Cap. IX Planificaci贸n del Ambiente de Trabajo Ing. Pablo Az谩lgara Neira 2008
9.1. Planificación de la distribución
La distribución física es una de las decisiones que determina la eficiencia de las operaciones, a largo plazo. El objetivo de la decisión de la distribución física es desarrollar una distribución económica que cumpla los requerimientos de: 1.
2. 3. 4.
el diseño del producto y el volumen el equipo de proceso y la capacidad la calidad de la vida laboral restricciones de lugares y construcción
9.1. Planificación de la distribución
La distribución física especifica el arreglo de los procesos, el equipo relacionado y las áreas de trabajo, incluyendo servicio al cliente y las áreas de almacenamiento. También facilita el flujo de materiales y de gente adentro y entre las áreas. Las decisiones acerca de la distribución física incluyen la localización más adecuada de las máquinas (en una estructura de producción), oficinas y escritorios (en una estructura de oficina), o los centros de servicio (en estructuras tales como hospitales o tiendas departamentales). Para lograr estos objetivos de distribución física, se han desarrollado una variedad de sistemas.
9.1. Planificación de la distribución 1.
2.
3.
La distribución física de posición fija.- señala los requerimientos de distribución de proyectos grandes, voluminosos, tales como barcos y edificios. La distribución física orientada al proceso.- tiene que ver con la producción de bajo volumen y gran variedad (también es llamada "taller de trabajo" o producción intermitente). La distribución física de la oficina.- ubica estratégicamente a los trabajadores, su equipo y los espacios/oficinas para ofrecer movimiento de la información.
9.1. Planificación de la distribución 4.
5.
6.
La distribución física de detallista/servicio.asigna espacio de anaquel y responde a la conducta del consumidor. La distribución física del almacén.- señala los intercambios entre el espacio y el manejo de materiales. La distribución física orientada al producto.busca la mejor utilización del personal y la maquinaria en los procesos repetitivos o continuos.
9.1. Planificación de la distribución
¿Qué flexibilidad debe tener para acomodarse a los cambios en la demanda y la mezcla de productos?
Contar con equipo que pueda moverse fácilmente
Opción costosa y dificultosa.
Considerarla como una línea de montaje.
El estudio de disposición es importante. Ej. McDonalds una buena distribución se puede replicar en todas las instalaciones de las sucursales. El objetivo principal es asegurar el flujo continuo de trabajo o un patrón específico de tráfico.
9.1. Planificación de la distribución
Las justificaciones para la decisión de la distribución en planta son:
Especificación de los objetivos del sistema en cuanto a salidas y flexibilidad. Estimación de la demanda de productos o servicios para el sistema. Requisitos de procesamiento en número de operaciones y cantidad de flujo entre departamentos y centros de trabajo. Disponibilidad y espacio de las instalaciones.
9.2. Distribución por Producto
Es aquella en que se dispone el equipo o los procesos de acuerdo con los pasos necesarios para obtener un producto. Las distribuciones físicas orientadas al producto están orientadas alrededor de un producto o de una familia de bienes similares de gran volumen y baja variedad. Las suposiciones son: 1. 2. 3. 4.
El volumen es adecuado para la utilización de gran equipo. La demanda del producto es lo suficientemente estable para satisfacer la gran inversión en equipo especializado. El producto se ha estandarizado o alcanzó una fase en su ciclo de vida, que justifica la inversión en equipo especializado. Las provisiones de materia prima y componentes son adecuadas y de calidad uniforme (estandarizadas) para garantizar que trabajarán en forma apropiada con el equipo especializado.
9.2. Distribución por Producto
En la producción continua también se le llama línea de producción o línea de montaje. Taller de flujo: sistema de producción dispuesto para que fluyan con mayor facilidad los productos dominantes. La producción tiende a ser por lotes de cada artículo. El problema central es balancear la salida de cada estación de trabajo en la línea de producción, de tal forma que sea casi igual, mientras se obtiene la cantidad de salida deseada. La meta de la administración es crear un flujo continuo suave sobre la línea de ensamble, con un mínimo de tiempo ocioso en cada estación de trabajo de la persona.
9.2. Distribución por Producto
La ventaja principal de la distribución física orientada al producto es el bajo costo variable por unidad, generalmente asociado con los productos estandarizados y de gran volumen. La distribución física orientada al producto también mantiene bajos los costos de manejo de materiales, reduce los inventarios de trabajo en proceso, y facilita el entrenamiento y la supervisión. Estas ventajas a menudo superan las desventajas de la distribución por producto, principalmente: 1. Se requieren altos volúmenes debido a la gran inversión necesaria para establecer el proceso. 2. La detención del trabajo, en cualquier punto, restringe la operación completamente. 3. Existe poca flexibilidad en las tasas de producción o cuando se manufactura una variedad de productos.
9.3. Distribución por Proceso
Distribución de taller de trabajo o distribución por función. Los equipos se agrupan así como las funciones similares. La distribución física orientada al proceso puede manejar simultáneamente una amplia variedad de productos o servicios. Es la más eficiente cuando se fabrican productos que tienen diferentes requerimientos o cuando se manejan clientes que tienen diferentes necesidades. Es la estrategia típica de bajo volumen y gran variedad. Cada producto o cada pequeño grupo de productos tienen una diferente secuencia de operaciones. Un producto u orden pequeños se manufacturan al moverlos de un departamento a otro en la secuencia requerida por ese producto
9.3. Distribuci贸n por Proceso
A
A
A
B
B
B
C
C
C
A
A
A
B
B
B
C
C
C
A
A
A
B
B
B
C
C
C
9.3. Distribuci贸n por Proceso Familia de la Parte A MOLINOS
Area de Almacenamiento Familia de la Parte B
TALADROS
PINTURA
TORNOS
ENSAMBLE
INSPECCION
EMBARQUE
9.3. Distribución por Proceso
La táctica más común es acomodar los departamentos o centros de trabajo en las localidades más económicas. En muchas instalaciones, la colocación óptima en la localidad más económica significa la minimización de los costos de manejo de materiales. La planeación de la distribución física del proceso vincula la ubicación adyacente entre los departamentos con mayores flujos interdepartamentales de partes o de gente. Los costos de manejo de materiales en este sistema dependen de: 1.
2.
El número de cargas (o gente) que debe moverse durante algún periodo de tiempo entre dos departamentos (i y j) y Los costos relacionados con la distancia entre departamentos. El costo puede ser una función de la distancia entre departamentos. n
n
Xij Cij i 1 j 1
9.3. Distribución por Proceso Ejemplo 1. La administración de la Walters Company desea arreglar los seis departamentos de su fábrica de manera que se reduzcan los costos de manejo de materiales interdepartamentalmente. Ellos hacen la suposición inicial (para simplificar el problema) que cada departamento es de 20 x 20 pies y de que el edificio es de 60 pies de largo y de 40 pies de ancho. El procedimiento de la distribución del proceso que ellos siguen involucra seis pasos: Paso 1.- Construir una "matriz desde-hacia" mostrando el flujo de partes o materiales desde un departamento hacia otro departamento. Paso 2.- Determinar los requerimientos de espacio para cada departamento. El diagrama nos muestra el espacio de planta disponible.
9.3. Distribuci贸n por Proceso Dpto
N煤mero de cargas por semana 1
1 2 3 4 5 6
2
3
4
5
6
50
100
0
0
20
30
50
10
0
20
0
100
50
0 0
9.3. Distribución por Proceso
Flujo interdepartamental de partes. Los flujos altos entre 1 y 3, y 3 y 6 son visibles inmediatamente. Los departamentos 1, 3 y 6, por lo tanto, deben estar cercanos entre ellos. Cuarto 1
Cuarto 2
Cuarto 3
Departamento 1
Departamento Departamento 3 2
Departamento 4
Departamento 5
Departamento 6
Cuarto 4
Cuarto 5
Cuarto 6
60’
40 ’
9.3. Distribución por Proceso
Paso 3.- Desarrollar un diagrama esquemático inicial mostrando la secuencia de departamentos a través de los cuales las partes se tendrán que desplazar. Intentar colocar los departamentos con un flujo pesado de materiales o partes a continuación uno de otro. (Véase la figura siguiente). 100 50
1
30
2
20
10
3
20 100
100
4
5
50
6
Paso 4.- Determinar el costo de esta distribución mediante la utilización de la ecuación de costo por manejo de materiales mostrada anteriormente; es decir: n
n
Costo Xij Cij i 1 j 1
9.3. Distribución por Proceso Costo = $50 + $200 + $40 + $30 + $50 + $10 + $40 (1 y 2) (1 y 3) (1 y 6) (2 y 3) (2 y 4) (2 y 5) (3 y 4) + $100 (3 y 6)
+
$50 = $ 570 (4 y 5)
Paso 5.- Mediante prueba y error (o por algún programa de computadora más sofisticado), intentar mejorar esta distribución para establecer un arreglo adecuado de los departamentos. Observando la gráfica de flujo y los costos, es conveniente acercar los departamentos 1 y 3. Actualmente no son adyacentes y el alto volumen de flujo entre ellos provoca un alto costo de manejo. Se requiere evaluar el cambio, pues existe la posibilidad que los gastos totales experimenten un incremento en lugar de una disminución.
9.3. Distribución por Proceso Costo =
$50 + $100 + $20 + $60 + $50 + $10 + $40 + $100 + $50 (1 y 2) (1 y 3) (1 y 6) (2 y 3) (2 y 4) (2 y 5) (3 y 4) (3 y 6) (4 y 5) = $480
Pero esta es únicamente una de las 720 opciones posibles, ya que para 6 departamentos existen 6!. En este tipo de problemas es raro encontrar una solución óptima, pero nos podemos quedar con aquella que nos parezca razonable. Para el ejemplo tendríamos la distribución de las siguientes gráficas. Al no estar resuelto el problema, a menudo será necesario dar algunos pasos adicionales. 30 50
2
1
100
3
10 50
4
20
50
20
5
100
6
9.3. Distribuci贸n por Proceso Cuarto 1
Cuarto 2
Cuarto 3
Departamento 2
Departamento 1
Departamento 3
Departamento 4
Departamento 5
Cuarto 4
Cuarto 5
Departamento 6 Cuarto 6
9.3. Distribución por Proceso
Paso 6.- Preparar un plan detallado considerando el espacio o los requerimientos de tamaño de cada departamento, reubicando los departamentos para rellenar la forma del edificio y sus áreas no movibles. A menudo este paso involucra asegurarse de que el plan final pueda ser acomodado por el sistema eléctrico, cargas de piso, estética y otros factores. En el caso de Walters Company, los requerimientos de espacio son fáciles de resolver. El sistema gráfico que se ha discutido es adecuado para problemas pequeños. Sin embargo este método no es satisfactorio para problemas más grandes.
9.3. Distribución por Proceso Celdas de trabajo Un caso especial de distribución orientada al proceso es la celda de trabajo. Una celda de trabajo emplea máquinas que ordinariamente estarían dispersas en varios departamentos de proceso y las acomoda en un pequeño grupo de tal forma que las ventajas de los sistemas orientados al producto puedan ser logradas para soportar un lote en particular o una familia de lotes.
9.3. Distribución por Proceso
Las ventajas de las celdas de trabajo son:
Inventario reducido de trabajo. Se requiere menor espacio en piso. Inventarios reducidos de materias primas y de bienes terminados. Costo reducido de mano de obra directa. Gran sentimiento de participación del empleado en la organización y en el producto. Mayor utilización del equipo y de la maquinaria. Inversión reducida en maquinaria y equipo.
9.3. Distribución por Proceso
Los requerimientos para la producción celular incluyen:
códigos de tecnología de grupo o su equivalente. un alto nivel de entrenamiento y flexibilidad de parte de los empleados, ya sea soporte de asesoría o bien, empleados flexibles, con imaginación para establecer, desde el inicio las celdas de trabajo.
9.3. Distribución por Proceso CELDA DE TRABAJO
CENTRO DE TRABAJO ENFOCADO
FÁBRICA ENFOCADA
Una celda de trabajo es un arreglo temporal de máquinas y personal orientados al producto en lo que generalmente es una instalación orientada al proceso.
Un centro de trabajo enfocado es un arreglo permanente de máquinas y personal orientados al producto en lo que normalmente es una instalación orientada al proceso
Una fábrica enfocada es una instalación permanente, donde se producen bienes o componentes en una instalación orientada al producto. Muchas de las fábricas enfocadas, que actualmente se construyen en Estados Unidos, fueron originalmente parte de una instalación enfocada al proceso.
Ejemplo: un taller de trabajo con maquinaría y personal reacomodado para producir 30 paneles de control únicos.
Ejemplo: La manufactura de ménsulas para tubería en un astillero
Ejemplo: una planta para producir mecanismos de ventanas para automóviles
9.3. Distribución por Proceso Centro de trabajo enfocado y la fábrica enfocada Se emplea cuando una empresa ha identificado una gran familia de productos semejantes, y que e! pronóstico de un volumen adecuado es estable. Un centro de trabajo enfocado mueve la producción de una instalación de propósito general, orientada al proceso, a una gran celda de trabajo. También se puede referir a las instalaciones que están encauzadas de forma distinta a la línea de producto o distribución. Las instalaciones enfocadas en la manufactura y en los servicios parecen estar más capacitadas para mantenerse en armonía con los clientes, producir bienes de calidad u operar con márgenes más altos.
9.4. Distribución de Posición Fija
Es aquella en la cual el producto permanece estacionario y requiere que los trabajadores y el equipo se desplacen al área de trabajo. Ejemplos: un barco, una carretera, un puente, una casa. Es posible que un área esté distribuida por proceso y otra por producto. La distribución de posición fija se complica por tres factores:
Existe espacio limitado en prácticamente todos los lugares. En diferentes etapas se necesitan diferentes materiales; en consecuencia, los diversos componentes llegan a convertirse en críticos, conforme se desarrolla el proyecto. El volumen de los materiales necesarios es dinámico.
9.4. Distribución de Posición Fija PROYECTO (POSICIÓN FIJA)
TRABAJO DE TALLER (ORIENTADO AL PROCESO)
REPETITIVO/ CONTINUO (ORIENTADO AL PRODUCTO),-
Ejemplo: Construcción de barcos
La mayoría de los hospitales
línea de ensamble de Televisores
Construcción
Cocina
Empacador de carnes
Constructor de caminos
Taller de máquinas
Fabricante de automóviles
El flujo de material varía de acuerdo con cada producto
Balanceo del flujo del producto de una estación de trabajo a la siguiente
Problema: Mover el material a las áreas de almacenaje limitadas alrededor del lugar
9.5. Distribución Híbrida.
Distribución Celular (Tecnología de Grupos). Agrupa diferentes máquinas en celdas de trabajo. Se emplea en productos que tienen formas y necesidades de procesamiento similares. Mezcla los criterios de distribución por proceso y por producto.
A
A
B
A
C
C
B
B
A
A
B
B
C
B
B
A
A
C
C
C
A
9.5. Distribución Híbrida. Distribución JIT Puede ser de dos tipos:
Línea de flujo semejante a una línea de montaje. Una distribución por proceso. A
B
C D
E H
G
F
9.6. Líneas de Montaje
Este es un caso especial de Distribución por Producto. Hay que tratar que la línea tenga un ritmo uniforme de trabajo. Tiempo equivalente en todas las estaciones. Pasemos a ver un ejemplo de Balance de línea para este tipo de distribución.
9.6. Líneas de Montaje
Problema.- La camioneta modelo J se fabrica en una banda transportadora. Se requieren 500 camionetas diarias; el tiempo de producción es de 420 minutos por día. Con los datos de la tabla encuentre el equilibrio que tenga el mínimo de estaciones de trabajo. Tenemos que empezar dibujando el diagrama de precedencias y a continuación determinar el tiempo de ciclo 12 45
A
9
F
C
12
12
G
11
B
50
15
D
E
8
9
J
K
H 12
I
TC
TiempoDiario Pr oducción 60 420 50,4seg Pr oducciónDiaria 500
9.6. Líneas de Montaje Tarea
Tiempo (seg)
Descripción
Tarea precedente
A
45
Colocar el soporte del eje y colocar 4 tuercas
B
11
Introducir el eje trasero
A
C
9
Ajustar las tuercas del eje trasero
B
D
50
Colocar el montaje del eje delantero
---
E
15
Ajustar las tuercas del montaje eje delantero
D
F
12
Colocar la rueda trasera 1 y sujetar el tapón
C
G
12
Colocar la rueda trasera 2 y sujetar el tapón
C
H
12
Colocar la rueda delantera 1 y sujetar el tapón
E
I
12
Colocar la rueda delantera 2 y sujetar el tapón
E
J
8
Colocar el eje de dirección en el montaje delantero
K
9
Ajustar tuercas y tornillos
Total
195
----
F,G,H,I J
9.6. Líneas de Montaje
Número mínimo de estaciones teórico T 195 Nt 3.86 Tc 50.4
Escogeremos las siguientes reglas de asignación:
De acuerdo al mayor número de tareas subsecuentes. En caso de empate las tareas de mayor tiempo operativo.
Tarea
Nº Tareas Subsec.
A
6
B–D
5
C–E
4
F–G–H–I
2
J
1
K
0
9.6. Líneas de Montaje
Otra regla de asignación puede ser por el peso posicional:
Tarea
Tiempo
Peso Posicional
A
45
94
D
50
94
B
11
49
E
15
44
C
9
38
F
12
29
G
12
29
H
12
29
I
12
29
J
8
17
K
9
9
9.6. Líneas de Montaje
Efectuando la asignación con la primera regla mencionada:
Estación
Tarea
Tiempo (seg)
Tiempo no Asignado
1
A
45
5.4
2
D
50
0.4
3
B
11
E
4
5
Otras tareas posibles
Tareas con más seguid.
Tarea mayor tiempo
39.4
C, E
C, E
E
15
24.4
C, H, I
C
C
9
15.4
F, G, H, I
F, G, H, I
F, G, H, I
F
12
3.4
Ninguna
G
12
38.4
H, I
H, I
H, I
H
12
26.4
I
I
12
14.4
J
J
8
6.4
Ninguna
K
9
41.4
Ninguna
Eficiencia = 77%
9.6. Líneas de Montaje División de Tareas El tiempo necesario para la tarea más larga determina el menor tiempo de ciclo posible, salvo que esta tarea sea posible de dividir en dos o más estaciones de trabajo. Ejemplo: Una línea de montaje tiene los siguientes tiempos: 40, 30, 15, 25, 20, 18 y 15. La línea opera 7.5 horas/día y se requiere una producción de 750 unidades/día. Si calculamos, el tiempo de ciclo necesario sería de 36 seg. Nos encontramos con que una tarea tiene un tiempo mayor (40 seg). Tenemos que ver entre varias posibilidades para taratar de logra el tiempo de ciclo.
9.6. Líneas de Montaje
Se puede optar por: Dividir la tarea si es posible. Compartir la tarea. Emplear un trabajador más calificado. Trabajar horas extra. Rediseñar el producto. Actualizar el equipo. Ubicar un ayudante.
9.6. Líneas de Montaje Distribución de líneas flexibles En la primera línea mostrada en las figuras, los trabajadores están enjaulados. Flujo de Materiales
No puede aumentar la productividad No pueden intercambiar trabajo. En la segunda se tiene una mejor distribución. Flujo de Materiales
Existe más posibilidades de intercambiar trabajo y disminuir el número de trabajadoes.
9.6. Líneas de Montaje Distribución de líneas flexibles A la derecha vemos puestos de trabajo donde los trabajadores realizan diversas funciones pero están encapsulados. En la de abajo, los trabajadores pueden ayudarse mutuamente.
Materiales
Materiales
9.6. Líneas de Montaje Balance de Líneas por Mezcla de Modelos Cuando se programan diferentes modelos en una jornada o en una semana. El balance sirve para satisfacer la demanda de estos modelos y a la vez reducir los inventarios. Hay que buscar una mezcla o combinación de ciclos que reduzca la acumulación del inventario y a la vez que se cumplan las restricciones de fabricación.
9.6. Líneas de Montaje Balance de Líneas por Mezcla de Modelos Supongamos que deben fabricarse dos armazones diferentes para los modelos J y K. Tiempo de proceso: J 6 min K4 min. Al día se trabajan 8 h. 480 min.
Supongamos que debe producirse la misma cantidad de armazones J y K
6J + 4K = 480
J=K
Al resolver llegamos a la conclusión que deben producirse 48 de J y 48 de K cada día o lo que es lo mismo 6 J y 6 K cada hora.
9.6. Líneas de Montaje Balance de Líneas por Mezcla de Modelos Un balance de línea sería el siguiente: Secuencia de modelo
JJ
KKK
JJ
JJ
KKK
Tiempo Operativo
66
444
66
66
444
Tiempo de miniciclo
12
12
12
12
12
Tiempo total de ciclo
60
9.6. Líneas de Montaje Balance de Líneas por Mezcla de Modelos Otra solución sería:
J K K J K J con tiempos de 6, 4, 4, 6, 4, 6. Se producen 3 J y 3 K en media hora.
No existe un modelo matemático para resolver este tipo de problemas.
Conceptos actuales sobre las Líneas de Montaje
Históricamente se ha tratado de aprovechar al máximo el trabajo humano. Se minimiza el tiempo de inactividad pero la utilización de máquinas e instalaciones no tenía tanta importancia. Actualmente además de ello, se ve una mayor flexibilidad, variabilidad, confiabilidad y resultados con un alto grado de calidad. Se toma en cuenta que estamos ante un mundo cambiante.
Conceptos actuales sobre las Líneas de Montaje Tradicional
Nuevo Enfoque
1
Máxima prioridad: Equilibrar la línea.
Máxima prioridad: Flexibilidad.
2
Estrategia: estabilidad, largas series Estrategia: flexibilidad, se espera de producción recalcular con frecuencia el equilibrio para ajustarse a la demanda.
3
Adoptar asignaciones de trabajo fijas
Trabajadores polivalentes
4
Utilizar inventarios reguladores para amortiguar los efectos de las fallas en equipos
Emplear el mantenimiento preventivo para evitar fallas en equipos.
5
Requiere análisis complejo para evaluar y depurar opciones
Se requiere el ingenio para obtener flexibilidad y evitar los cuellos de botella.
Conceptos actuales sobre las Líneas de Montaje Tradicional
Nuevo Enfoque
6
Planificada por l personal
El supervisor puede dirigir las actividades de diseño y ajustará el plan, de ser necesario.
7
Planificar las series de producción a una tasas fija. Dejar los problemas de calidad al final de la línea.
Se avanza lentamente cuando hay problemas de calidad y rápido si la calidad es buena.
8
Líneas rectas o en forma de L
Líneas paralelas o en U.
9
Es deseable el movimiento de materiales por bandas transportadoras
Colocar cerca las estaciones de trabajo y evitar el uso de bandas transportadoras
10
Comprar supermáquinas y mantenerlas ocupadas.
Adquirir máquinas pequeñas.
Conceptos actuales sobre las Líneas de Montaje Tradicional
Nuevo Enfoque
11
Se aplica en montaje final intensivo en personal
Se aplica incluso a trabajos de fabricación o submontajes con aplicación de mucho capital.
12
Se produce mezcla de modelos cuando el contenido de trabajo es semejante de un modelo a otro.
Se lucha por la producción de mezcla de modelos, incluso en submontajes y fabricación