Sesión4 sct2016

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Centro de Gravedad Curso Planeaci贸n y Dise帽o de Instalaciones Ing. Rafael Guti茅rrez Brenes

Sesi贸n 4


Objetivos de Aprendizaje 1. Comprender los aspectos importantes para el diseĂąo fĂ­sico de la planta.

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Índice Centro de Gravedad................................................................... 1 Objetivos de Aprendizaje....................................................... 2 Método del Centro de Gravedad........................................... 4 Continuación: Método del Centro de Gravedad .................. 5 Distancias Rectangulares...................................................... 6 Modelo de la mediana simple (solución óptima)................... 6 Cantidades acumuladas por abscisas crecientes................. 8 Distancias euclideanas.......................................................... 9 Ejemplo................................................................................. 10 Referencias............................................................................. 14

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Método del Centro de Gravedad Se usa para la ubicación de plantas de fabricación o almacenes de distribución respecto a unos puntos de origen, desde donde se reciben sus salidas. El problema a resolver consiste en encontrar una localización central que minimice el CTT. CTT =  ci vi di ci = costo unitario de transporte correspondiente al punto i. vi = es el volumen o peso de los materiales movidos desde o hacia i. di = es la distancia entre el punto i y el lugar donde se encuentra la instalación.

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Continuación: Método del Centro de Gravedad Para calcular el CTT se deberán estimar las cantidades movidas entre cada punto y la instalación para un determinado horizonte temporal (un mes, un año, etc). El producto ci vi constituye el peso wi, o importancia que cada punto i, tiene en el emplazamiento de la instalación, de forma que a mayor wi más cercana se habrá de encontrar la instalación del punto correspondiente. Para medir las distancias se puede trabajar sobre un mapa o plano a escala; así, al superponerle un sistema de ejes coordenados, cada punto geográfico vendrá identificado por un par de valores, el de su ordenada y el de su abscisa, lo cual permitirá calcular las distancias entre cada punto y la instalación. Para solucionar problemas de esta índole es con base en distancias rectangulares y distancias euclideanas o euclídea.

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Distancias Rectangulares Modelo de la mediana simple (solución óptima) Solución: - Se identifica el valor medio de las cantidades desplazadas ponderadas por sus costos ci vi /2 - Se ordenan los puntos según su ordenada y según su abscisa, en forma creciente, acumulándose las cargas ponderadas que envían o reciben. - La ordenada y la abscisa donde quede incluido el valor medio serán las que determinen el punto óptimo.

Ejemplo: Se busca una localización para una nueva planta de forma que se minimicen los costos de transporte, tanto de las materias primas como de los productos terminados. Las fuentes de abastecimiento de Fi y los puntos de destino de estos últimos Mj, aparecen en la siguiente figura:

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Puntos

ci

vi

ci

vi

C1

(40,30)

20

800

16000

C2

(15,100)

15

1500

22500

M1

(80,20)

30

600

18000

M2

(10,15)

25

900

22500

M3

(50,60)

10

300

3000

Total

82000

Coordenadas

7


Cantidades acumuladas por abscisas crecientes Puntos

Xi

Ci Vi

Ci Vi acumulado

M2

10

22500

225000

F2

15

22500

45000

F1

40

16000

61000

M3

50

3000

64000

M1

80

18000

82000

Cantidades acumuladas por ordenadas crecientes Puntos

Xi

Ci Vi

Ci Vi acumulado

M2

15

22500

22500

F2

20

18000

40500

F1

30

16000

56000

M3

60

3000

59500

M1

100

22500

82000

SOLUCIĂ“N: (15,30)

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Distancias euclideanas Siguiendo el ejemplo anterior, para este método se aplica lo siguiente: Calcular una posición inicial :

Calcular una posición inicial

Calcular las distancias euclideanas hasta cada punto a través de

X* =  ci vi xi /  ci vi

di = K [(x-xi)2 + (y- yi)2]1/2

Y* =  ci vi Yi /  ci vi

K = factor de escala

Con las distancias euclideanas di y los datos de la tabla base del ejemplo anterior, se procede a determinar el nuevo centro de gravedad mediante la expresión: X* =  (ci vi xi / di)/ (ci vi / di) Y* =  (ci vi yi / di )/( ci vi / di)

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Ejemplo Se busca una localizaci贸n para una nueva planta de forma que se minimicen los costos de transporte, tanto de las materias primas como de los productos terminados. Las fuentes de abastecimiento de Fi y los puntos de destino de estos 煤ltimos Mj, aparecen en la siguiente figura:

Puntos

Coordenadas

Ci

Vi

CiVi

F1

(40,30)

22500

225000

16000

F2

(15,100)

22500

45000

22500

M1

(80,20)

16000

61000

18000

M2

(10,15)

3000

64000

22500

M3

(50,60)

18000

82000

3000

Total

82000

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Con base en el ejemplo anterior aplicamos lo siguiente: Calcular una posición inicial : X* =  ci vi xi /  ci vi

Y* =  ci vi Yi /  ci v

X* = 34,054878 Y* = 43,993902

A partir de la siguiente formula, calculamos las distancias y los CTT correspondientes di = K [(x-xi)2 + (y- yi)2]1/2, K = factor de escala.

Puntos

di

F1

Ci Vi

CTT

16000

F2

59,14

22500

1330650

M1

51,88

18000

933840

M2

37,64

22500

846900

M3

22,63

30000

67890

Costo Total

3442960

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Seguir iterando hasta encontrar el CTT menor, comenzar a aplicar la segunda fĂłrmula de x* y y* X* = ∑ (Ci * Vi * Xi / di)/∑ (Ci * Vi / di) Y* = ∑ (Ci * Vi * Yi / di)/∑ (Ci * Vi / di) X* = 35,18 Y* = 37,24

Ahora lo que sigue es calcular cada uno de los di, i=1 hasta 5, para un factor de escala de k=1. Calcular di, cuando i=1 đ?‘‘1 = [(35,18 − 40)2 + (37,24 − 30)2 ]

1â „ 2

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Soluci贸n Lugar a escoger: Coordenadas (40,30), con un CTT = 3264133 um., soluci贸n se encontr贸 en iteraci贸n 54, por medio de un software.

Puntos

di

Ci Vi

CTT

F1

8,73

16000

1396680

F2

65,90

22500

1482750

M1

48,08

18000

933840

M2

33,65

22500

846900

M3

29,19

3000

67890

Costo Total

3442960

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Referencias 1. Alvarez, M.J., García, S., Dominguez, M. Y Ruíz, A.(1995). Dirección de Operaciones: Aspectos Estratégicos en la Producción y los Servicios. Madrid: Mc-Graw-Hill.

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