Fundamentalmente, existen siete modos de relacionar el movimiento propio de un sistema productivo:

Una vez se contemple y se le atribuya suma preponderancia al factor movimiento se puede comenzar a estudiar los diferentes tipos de distribución.

Tipos de distribución

Distribución por componente principal fijo

Esta distribución se utiliza en los casos en que el material que se debe elaborar no se desplaza en la fábrica, sino que el permanece en un solo lugar, y por lo tanto toda la maquinaria, mano de obra y demás equipos necesarios se llevan hacia él. Éste tipo de distribución se emplea cuando el producto es voluminoso y pesado, y sólo se producen pocas unidades al mismo tiempo, como lo es el caso del ensamble de buques y aviones, así como la fabricación de motores de grandes dimensiones.

Distribución por proceso

Esta es la distribución en la cual todas las operaciones de la misma naturaleza están agrupadas, es decir que éste sistema de disposición se utiliza frecuentemente cuando se fabrica una amplia gama de productos que requieren la misma maquinaria y se produce un volumen relativamente pequeño de cada producto, como lo es el caso de fábricas de hilados y tejidos, talleres de mantenimiento e industrias de confección.

Distribución por producto o en línea

Este tipo de distribución comúnmente denominado «distribución de producción en cadena», corresponde al caso en el que toda la maquinaria y equipos necesarios para la fabricación de determinado producto se agrupan en una misma zona y se ordena de acuerdo con el proceso secuencial de fabricación. Se emplea usualmente en los casos en que exista una elevada demanda de uno o varios productos más o menos estandarizados, o en la fabricación de productos específicos que tienen como base un producto genérico. Por ejemplo, el embotellado de gaseosas, el montaje de automóviles, procesos sumamente estandarizados en los que la diferenciación se hace lo más cercana al cliente posible.

Cálculo de las superficies

El primer paso al efectuar una distribución o redistribución de elementos en planta corresponde al cálculo de las superficies. Éste es un método de cálculo que para cada elemento a distribuir supone que su superficie total necesaria se calcula como la suma de tres superficies parciales que contemplan la superficie estática, la superficie de gravitación y la superficie de evolución o movimientos.

• Superficie estática (Ss): Es la superficie correspondiente a los muebles, máquinas e instalaciones.
• Superficie de gravitación (Sg): Es la superficie utilizada alrededor de los puestos de trabajo por el obrero y por el material acopiadopara las operaciones en curso. Ésta superficie se obtiene para cada elemento multiplicando la superficie estática por el número de lados a partir de los cuales el mueble o la máquina deben ser utilizados.

Sg = Ss x N

• Superficie de evolución (Se): Es la superficie que hay que reservar entre los puestos de trabajo para los desplazamientos del personal y para la manutención.

Se = (Ss + Sg)(K)

• Superficie total = Sumatoria de todas las superficies
• K (Coeficiente constante): Coeficiente que puede variar desde 0.05 a 3 dependiendo de la razón de la empresa:

Ejemplo:

Se trata de distribuir un pequeño taller mecánico en el que se incluye un pequeño torno, un torno al aire, una fresadora universal, un taladro radial y una rectificadora plana. Tomar como constante K = 2,5. Las superficies estáticas y el número de lados de utilización de cada una de las maquinas se muestran a continuación:

Los anteriores valores tienen como unidad de medida el metro cuadrado. El cálculo de las superficies de gravitación y evolución con un coeficiente K = 2,5 nos arroja los siguientes resultados:

La superficie total necesaria entonces sería:

St = Ss + Sg + Se

St = 50 + 83 + 332,5 = 465,5 metros cuadrados

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Algunos de los métodos más utilizados para la distribución de planta son los siguientes:

• Método de eslabones
• Método de intensidades de tráfico
• Método de ubicación de elementos

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La entrada Método heurístico de Ardalan se publicó primero en Ingenieria Industrial Online.

Este método se trabaja con un sistema de coordenadas. A continuación se presentan diferentes referencias de sistemas geográficos basados en coordenadas:

Las coordenadas utilizadas en el método deben tener como referencia a un punto de origen, y las fórmulas a utilizar para encontrar las coordenadas óptimas de la nueva localización son:

Donde:

Ejemplo de aplicación del Centro de gravedad

La empresa GASOL S.A desea ubicar una instalación intermedia que requiere de disponibilidad de gasolina, desea ubicar esta instalación entre la ciudad de Barrancabermeja y sus principales distribuidores. En el siguiente cuadro se relaciona la información acerca de las coordenadas y el aporte de galones de gasolina de cada distribuidor.

Ubicación de las puntos en el plano cartesiano:

La formulación requiere de la sumatoria de los productos entre las distancias en términos de cada coordenada y el aporte de gasolina, esta información se relaciona en el siguiente tabulado:

Aplicando la formulación del algoritmo tendríamos las siguientes coordenadas:

Esto quiere decir que en el sistema de coordenadas utilizado para establecer las ubicaciones propuestas en el ejercicio, la instalación óptima se ubicaría en las coordenadas X = 44,2 – Y = 4,7.

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Otras herramientas

Recuerdo que cuando utilicé este algoritmo en la Universidad utilizamos la copia de un mapa de la región, sobre ella trazamos un plano cartesiano, definimos las ubicaciones del caso, registramos las coordenadas y como resultado obtuvimos las coordenadas de la localización ideal. La dificultad subyace en la falta de practicidad.

En este sentido, la disponibilidad de servidores de aplicaciones de mapas, entornos de programación, los sistemas de posicionamiento satelital, los sistemas de información geográfica, entre otros; han facilitado la adopción de soluciones basadas en entornos reales, como herramientas que apoyen algunas de las fases del procedimiento de localización de ubicaciones.

Lo invitamos a leer: Método del Centro de gravedad utilizando R. Un artículo en el cual utilizaremos un entorno de programación para hallar y graficar la ubicación de una instalación utilizando el algoritmo de Centro de Gravedad

También:

Lo invitamos a leer: Método de localización de instalaciones utilizando mapas de calor

Y por último, un modelo más robusta que incorpora ambas herramientas en un mismo desarrollo:

Ver: Mapas de calor y Algoritmo de Centro de Gravedad utilizando Python

Consideraciones finales

El alcance de este modelo se encuentra determinado por la localización de una sola instalación (depósito, almacén, etc.), y en los casos en los que se requiera determinar múltiples localizaciones, el modelo no aplica.

Para ver un modelo para varias localizaciones: Localización de varios almacenes mediante agrupación espacial

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Definición de actividades y alcance de un proyecto de localización de planta

Las decisiones de orden estratégico deben ser abordadas por las organizaciones desde un enfoque sistémico, que parte en éste caso, por la conformación de un grupo interdisciplinar encargado del proyecto de localización.

Este grupo interdisciplinar deberá tener las competencias para abordar el proyecto con el alcance propio de los siguientes tópicos:

• Conformación de los elementos críticos de mercados: Volumen, localización geográfica, precios, competencia, calidad requerida, y el análisis, evaluación y selección de la tecnología apropiada.
• Desarrollo de la logística del proyecto, estimación de capital, elementos de costos, distribución, fletes, costo de mano de obra, servicios.
• Análisis y selección de localización, en función de aspectos técnicos de mercado.
• Evaluación económica y justificación del proyecto.
• Definición de actividades, programas para la organización del proyecto y su ejecución.
• Ingeniería de proceso, Ingeniería de detalle, compra de equipo, construcción e instalación, pruebas mecánicas, arranque.
• Planeación de actividades acordes con la filosofía de mejoramiento continuo.

¿Macro o micro-localización?

En el estudio de localización se involucran dos aspectos diferentes:

• Macrolocalización: Es decir, la selección de la región o zona más adecuada, evaluando las regiones que preliminarmente presenten ciertos atractivos para la industria que se trate.
• Microlocalización: Es decir, la selección específica del sitio o terreno que se encuentra en la región que ha sido evaluada como la más conveniente.

En ambos casos el procedimiento de análisis de localización abordará las fases de:

1. Análisis preliminar.
2. Búsqueda de alternativas de localización.
3. Evaluación de alternativas.
4. Selección de localización.

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Factores utilizados en estudio de localización de plantas

En el proceso de evaluación de alternativas de localización, sin importar el método de selección que se utilice existen una serie de factores y subfactores que comúnmente son considerados como trascendentales para la determinación óptima de la ubicación macro o micro. La siguiente lista es de carácter enunciativo y no limitativa, por ende, podrán considerarse otros factores y excluir algunos de los listados, dependiendo del caso específico y el criterio del evaluador.

Factores en estudios de localización de plantas. Descargar

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Método sinérgico de localización de plantas (Brown y Gibson)

El Método Sinérgico o Método de Gibson y Brown es un algoritmo cuantitativo de localización de plantas que tiene como objetivo evaluar entre diversas opciones, que sitio ofrece las mejores condiciones para instalar una planta, basándose en tres tipos de factores: críticos, objetivos y subjetivos. La aplicación del modelo en cada una de sus etapas lleva a desarrollar la secuencia de cálculo:

Factores críticos: Son factores claves para el funcionamiento de organización. Su calificación es binaria, es decir, 1 o 0 y se clasifican en:

• Energía eléctrica
• Mano de obra
• Materia prima
• Seguridad

El Factor crítico de una zona se determina como el producto de las calificaciones de los subfactores, pej:

FC = Energía * Mano de Obra * Materia Prima * Seguridad

En caso de que uno de los subfactores sea calificado como 0 el resultado del factor crítico total de la zona será igual a 0.

Factores Objetivos: Son los costos mensuales o anuales más importantes ocasionados al establecerse una industria y se clasifican en:

• Costo del lote
• Costo de mantenimiento
• Costo de construcción
• Costo de materia prima

Factores Subjetivos: Estos son los factores de tipo cualitativo, pero que afectan significativamente el funcionamiento de la empresa. Su calificación se da en porcentaje (%) y se clasifican en:

• Impacto ambiental
• Clima social
• Servicios comunitarios
  • Hospitales
  • Bomberos
  • Policía
  • Zonas de recreación
  • Instituciones educativas
• Transporte
• Competencia
• Actitud de la comunidad

Etapas del método sinérgico

El método consta de las siguientes etapas:

• Asignar el valor binario a los factores críticos.
• Asignar un valor relativo a cada factor objetivo (FO) para cada localización alternativa.
• Estimar un valor relativo de cada factor subjetivo (FS) para cada localización alternativa.
• Combinar los factores objetivos, subjetivos y críticos mediante la fórmula del algoritmo sinérgico.
• Seleccionar la ubicación que tenga la máxima medida de preferencia de localización (MPL o IL).

Ejemplo de aplicación del método sinérgico

En un proyecto se han identificado 4 localizaciones tentativas, en todas ellas los costos del lote, mantenimiento, materia prima y construcción son diferentes. Además se han identificado como factores críticos para la continuidad de los procesos la disponibilidad de Energía eléctrica y la Materia prima. El siguiente tabulado representa los costos asociados y la calificación de los factores críticos según un estudio previo:

El primer paso corresponde a calcular el valor relativo a cada factor objetivo mediante la siguiente formulación:

Es decir, para calcular el Factor Objetivo de la ciudad A, deberá calcularse de la siguiente manera:

El siguiente tabulado nos muestra los Factores Objetivo de las ciudades restantes:

Al ser siempre la suma de los FO igual a 1, el valor que asume cada uno de ellos es siempre un término relativo entre las distintas alternativas de localización.

El siguiente paso corresponde a la determinación de los Factores subjetivos. El carácter subjetivo de los factores de orden cualitativo hace necesario asignar una medida de comparación que valore los distintos factores. Por ejemplo:

En el caso de que la disponibilidad de la mano de obra de la ciudad A sea «buena» su ponderación será del 15%, en el caso de que sea «excelente» será del 30% y de ésta manera se determinan el resto de factores según su ponderación y para las ciudades restantes. Para nuestro ejemplo las ponderaciones se asignaron así:

El siguiente paso corresponde a la combinación de los factores críticos, objetivos y subjetivos mediante la fórmula del algoritmo sinérgico:

Donde alfa equivale al nivel de confiabilidad, en nuestro ejemplo será del 80%, es decir que alfa equivale a 0,8.

El índice de localización para la ciudad A se calculará entonces así:

El siguiente tabulado muestra los índices de localización de todas las ciudades, podemos observar que la ciudad C tiene un índice de localización equivalente a 0,0000 esto motivado por el factor crítico Materia Prima, mientras la ciudad que tiene el mayor índice de localización y sería la mejor opción sería la ciudad D.

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Lo invitamos a leer: Método de localización de instalaciones utilizando mapas de calor, Método de Centro de Gravedad utilizando R , Mapas de calor y Algoritmo de Centro de Gravedad utilizando Python, y Localización de varios almacenes mediante agrupación espacial

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Esto aplica en todos aquellos casos en los que se haga necesaria la disposición de medios físicos en un espacio determinado, por lo tanto se puede aplicar tanto a procesos industriales como a instalaciones en las que se presten servicios.

¿Qué es la distribución en planta?

La distribución en planta se define como la ordenación física de los elementos que constituyen una instalación sea industrial o de servicios. Esta ordenación comprende los espacios necesarios para los movimientos, el almacenamiento, los colaboradores directos o indirectos y todas las actividades que tengan lugar en dicha instalación. Una distribución en planta puede aplicarse en una instalación ya existente o en una en proyección.

Objetivos del diseño y distribución en planta

El objetivo de un trabajo de diseño y distribución en planta es hallar una ordenación de las áreas de trabajo y del equipo que sea la más eficiente en costos, al mismo tiempo que sea la más segura y satisfactoria para los colaboradores de la organización. Específicamente las ventajas una buena distribución redundan en reducción de costos de fabricación como resultados de los siguientes beneficios:

Se contempla el factor seguridad desde el diseño y es una perspectiva vital desde la distribución, de esta manera se eliminan las herramientas en los pasillos; los pasos peligrosos, se reduce la probabilidad de resbalones, los lugares insalubres, la mala ventilación, la mala iluminación, etc.

Con la ingeniería del detalle que se aborda en el diseño y la distribución se contemplan los pequeños problemas que afectan a los trabajadores, el sol de frente, las sombras en el lugar de trabajo, son factores que al solucionarse incrementan la moral del colaborador al sentir que la dirección se interesa en ellos.

Muchos factores que son afectados positivamente por un adecuado trabajo de diseño y distribución logran aumentar la productividad general, algunos de ellos son la minimización de movimientos, el aumento de la productividad del colaborador, etc.

Al balancear las operaciones se evita que los materiales, los colaboradores y las máquinas tengan que esperar. Debe buscarse como principio fundamental, que las unidades de producción no toquen el suelo.

Al minimizar las distancias de recorrido y distribuir óptimamente los pasillos, almacenes, equipo y colaboradores, se aprovecha mejor el espacio. Como principio se debe optar por utilizar varios niveles, ya que se aprovecha la tercera dimensión logrando ahorro de superficies.

Al disminuir las distancias y al generar secuencias lógicas de producción a través de la distribución, el material permanece menos tiempo en el proceso.

En el diseño se planifica el campo de visión que se tendrá con fines de supervisión.

¿Cuándo es necesaria una nueva distribución?

En general existen gran variedad de síntomas que nos indican si una distribución precisa ser replanteada. El momento más lógico para considerar un cambio en la distribución es cuando se realizan mejoras en los métodos o maquinaria. Las buenas distribuciones son proyectadas a partir de la maquinaria y el equipo, los cuales se basan en los procesos y métodos, por ende, siempre que una iniciativa de distribución se proponga, en su etapa inicial se deberán reevaluar los métodos y procesos, de la misma manera que cada que se vayan a adoptar nuevos métodos o instalar nueva maquinaria, será un buen momento para evaluar nuevamente la distribución. Algunas de las condiciones específicas que plantean la necesidad de una nueva distribución son:

Departamento de recepción

Almacenes

Departamento de producción

Expedición

Ambiente

Condiciones generales

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