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Ing. Alberto Novau 1

B - DISTRIBUCION de PLANTA


Distribución de Planta

• En JIT se requiere que el Plant Lay Out sea diseñado para asegurar un Flujo Balanceado con un mínimo de Inventario.-

• Cada Estación de Trabajo es parte de una Línea de producción, exista o no físicamente como Línea



• La capacidad es balanceada , usando la misma lógica que para una línea de ensamble.-

• Las operaciones son enlazadas como en un sistema “pull” .-

• El diseñador debe tener en cuenta los aspectos logísticos internos y externos que se relacionan con el Lay Out .-



Formas de Lay Out• Las formas en que los Departamentos son

distribuidos , están siempre definidos por el patrón del Flujo del Trabajo .-

• Podemos ver tres patrones de la Distribución:A .- Por Operación

Sistematic Lay Out PlanningB .- Por Proceso

Manufactura Celular

C .- De Posición Fija


Distribución de PlantaA .- Lay out por operación

• Equipos similares son agrupados en una posición.-

• Así por ejemplo todos los tornos juntos, las fresadoras juntas, etc.-

• La pieza a ser trabajada viaja , de acuerdo a la secuencia de las operaciones, de un área a otra



B .- Lay Out por proceso

• El Equipo o Trabajo, esta arreglado de acuerdo a las etapas progresivas por las cuales el producto es producido.-

• El camino , para cada parte , es normalmente , una línea recta .-



B .- Lay Out por proceso ( Celular )

• Grupos de maquinas diferentes producen productos que tienen formas y/o procesos similares.-

• Las Celdas están diseñadas para hacer un determinado conjunto de procesos .-



C .- Lay Out de Posición Fija

Aquí el Producto , ya sea por su tamaño o peso, permanece en una posición.-

El Equipo de Manufactura es movido hacia el producto , en vez de lo contrario.-

Como ejemplo, la fabricación de barcos.-



• Muchas Facilidades, presentan una combinación de dos tipos de Lay Out .-

• Un piso ( Area ) determinado puede contener un Lay Out por Operación y otro por Proceso.-

• Es común una Planta completa, arreglada por Proceso, como sería:

Fabricación - Sub Ensamble - Ensamble Final

con Lay Out por operación dentro de la Fabricación y Lay Out por proceso dentro del Dto. de Ensamble


A .- Lay out por operación


Distribución de PlantaA .- Lay Out por Operación

• Lo mas común es disponer maquinas que realizan operaciones semejantes, en un mismo lugar, tratando de optimizar su posición relativa.-

• Ej. En una Fabrica de Juguetes de bajo volumenRecepción y Embarque Ensamble juguetes pequeñosMoldeo de plástico Ensamble Juguetes grandesFormado de metal Ensamble mecanismosCostura Pintura

Las partes de los juguetes son fabricados en estos Dtos. y luego enviados al Dto. de Ensamble, donde son montadas todas juntas .-


Distribución de PlantaA.- Lay Out por operación

• Supongamos queremos arreglar ( hacer lay out ) los 8 Dtos de la Fabrica de Juguetes minimizando el costo de movimiento de materiales entre Dtos.

• Suponemos , de momento en que todos los Dtos. tienen el mismo espacio ( 40 x 40 pies )



• El edificio del que disponemos es de 80 pies de ancho por 160 pies de largo.-

• Debemos conocer primero la naturaleza del flujo entre Dtos. y como se transporta el material

• Esta información podría salir de las Hojas de Ruta o podría ser estimada por el conocimiento del personal sobre el proceso


Distribución de PlantaA .- Lay Out por operación

• El material es transportado en un carro de uñas estándar ( Forklift Truck )

• Costo de transportacion:1$ por viaje entre Dtos. adyacentes .-1$ por cada Dto saltado .-

Los movimientos esperados entre Dtos por el primer año de operación serian :


Distribución de PlantaA.- Lay out por operación



• La siguiente parte seria determinar el costo, multiplicando el costo unitario de mover los materiales, por el número de cargas movidas .-



• La tercera etapa es buscar cambios de posición de Dtos. que reduzcan el costo..-

• Según el dibujo, podríamos mover el Dto 6 para colocarlo cerca el Dto. 2 .-

• Pero esto trae como consecuencia el cambio de posición de algunos otros Dtos.-

• Movemos arbitrariamente el Dto . 4



• El costo de esta solución es mayor que la anterior ( 262 $ mayor ) .-

• Claramente, el incremento de distancia entre Dtos. 6 y 7 , produce este efecto..-

• Podemos “jugar” con el movimiento de posicion de los Dtos.

• No es fácil decidir el movimiento correcto.-• Los posibles arreglos son muchos.-



• Hay un número de programas computarizadospara facilitar la obtención de buenos Lay Out por operación.-

• El sistema computacional trata de mejorar la posición relativa entre los Dtos. en base al costo total del movimiento de materiales .-

A - Lay Out por operación

• Una técnica puede ser CRAFT:

“Computariced Relative Allocacion Facilities Technique”

Esta solución da un costo mayor porque utiliza distancias rectilíneas , distintas a las directas mencionadas antes .-

Aquí debemos considerar el costo de transporte en la unidad de distancia, no por viaje .-

El costo resultante esta basado en las condiciones iniciales



Distribución de PlantaA.-Lay Out por operación

• El costo seria aquí :Costo del movimiento de materiales entre Dtos = Numero de cargas X distancia rectilíea entre centroides de los Dtos.X costo por unidad de distancia

El sistema hace mejoras cambiando pares de Dtos. de una manera iterativa, hasta que no sea posible una mayor reducción de costo .-

A – Lay Out por operación

• Partiendo con una razonable distribución inicial se puede lograr , normalmente una solución de costo menor que la anterior .-

• Esto nos dice que una buena Estrategia es generar una variedad de diferentes situaciones logicas iniciales y exponerlas al CRAFT .-

• Puede manejas hasta 40 Dtos. y rara vez excede a 10 interacciones para la solución final .-

• Presupone uso Fork lift .-Ing. Alberto Novau 27

• Aquí va fig 10-8 de Chase de pag 381


EJERCICIO E 3

LAY OUT OFICINAS EN LINEA Ver enunciado al final



Lay out por operación

Sistematic lay out Planning



• Sistematic Lay Out Planning

A veces es necesario considerar otros factores cualitativos que pueden ser cruciales en la decisión .-

En esta situación , podemos usar el SLP (Sistematic Lay Out Planning )



• Contiene el desarrollo de un cuadro de relación mostrando el grado de importancia que tiene la localización de cada Dto. con respecto a cada uno de los otros.-


Distribución de planta y mejorasUn cambio en el Lay out, debe considerar las siguientes mejoras:

• Tiempo y costo invertido en el manejo de materiales.

• Número de movimiento hechos por el personal y materiales.

• Flujo de proceso y reducción de desperdicios


1.- Flujo de Materiales

• Primero documentar las operaciones actuales.Incluye flujo de materiales e información.

• El siguiente paso es desarrollar los flujos mejorados:– Estudiar la situación actual– Eliminar los pasos redundantes– Agregar los pasos requeridos– Mejorar la operación


2.- Relación de actividades

• Se deben definir las actividades específicas(Centros) que se incluirán dentro del layout .-.

• Luego definir la relación entre las actividades.Se trata de relacionar todas las actividades entre si.

• Las actividades serán relacionadas con un sistema de ponderación de cercanía deseada (o no deseada) entre ellas .


2.- Relación de actividades

• Se desarrolla una tabla de relaciones usando una tabla tipo “diamante”.

• La tabla es utilizada para documentar la “cercanía” deseada de un centro con relacion a todos los otros centros.

• Un código numérico es utilizado para documentar la razón de la cercanía deseada.


Tabla de relación de actividades

1. Equipo utilizado por las mismas personas

2. Movimiento de Material

3. Movimiento de Personal

4. Conveniente para el personal

5. Control de trabajo6. Papeleo

A. AbsolutamenteE. Especialmente

importanteI. ImportanteO. Ordinariamente cercaU. Sin importanciaX. Cercanía no deseada


Tabla de relación de actividades

Almacén de la Materia PrimaCepillado de MaderaRajado de MaderaFijado de Tope y TrazoClavado de Bastidor

12345

U

E6

A2

UU

U

UU

UU

UU

UU

U

UU

U

UU

UU

U

UU

UUU

UU

U

UU

U

E2

O2

E2

E2

E2

E2

UU

UU

UU

UU

U

O2

O2

I1I2

I2

O2

O2

O2

UU

UU

U

I2

I3

U

UU

UU

U

U

U

U

UU

UO2

O4

I2

E1

A2

A3

A3

A1

A3

O2

O2 E

2

U

UU

UU

U

U UU

U

U

U

O2

O4

U

U

E3

678910

1112131415

EngomadoEncuadradoPrensado de PuertasEnsamblado

Adaptación de Cintillo

Almacén de Producto TerminadoDepartamento de MantenimientoOficina GeneralBañosServicios Generales


3.- Diagrama de actividades• Se construye un diagrama de nodos, representando

gráficamente las actividades y su cercanía deseada.

• Iniciar con las relaciones marcadas “A”, dibujar nodos para todas las actividades marcadas por “A”.

• Conectar los nodos con 4 líneas paralelas. Una vez terminadas todas las actividades de “A”, rearreglar y reordenar la distribución cuantas veces sea necesario hasta lograr el mejor arreglo.

• Continuar con “E”, depués con “I” y posteriormente “O”. No se utilza ninguna línea para “U”.


Objetivo• El Objetivo: convertir la tabla de relación

de actividades en una forma gráfica.

A

E

I

O

X


Diagrama I : A’s y E’s

13

2

3

124

1

5

97 10

6 8


Diagrama II : Añadir I’s

6

1213

31

2

4

5

7

8

9 10

11


Diagrama III : Añadir O’s

25

31

2

4

7

56

8

9

10

11

30

30 30

30

13 12 14 1530

10

150

25

50 10 10

150

60

25


4.- Requerimientos de espacio

• Decidir sobre el horizonte de planeación .-

• Estudiar y definir las necesidades de espacio de cada actividad .-

• Documentar las necesidades de requerimientos de espacios .-

• Determinar los requerimientos de servicios (eléctricos, hidráulicos, etc.) .-


4.- Requerimientos de espacio• Establecer para cada actividad el área requerida, los

elementos físicos, servicios y cualquier restricción

Espacio ocupado– Distancia vertical– Máxima carga– Necesidades de agua y drenaje– Aire comprimido– Ventilación– Instalaciones eléctricas

• Planear el futuro.– Pensar en mejoras– Nuevos equipos– Nuevas tecnologías– Automatización– Crecimiento– Necesidades de inventario

46

equipo control incendio

pisocorrugable

ventilaciónespecial

iluminaciónespecial

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS REQUERIDAS

Actividad Áream2

1. Almacén de materia prima2. Cepillo de madera3. Fijado de tope y trazado4. Rajado de madera5. Clavado de bastidor

agua ydrenaje

150

25256010

- -

- -

- -

- -- -- -

- -- -

- -- -

- -- -

- -

AA

AA|

A

EE

E

EE

E

- -- -

- -

- -- -

- -- -- -

- -

- -

- -

- -

0- -

- -

- -- -- -

- -

- -- -- -

- -

- -

- -

|- -

- -- -

- -

- -- -- -

- -

- -

E

3.103.103.103.103.10

3.10

3.103.10

3.10

3.103.10260

260

260

260

||||||

- -

- -- -- -

- -- -- -- -

- -

techo alto mts.

6. Engomado7. Escuadrado8. Prensado9. Ensamblado10. Adaptación de cintillo11. Almacén de producto terminado12. Depto. de mantenimiento13. Oficina general14. Baños15. Servicios generales

2530

30

3030

15050

30

10

10

665

Ejemplo


5.- Considerar relaciones de espacio en la distribución

• Aquí se va a arreglar visual y geográficamente el espaciorequerido para todas las actividades..-

• Establecer una escala adecuada que permita mostrar en una sola hoja.

• Dibujar espacios requeridos según el paso tres. .-

• Hacer los ajustes necesarios para integrar las condicionesque modifican el problema.

• Generar varias alternativas.


Alternativa A

31

2

4

7

5

6

8

9

10

1113 12 14 15


31

2

4

7

56

8

9

10

1113 12 14 15

Alternativa B


6.- Evaluar las alternativas

• El primer paso para evaluar las alternativas es decidir los criterios de evaluación.-

• Esos criterios pueden ser:– Facilidad de supervisión– Flexibilidad en la expansión– Costo– Flujo de materiales– Flujo de personal -- Otros

Cada criterio puede tener un peso para su evaluación.


A (Casi perfecto)= 4E (Esp. Bueno)= 3I (Result. Import)= 2O (Result. Ord.)= 1

EjemploAlternativas

Factores a considerar Valor A B

Facilidad de supervisión 9 A 36

I18

Flujo de material 10 E30

I18

Flexibilidad para posibles expansiones 8 E24

E24

Apariencia 7 I14

E21

Efectividad en la utilización del espacio 9 E27

O9

Movimiento del personal 9 E27

E24

Total 158 114


7.- Lay out considerando espacios

• Desarrollar un layout de la planta en bloques de actividades utilizando el diagrama de relaciones

• De acuerdo a las relaciones definidas y desarrolladas en el paso anterior.

• Es posible crear diferentes alternativas de layout (de bloques) en este paso.



11

13 12

14 15

Futuraexpansión

Futura expansión

1´1” 2´ 3 4 5´ 6´

A

B

D

E

1 2 5 6´

C

E´

A´

16.2712.24 12.24

9.4012.24

12.243.163.165.475.47 7.07

5.47

3.93

12.2

4

Acotación: mtsEscala: 1.2

2

3

4

1

5

7

6

9

8

10


8.- Lay out de planta con los equipos

• La etapa final sería revisar y evaluar las alternativas del layout de bloques

• Desarrollar el layout final con los requerimientos de espacio.

• Preparar el dibujo final en “Auto Cad”


Ejemplo


B .- Lay out por proceso (Producto)


Distribución de PlantaB.- Lay Out por proceso (Producto)

• La diferencia básica entre por operación y por proceso , es el patrón del flujo del trabajo.-

• El material , puede ser ruteado al mismo Dto. varias veces durante su ciclo producción .-


Distribución de PlantaB.- Lay Out por proceso (Producto)

• En el Lay Out por proceso los equipos y Dtos , son dedicados a una particular línea de producto .-

• A veces equipo duplicado es usado para evitar retrocesos y lograr una línea recta para el movimiento de materiales .-

• Adoptar un Lay Out por Proceso ( Producto ) tiene sentido cuando el lote de un producto es grande con relación a ,los diferentes otros productos .-


Distribución de PlantaB.- Lay Out por proceso

Líneas de ensamble• Son un caso especial de Lay Out por proceso.-

• Se refiere a un ensamble progresivo, ligado a algun dispositivo de movimiento de materiales (cinta o similar ) .-

• Se asume que el tiempo de proceso es equivalente para todas las estaciones.-


Distribución de PlantaB .-Lay Out por proceso

• Hay diferencias entre diferentes tipos de líneas.-

• Dispositivos de movimiento de materiales ( cadena, rodillos, cinta , etc.) .-

• Configuración de la línea ( forma de U, recta )

• Propulsión ( mecánica , humana )• Mezcla de productos ( uno o varios productos )

• Operario parado , sentado, caminando )• Largo de la línea ( pocos o muchos operarios )


Distribución de PlantaB.- Lay Out por proceso

• Líneas de ensamble

• Hoy en día, cualquier producto que tiene muchas partes y es producido en alto volumen, usa líneas de ensamble en alguna medida.-

• Líneas son una importante tecnología.-

Para entender sus requerimientos administrativos, debe tenerse conocimiento de cómo balancearla .-


Distribución de PlantaB.-Lay Out por proceso

Líneas de ensamble

• El trabajo total a realizar en la línea es igual a la suma de las tareas de cada una de las estaciones .-

• El problema de balancear de una línea de ensamble es el de asignar tareas a las estaciones de manera que cada una de ellas no tenga mas trabajo del que se puede realizar en el tiempo de ciclo .-

Líneas de Ensamble

• El problema se complica por la relación entre las tareas impuestas por el diseño del producto y por la propia tecnología del proceso .-

• Tiempo de Ciclo es el ritmo en que un producto sale por la última Estación .-

• En cada Estación se adicionan partes al producto o se completan operaciones de ensamble.-


Líneas de Ensamble Veamos un ejemplo de Balanceo:

Se trata de un producto que será ensamblado en una Línea y del cual se requieren 500 unidades por dia .-

Tiempo de trabajo a considerar 420 minutos efectivos -.-

Definir el balanceo de la Línea que minimice el número de Estaciones teniendo en cuenta el tiempo de ciclo y las restricciones de precedencia .-

Con letras inclinadas y color rojo la solución del problema .Ing. Alberto Novau 64

Líneas de Ensamble .- Ejemplo


Tareas Tiempo (seg) Tareas precedentesA 45 ---B 11 AC 9 BD 50 ---E 15 DF 12 CG 12 CH 12 EI 12 EJ 8 F G H IK 9 J

Total 195 segIng. Alberto Novau 66

Líneas de Ensamble El balanceo se hace por pasos :

• 1 .- Especificar la secuencia de tareas usando un “diagrama de precedencias” ( círculos y flechas )

Ver filmina 65 anterior

• 2 .- Definir el Takt Time ( TT ) Tiempo de Ciclo

TT = Tiempo de Prod. en 1 dia / Unidades req. en 1 dia

C = 60 seg x 420 min / 500 unidades = 25200 / 500 = 50.4Ing. Alberto Novau 67

Líneas de Ensamble

• 3 - Definir el número mínimo teórico de Estaciones ( N ) requerido para satisfacer el T T

N = Suma de tareas ( S ) / T TRedondear hacia arriba

N = 195 / 50.4 = 3.87 = 4 Estaciones

• 4 .- Seleccionar regla con la cual asignaremos las Tareas a las estaciones de Trabajo .-


Líneas de Ensamble • Asignar una tarea a la vez a la primera estación , hasta

que la suma de tiempo de las tareas asignadas iguale al Tiempo de Ciclo .-

• O que no haya otra tarea factible a asignar por causa de las restricciones de secuencia .

• Repetir así en la Estación 2 y siguientes hasta que la totalidad de las tareas hayan sido asignadas .-

• Considerar siempre el Tiempo de Ciclo y las Restricciones de secuencia establecidas .-


+El resultado en este caso seria :

Estación Tareas T . Tareas T .Estac.1 A 45 45 2 D 50 50

B 113 E 15 47

C 9F 12

G 124 H 12 44

I 12J 8

5 K 9 9


Líneas de Ensamble

• 5 .- Evaluar la Eficiencia del Balance alcanzado

E = Suma tiempos tareas ( S ) / Num. Est. (N) x T T

E = 195 / 5 x 50,4 = .77 ( 77 % )

• 6 .- Si la E no resulta satisfactoria , repetir cambiando regla de asignación .-


Líneas de Ensamble • Se ha demostrado que algunas reglas son mejores que

otras para cierto tipo de problemas .-• Podría considerarse el asignar primero , la tarea que

tenga el mayor número de tareas siguientes .-• En este caso sería.:

Tareas Número de tareas siguientesA 6B o D 5C o E 4F G H I 3J 2K 1


EJERCICIO E 4

Balanceo Línea de Ensamble



Distribución de PlantaB.- Lay out por proceso

Líneas Flexibles

• En el balanceo de líneas de ensamble, frecuentemente resultan tiempos desigualesen cada una de las estaciones.-

• El Lay out de líneas flexibles es una manera común de atender un requerimiento variable.-



Líneas flexibles• El uso ampliamente difundido de líneas de ensamble ha

aumentado la productividad en la manufactura.-

• El punto de vista nuevo, en líneas de ensamble es incorporar una mayor flexibilidad para producir los productos en la línea.-

• Mas variabilidad en las estaciones de trabajo (número de operarios por estación ) con fiabilidad mejorada.-


-

Lay out por procesoManufactura Celular

Tratado más adelante por separado


C .- Lay out de posición fija


Distribución de PlantaC.- Lay Out de posición fija

• Este tipo de Lay Out esta caracterizado por un relativamente bajo numero de unidades a producir .-

• Para desarrollar un Lay Out de posición fija, necesitamos visualizar el producto como la maza de una rueda.-

• Materiales y equipos dispuestos concéntricamente, alrededor del punto de producción, en el orden en que serán usados .-


Distribución de PlantaC.- Lay out de posición fija

• Comunmente hay muchas partes que ordenar y, en gran parte esto determina las etapas de la producción.-

• Se podría disponer los materiales de acuerdo a su prioridad tecnológica.-

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