Distribución por producto

Ventajas • Tiempo total de

producción menor. Se evitan las demoras entre máquinas.

• Menores acumulación de materiales en las diferentes operaciones.

• Cantidad limitada de inspección (a la entrada y salida).

• Control de la producción simplificada.

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Desventajas • Mayor inversión en máquinas

debido a sus duplicidades. • Menos flexibilidad en la

ejecución del trabajo. • Peligro que se pare toda la

línea de producción si una máquina sufre una avería.

• Menos pericia en los operarios. Cada uno aprende un trabajo en un puesto que a menudo consiste en máquinas automáticas que el operario sólo tiene que alimentar.

C. Distribución de posición fija

• Es típica de los proyectos en los que el producto elaborado es demasiado frágil, voluminoso o pesado para moverse.

• El producto permanece estático durante todo el proceso de producción.

• Los trabajadores, las máquinas, los materiales o cualquier otro recurso productivo son llevados hacia el lugar de producción.

• Trabajadores altamente calificados y con salarios altos.

• Con frecuencia las maquinas son subcontratadas.

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Ejemplos : Construcción de barcos, los edificios o las aeronaves.

D) Células de producción

• Sistema productivo organizado en compartimentos individuales, independientes y dinámicos, formados por una agrupación de personas y máquinas que realizan un determinado número de operaciones especializadas.

Es un esquema de máquinas de diversas funciones para el procesamiento de una misma pieza en una sucesión normalmente en forma de “U”.

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Características de las células de producción

• Cada célula se encarga de un proceso específico.

• Tiene una dirección propia y es autónoma en decisiones de su organización interna.

• Deben manejar inventarios pequeños pero suficientes para no parar la producción.

• Se deben manejar sistemas de información dinámicos, para que el intercambio entre células de producción sea adecuado.

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Ventajas de las células de producción

• Existencia de buenas condiciones para las relaciones humanas.

• Disminución de los tiempos de preparación y de fabricación (una misma célula engloba varias etapas del proceso productivo).

• Se facilita la supervisión y el control visual. • Se reduce el movimiento o manejo de los

materiales a través de la planta. • Menor corte de producción y un mejor servicio al

cliente: interno o externo.

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3. Metodología para la distribución de planta.

1. Planear el todo y después los detalles.

2. Plantear primero la disposición lineal y luego la disposición

práctica.

3. Planear el proceso y la maquinaria a partir de las necesidades de

la producción.

4. Planear la distribución basándose

en el proceso y la maquinaria.

5. Proyectar el edificio a partir de la distribución.

6. Planear con la ayuda de una clara visualización.

7. Planear con la ayuda de otros.

8. Comprobación de la distribución.

9. Vender la distribución.

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20

Paso Descripción

1. Planear el todo y después los detalles.

Se comienza determinando las necesidades generales de cada una de las áreas en relación con las demás y se hace un distribución general de conjunto. Una vez aprobada esta distribución general se procederá al ordenamiento detallado de cada área.

2. Plantear primero la disposición lineal y luego la disposición

práctica.

En primer lugar se realizar una distribución teórica ideal sin tener en cuenta ningún condicionante. Después se realizan ajustes de adaptación a las limitaciones que tenemos: espacios, costes, construcciones existentes, etc.

3. Planear el proceso y la maquinaria a partir

de las necesidades de la producción.

El diseño del producto y las especificaciones de fabricación determinan el tipo de proceso a emplear. Hemos de determinar las cantidades o ritmo de producción de los diversos productos antes de que podamos calcular qué procesos necesitamos. Después de “dimensionar” estos procesos elegiremos la maquinaria adecuada.

4. Planear la distribución basándose

en el proceso y la maquinaria.

Antes de comenzar con la distribución debemos conocer con detalle el proceso y la maquinaria a emplear, así como sus condicionantes (dimensiones, pesos, necesidades de espacio en los alrededores, etc.).

5. Proyectar el edificio a partir de la distribución.

La distribución se realiza sin tener en cuenta el factor edificio. Una vez conseguida una distribución óptima le encajaremos el edificio necesario. Pero debemos tener en cuenta que el edificio debe ser flexible, y poder albergar distintas distribuciones de maquinaria. Hay ocasiones en que el edificio es más duradero que las distribuciones de líneas que puede albergar.

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Paso Descripción

6. Planear con la ayuda de una clara

visualización.

Los planos, gráficos, esquemas, etc., son fundamentales para poder realizar una buena distribución.

7. Planear con la ayuda de otros.

La distribución es un trabajo de cooperación, entre los miembros del equipo, y también con los interesados (cliente, gerente, encargados, jefe de taller, etc.). Es más sencillo conseguir la aceptación de un diseño cuando se ha contado con todos los interesados en la generación del mismo.

8. Comprobación de la distribución.

Todos los implicados deber revisar la distribución y aceptarla. Después pueden seguirse definiendo otros detalles.

9. Vender la distribución.

Debemos conseguir que los demás acepten nuestro plan.

4. Diseño de planta a través de software especializado.

• El diseño de la distribución en planta de una instalación, requiere del análisis exhaustivo de una serie de factores, cuyo análisis en ocasiones se complejiza debido al numero excesivo de cálculos y posibilidades en los problemas de distribución.

• Es por eso que su análisis a partir de ordenadores permite facilitar y acelerar el proceso de búsquedas de soluciones.

• Actualmente existen diversas aplicaciones y herramientas que sirven de apoyo para realizar el diseño de planta.

• Sin embargo, dada su complejidad de uso y el costo de sus licencias queda fuera del alcance de las empresas más pequeñas.

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5. Macro y microlocalización de planta.

• La macro y microlocalización de planta se refiere al analisis para determinar el sitio idóneo donde se puede instalar una planta industrial, un centro de servicio o una oficina. • El sitio idóneo será aquel que incurra en costos mínimos y en mejores facilidades de acceso a recursos, equipo, etc.

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La localización de plantas industriales se centra en

minimizar costes, la localización de almacenes

por la combinación del coste y la rapidez de

entrega, mientras que los detallistas y servicios

profesionales típicamente se concentran en la maximización de los

ingresos.

Localización a nivel macro

• Es comparar alternativas entre las zonas del país y seleccionar la que ofrece mayores ventajas para el proyecto.

• Los factores mas importantes a considerar son:

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Costo de Transporte de Insumos y

Productos Se trata de determinar si, la localización quedara cerca del insumo o del mercado. La comparación se debe hacer tomando en cuenta pesos, distancias y tarifas vigentes.

Factores macro

Disponibilidad y Costos de los Insumos

Considerando la cantidad de productos para satisfacer la demanda, se debe analizar las disponibilidades y costos de la materia prima en diferentes zonas.

Recurso humano.

Existen industrias, cuya localización se determina sobre la base de la mano de obra, esto es cuando se utilizan un gran porcentaje de esta y el costo es muy bajo.

Políticas de Descentralización

Se hacen con el objeto de descongestionar ciertas zonas y aprovechar recursos de materia prima que ofrecen el lugar geográfico.

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Localización a nivel micro

• En la localización a nivel micro se estudian aspectos más particulares a los terrenos ya utilizados.

• Entre los factores a considerar están:

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Vías de Acceso Se estudian las diversas vías de acceso que tendrá la empresa.

Transporte de Mano de Obra.

Se analiza si será necesario facilitar transporte para la mano de obra a utilizar en los procesos productivos.

Energía eléctrica Es uno de los factores mas importantes para localizar la planta y es preferible ubicarla cerca de la fuente de energía.

Factores micro

Agua

El agua en cantidad y calidad puede ser decisiva para la localización.

Es utilizada para todas las actividades humanas. En una industria se usa para calderas, procesos industriales y enfriamientos

Valor del terreno

En proyectos agropecuarios, la calidad de la tierra juega un papel importante al lado de la disponibilidad de agua superficial del suelo.

Calidad de mano de obra

Investigar si existe la mano de obra requerida de acuerdo a la industria.

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6. Métodos de evaluación de alternativas de localización.

• Los cuatro métodos más importantes utilizados para resolver problemas de localización de plantas son los siguientes:

I. Método de los factores ponderados

II. Análisis del punto muerto

III. Método del centro de gravedad

IV. Modelo de transporte

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I. El método de factores ponderados

• En la selección de una localización aparecen muchos factores.

• Algunos de estos factores son más importantes que otros.

• Por lo que los directivos pueden utilizar pesos para hacer el proceso de decisión más objetivo.

• El método de factores ponderados es muy popular, porque puede introducirse factores tan diversos como la educación, el ocio y la capacidad de los trabajadores, entre otros.

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Procedimiento: método de factores ponderados.

1. Determinar una relación de los factores relevantes.

2. Asignar un peso a cada factor que refleje su importancia relativa en función de los objetivos de la empresa.

3. Fijar una escala a cada factor (por ejemplo: 1-10 ó 1-100 puntos)

4. Hacer que los directivos evalúen cada localización para cada factor, utilizando la escala definida en el paso 3.

5. Multiplicar la puntuación por los pesos para cada factor y obtener el total (sumando los resultados) para cada localización.

6. Hacer una recomendación basada en la localización que haya obtenido la mayor puntuación.

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Ejemplo 1: método de factores ponderados.

• Una empresa de cosméticos ubicada en la ciudad en la zona industrial del valle de México ha decidido incrementar su producción de colonia “Mask” abriendo una fabrica. La expansión se debe a la limitada capacidad de su fabrica actual. La siguiente tabla proporciona una lista de los factores cualitativos relevantes en opinión del presidente y vicepresidente de la compañía. Se muestran los pesos asignados y los valores evaluados por los directivos para dos posibles localizaciones: Querétaro y Puebla. Calcule los valores ponderados y emita una recomendación.

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Porcentaje Valores asignados (1-100) Valores ponderados

Factor Peso Querétaro Puebla Querétaro Puebla

Costes 0.25 70 60

S. Transporte 0.05 50 60

Educación 0.10 85 80

Seguridad 0.39 75 70

Recursos 0.21 60 70

Total 1.00

Ejemplo 1: método de factores ponderados.

• Una empresa de cosméticos ubicada en la ciudad en la zona industrial del valle de México ha decidido incrementar su producción de colonia “Mask” abriendo una fabrica. La expansión se debe a la limitada capacidad de su fabrica actual. La siguiente tabla proporciona una lista de los factores cualitativos relevantes en opinión del presidente y vicepresidente de la compañía. Se muestran los pesos asignados y los valores evaluados por los directivos para dos posibles localizaciones: Querétaro y Puebla. Calcule los valores ponderados y emita una recomendación.

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Porcentaje Valores asignados (1-100) Valores ponderados

Factor Peso Querétaro Puebla Querétaro Puebla

Costes 0.25 70 60 17.5 15.0

S. Transporte 0.05 50 60 2.5 3.0

Educación 0.10 85 80 8.5 8.0

Seguridad 0.39 75 70 29.3 27.3

Recursos 0.21 60 70 12.6 14.7

Total 1.00 70.4 68.0

II. Análisis del Punto Muerto de Localización

• Es la utilización del análisis coste-volumen para realizar una comparación económica de las alternativas de localización.

• Identificando los costes fijos y los variables para cada localización y disponiéndolos en un grafico, se puede determinar cual de ellas proporciona un menor coste.

• Este enfoque grafico también proporciona el rango de variación del nivel de producción en el que cada localización es preferible a las demás.

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Procedimiento: análisis del punto muerto de localización.

1. Determinar los costes fijos y variables para cada localización.

2. Realizar un grafico donde los costes de cada localización se reflejen en el eje vertical y el volumen anual de producción en el horizontal.

3. Seleccionar la localización que proporcione el coste total mínimo para el volumen de producción esperado.

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Ejemplo 2: analisis del punto muerto de localización.

• Un fabricante de cierto componente automotriz esta considerando tres posibles localizaciones: Akron, Bowling Green y Chicago, para su nueva fabrica. Los estudios de costes indican que los costes fijos anuales para las tres localizaciones son de 30.000, 60.000, y 110.000 dólares, respectivamente, mientras que los costes variables serían de 75, 45 y 25 dólares por unidad, respectivamente. El precio esperado de venta del componente es de 210 dólares. La empresa desea encontrar la localización más económica para un volumen de producción previsto de 2.000 unidades anuales.

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Solución: 1. Establecer la ecuación de coste para un volumen X para las localizaciones Modelo: coste para un volumen X= Coste fijo + Coste variable (X) 2. Calcular los costes totales para cada localización • Akron: coste para un volumen X= • Bowling: coste para un volumen X=

• Chicago: coste para un volumen X=

Ejemplo 2: analisis del punto muerto de localización.

• Un fabricante de cierto componente automotriz esta considerando tres posibles localizaciones: Akron, Bowling Green y Chicago, para su nueva fabrica. Los estudios de costes indican que los costes fijos anuales para las tres localizaciones son de 30.000, 60.000, y 110.000 dólares, respectivamente, mientras que los costes variables serían de 75, 45 y 25 dólares por unidad, respectivamente. El precio esperado de venta del componente es de 210 dólares. La empresa desea encontrar la localización más económica para un volumen de producción previsto de 2.000 unidades anuales.

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Solución: 1. Establecer la ecuación de coste para un volumen X para las localizaciones Modelo: coste para un volumen X= Coste fijo + Coste variable (X) 2. Calcular los costes totales para cada localización • Akron: coste para un volumen X= 30.000 + 75 (2000) = 180.000 dólares • Bowling: coste para un volumen X= 60.000 + 45 (2000)= 150.000 dólares

• Chicago: coste para un volumen X= 110.000 + 25 (2000)= 160,000 dólares

Continuación solución problema 2

3. Seleccionar la localización con el menor coste total y calcular el beneficio esperado anual:

• Bowling Green proporciona el menor coste.

• Beneficio esperado= Ventas totales esperadas – costes totales.

• Beneficio esperado=

Continuación solución problema 2

3. Seleccionar la localización con el menor coste total y calcular el beneficio esperado anual:

• Bowling Green proporciona el menor coste.

• Beneficio esperado= Ventas totales esperadas – costes totales.

• Beneficio esperado= (2000 x 210) – 150.000 = 270,000 dólares/año

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10.000 $

30.000 $

60.000 $

110.000 $

150.000 $

180.000 $

500 1000 1500 2000 2500 3000

Co

ste

an

ual

Volumen de producción

Akron, Bowling Green Chicago

III. El método del centro de gravedad

• Es una técnica matemática utilizada para encontrar la localización de un centro de distribución que minimice los costes de distribución.

• El método tiene en cuenta la localización de los clientes, el volumen de artículos transportados y los costes de transporte, para encontrar la mejor utilización del centro de distribución.

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Procedimiento: método del centro de gravedad.

1. Situar las localizaciones posibles en un sistema de coordenadas. 2. El lugar en el que situar el origen de coordenadas y la escala a utilizar es arbitrario, lo que

importa es que las distancias relativas se representen correctamente. 3. Lo anterior se puede hacer de una forma muy sencilla dibujando una cuadricula en un

mapa. 4. El centro de gravedad vendrá determinado por las siguientes ecuaciones: Donde: Cx= coordenada X del centro de gravedad Cy= coordenada Y del centro de gravedad dix= coordenada X de la localización i diy= coordenada Y de la localización i Wi= volumen de articulos transportados a (o desde) la localización i. El método asume que el coste es directamente proporcional tanto a la distancia como al volumen transportado. La localización ideal es aquella que minimiza la distancia entre el almacén y los destinos finales, donde la distancia se pondera con el número de contenedores transportados. 40

Ejemplo 3: el método del centro de gravedad.

• Considere el caso de una cadena de cuatro grandes almacenes situados en Chicago, Pittsburg, Nueva York y Atlanta. Actualmente estos centros sirven desde un inadecuado y antiguo almacen de distribución en Pittsburg, lugar donde se creo la primera tienda de la empresa. En la siguiente tabla vemos las demandas de cada centro.

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Localización del almacén Número de containers enviados mensualmente

Chicago Pittsburg

Nueva York Atlanta

2 000 1 000 1 000 2 000

La empresa ha decidido encontrar alguna localización central en la que construir un nuevo almacen de distribución

Solución ejemplo 3

• En la siguiente figura, se muestran las localizaciones actuales de las tiendas en un sistema de coordenadas.

42 Origen

arbitrario

30

60

90

120

30 60 90 120 150

150

Chicago (30,120) Nueva York (130,130)

Pittsburgh (90,110)

Atlanta (60,40)

Centro de gravedad (66.7, 93.3)

Poniendo estas coordenadas sobre el mapa, corresponde a la parte central de Columbus Ohio.

Ejercicios de aplicación

1. La tabla siguiente muestra los cuatro factores que consideran relevantes los miembros del departamento de sanidad de Washington D.C. para la apertura de una clínica publica gratuita sobre un tratamiento especial (SIDA). Calcule los valores ponderados y emita una recomendación.

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Valores asignados (1-10) Valores ponderados

Factor Peso Casa de caridad

Ayuntamiento

Área de Estación Autobús

Casa de caridad

Ayuntamiento

Área de Estación Autobús

Accesibilidad de los

pacientes. 5 9 7 7

Alquiler 3 6 10 3

Discreción 3 5 2 7

Accesibilidad del personal 2 3 6 2

Ejercicios de aplicación

2. Una empresa de fundición esta considerando la apertura de una nueva fabrica en Denton (Texas), Edwardsville (Illinois) o Fayetteville (Arkansas) para la producción de miras de rifle de alta calidad. La empresa ha calculado los siguientes datos referentes a costes.

a) Realizar un gráfico con las curvas de costes totales. b) ¿Para que rangos de producción es mejor cada una de las localizaciones? c) ¿Cuál es el volumen de producción en la intersección de Edwardsville y

Fayentteville? El volumen maximo de producción será 30 000 unidades.

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Costos variables

Localización Costo fijo

anual Materiales

Mano de obra

Operación

Denton Edwardsville Fayentteville

200 000 180 000 170 000

.20

.25 1.00

0.40 0.75 1.00

0.40 0.75 1.00

Ejercicios de aplicación

3) Una refineria, con sede en Houston, debe decidir entre tres lugares la localización de una nueva refinería. La empresa ha seleccionado seis factores relevantes y les ha dado un peso entre 1 y 5, según la siguiente tabla:

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Valores asignados (1-100) Valores ponderados

Factor Peso Localización A

Localización B

Localización C

Proximidad a puertos 5 100 80 80

Disponibilidad de energia 3 80 70 100

Coste de M.O. 4 30 60 70

Distancia desde Houston 2 10 80 60

Aceptación de la Comunidad 2 90 60 80

Proveedores en la zona 3 50 60 90

Ejercicios de aplicación

4. La oficina principal de correos de Tampa (Florida) debe ser reemplazada por una mucho mayor y más moderna, capaz de absorber el tremendo flujo de correo que no ha dejado de crecer en la ciudad desde 1990. Dado que todo el correo, el que se recibe y el que se envía, se transporta desde oficinas de correos regionales a la oficina central, la localización de esta puede provocar diferencias significativas en la eficiencia de los envíos, tanto en términos de coste como de tiempo. Utilizando los datos de la tabla adjunta, calcule las coordenadas del centro de gravedad para las nuevas instalaciones.

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Oficina regional Coordenadas No. de viajes de camiones

diarios

Ybor City Davis Island Dale-Mabry Palma Ceia Bayshore Temple Terrace Hyde Park

(10, 5) (3, 8) (4, 7)

(15, 10) (13, 3) (1, 12) (5, 5)

3 3 2 6 5 3

10