Planeación y Diseño de Instalaciones.

l diseño de instalaciones de manufacturase refiere a la organización de las instalaciones físicas de la compañía con el fin de promover el uso eficiente de sus recursos, como personal, equipo, materiales y energía. El diseño de instalaciones incluye la ubicación de la planta y el diseño del inmueble, la distribución de la planta y el manejo de materiales. La ubicación de la planta o las decisiones de la estrategia de localización se toman en el nivel corporativo más alto, con frecuencia por razones que tienen poco que ver con la eficiencia o eficacia de la operación.

El diseño del inmueble es un trabajo arquitectónico, por lo que para el proyecto de diseño de las instalaciones tiene importancia extrema la experiencia del despacho de arquitectos en cuanto al diseño de edificios y técnicas de construcción.

Las distribuciones el arreglo físico de máquinas y equipos para la producción, estaciones de trabajo, personal, ubicación de materiales de todo tipo y en toda etapa de elaboración, y el equipo de manejo de materiales.

LOCALIAZCION DE INSTALACIONES.

La localización forma parte del proceso de formulación estratégica de la empresa. Una buena selección puede contribuir a la realización de los objetivos empresariales, mientras que una localización desacertada puede conllevar un desempeño inadecuado de las operaciones.

De esta manera, el objetivo general de la localización de la planta productiva es el de elegir el lugar óptimo para las instalaciones, de manera que se favorezca el desarrollo de la actividad de la empresa y se minimice el coste de producción.

Ahora bien, la selección del emplazamiento en el que se van a desarrollar las operaciones de la empresa, es una decisión de gran importancia que viene justificada por dos razones principales que son:

1. La decisión de la localización de la planta de producción implica una inmovilización de recursos financieros a largo plazo, sobre todo en el caso de empresa en las que se requiere de plantas de producción sofisticadas. Una vez construidas las plantas, no es sencillo volver al punto de partida sin incurrir en graves perjuicios económicos. Por tanto, se trata de una decisión que va a comprometer a la empresa durante un largo período de tiempo.
2. Estas decisiones afectan a la capacidad competitiva de la empresa, de manera que, una buena elección sobre la localización de la planta de producción, puede permitir la elección de una distribución en planta que mejor se ajuste a los objetivos empresariales, lo que favorecerá el desarrollo, no solo de la función de Operaciones de la empresa, sino también del resto de las áreas.
METODOS DE LOZALIZACION.

Métodos de los factores ponderados.

Este método que aquí se presenta realiza un análisis cuantitativo en el que se compararán entre sí las diferentes alternativas para conseguir determinar una o varias localizaciones válidas. El objetivo del estudio no es buscar una localización óptima sino una o varias localizaciones aceptables. En cualquier caso, otros factores más subjetivos, como pueden ser las propias preferencias de la empresa a instalar determinarán la localización definitiva.

A continuación se presentan los pasos a seguir:

1. Determinar una relación de los factores relevantes.

2. Asignar un peso a cada factor que refleje su importancia relativa.

3. Fijar una escala a cada factor. Ej: 1-10 ó 1-100 puntos.

4. Hacer que los directivos evalúen cada localización para cada factor.

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

6. Hacer una recomendación basada en la localización que haya obtenido la mayor puntuación, sin dejar de tener en cuenta los resultados obtenidos a través de métodos cuantitativos.

Para entender adecuadamente los conceptos planteados realizaremos un ejemplo de aplicación:

Para la localización de una nueva planta de fabricación se ha identificado un conjunto de criterios y se ha distinguido el grado de importancia de cada una de las alternativas en una escala de 0 a 10. Todo esto se recoge en la siguiente tabla.

La puntuación total para cada alternativa se calcula como la suma de las puntuaciones para cada factor ponderadas según su importancia relativa. A modo de ejemplo, se presenta el cálculo para la alternativa A:

PA=100x.20+32x.16+48x.16+70x.14+24x.12+24x.12+50x.10= 346

Las alternativas B y C son mejores que la A, mientras que D es la menos conveniente, por lo que la rechazamos. Entre B y C, hay una pequeña diferencia a favor de C, aunque quizás no definitiva. Vemos que C tiene la ventaja principal de tener un buen sistema de transporte por lo cual seria la mejor elección.

Método Centro de Gravedad.
El método del centro de gravedad consiste en un algoritmo de localización de una instalación considerando otras existentes. Ésta es una técnica muy sencilla y suele utilizarse para determinar la ubicación de bodegas intermedias y puntos de distribución teniendo en cuenta las distancias que las separan y el aporte (en términos de utilidad, producción o capacidad) de cada instalación.
Ejemplo: La empresa GASOL desea ubicar una instalación intermedia que requiere de disponibilidad de gasolina, desea instalar 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.

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

Aplicando la formulación del algoritmo tendríamos las siguientes coordenadas:
Esto quiere decir que el sistema de coordenadas utilizado para establecer las ubicaciones propuestas en el ejercicio, la instalación optima se ubicaría en las coordenadas X= 44.2 - Y=4.7
DISTRIBUCION DE PLANTA.

La distribución en planta (layout en inglés) es la mejora más importante que se puede hacer en una fábrica mediante el cambio físico de la planta, ya sea para una fábrica existente o todavía en planos, y se refiere a la óptima disposición de las máquinas, los equipos y los departamentos de servicio, para lograr la mayor coordinación y eficiencia posible en una planta.
La distribución de planta es un importante prerrequisito para una operación eficiente y también resuelve cantidad de problemas comunes a todas las empresas. Una vez que se ha decidido la localización de la planta, la siguiente tarea importante antes de la gestión de la empresa, es planificar el diseño de las instalaciones industriales de la planta.
La necesidad de una redistribución de planta puede surgir en diferentes momentos:
- Cuando hay cambios de diseño en el producto.
- Si se produce una expansión de la empresa.
- Si existe la posibilidad de modificar el tamaño de los departamentos.
- Si se añade un nuevo producto a la línea existente.
- Si se añade a la empresa algún nuevo departamento y se reasignará el departamento existente.
- Con la creación de una nueva planta
Algunas características de una adecuada Distribución de Planta podrián ser:

Minimizar los costos de manipulación de materiales.
Utilizar el espacio eficientemente.
Utilizar la mano de obra efectivamente.
Eliminar los cuellos de botella.
Reducir la duración del ciclo de fabricación o del tiempo del servicio al cliente.
Eliminar los movimientos innecesarios.
Incorporar medidas de seguridad.

Existen 4 tipos básicos de Distribución de planta los cuales explicaremos brevemente a continuación.

Distribución de Planta por Proceso:

La distribución en planta por proceso se emplea cuando la producción se organiza por lotes de productos escasamente estandarizados. El personal y los equipos que realizan la misma función general se agrupan en una misma área de trabajo, de ahí que a esta distribución también se la conozca con el nombre de distribución funcional o distribución por talleres.

En este tipo de distribución se suele utilizar maquinaria genérica poco especializada, que puede ser rápidamente adaptada para fabricar distintos tipos de productos.

El producto a fabricar realiza un recorrido distinto por la planta en función de las operaciones que requiera para su elaboración, por lo que se generan diferentes flujos de materiales entre los distintos talleres, lo que hace indispensable la adopción de distribuciones flexibles, sobre todo en lo relativo a los equipos utilizados para el transporte y manejo de los materiales de unos talleres a otros.

Ejemplo de organizaciones que presentan este tipo de distribución son algunas plantas industriales que se dedican a la elaboración de productos de tamaño pequeño con procesos de fabricación intermitentes tales como talleres mecánicos, empresas dedicadas a la fabricación de tejidos, etc.

Distribución de Planta por Producto.

La distribución en planta por producto es una distribución que se emplea cuanto se trata de fabricar un reducido número de productos diferentes, altamente estandarizados y, habitualmente en grandes lotes. Es por tanto, la distribución que se adopta cuando la producción está organizada bien de forma continua o bien de forma repetitiva, siendo el caso más característico el de las cadenas de montaje definidas, según Miranda F.J, como la sucesión de puestos de trabajo fijos en cada uno de los cuales se realiza una serie de operaciones específicas.

Este tipo de distribución se caracteriza por agrupar en un departamento todas las operaciones necesarias para fabricar un producto o servicio, de forma que se trata de colocar cada actividad tan cerca como sea posible de su actividad predecesora. Las máquinas se sitúan unas junto a otras a lo largo de una línea en la secuencia en que cada una de ellas ha de ser utilizada. Así, el producto sigue una secuencia establecida recorriendo la línea de producción de un puesto a otro a medida que se realizan las operaciones necesarias.

Distribución por Posición Fija.

La distribución en planta por posición fija es apropiada cuando las características del producto (peso, forma, volumen, elevado tamaño, etc.) impiden su movilidad, lo que conlleva localizar el producto en una posición fija de manera que los factores que se desplazan sean los trabajadores, las herramientas, la maquinaria y los diversos materiales necesarios para su elaboración, así como los propios clientes en su caso.

Esto hace que el resultado de la distribución se limite, en la mayoría de las ocasiones, a la colocación de los diversos materiales y herramientas alrededor del emplazamiento del proyecto y sobre todo, se centre en la determinación de los momentos de llegada de estos materiales, así como a la realización de la programación de las actividades que configuran el proyecto. Así, la distribución de los materiales, herramientas y equipos de trabajo, suele adoptar una estructura como la que se recoge en el figura 1 donde en los círculos más alejados del producto se sitúan los materiales y herramientas menos utilizadas, ubicándose en las proximidades del producto aquellos materiales empleados de forma más habitual en su fabricación.

Distribuciones Hibridas.

Las distribuciones hibridas o células de trabajo se caracterizan como una agrupación de maquinas y trabajadores que elaboran una sucesión de operaciones sobre múltiples unidades de un elemento o familias de ellos
El termino o denominación de distribución celular es un termino nuevo pero sin embargo el fenómeno no lo es en lo absoluto. La fabricación celular busca el poder favorecerse simultáneamente de las ventajas que puedan nacer de las distribuciones por producto principalmente de su eficiencia. Y distribución por proceso su particular flexibilidad
Esta consiste en la aplicación de los principios de la tecnología de grupos a la producción, agrupando el componente con las mismas características en familias y asignando así grupos de maquinas y trabajadores para la producción de cada familia.

METODOS DE DISTRIBUCION DE PLANTA.

Método triangular.

Orientado al proceso, utilizado para encontrar mejores posiciones de departamentos o áreas en un determinado espacio. Se busca reducir costos y aumentar la productividad con una distribución optima.

A continuación mostramos fotos con un ejemplo.

Balanceo de Líneas.

Orientado al producto. El objetivo es equilibrar o igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones de un proceso.

Elementos de la Línea.

Elemento de trabajo: Unidad de trabajo que no puede dividirse en dos o más operaciones sin crear conflicto.

Operación: Elementos de trabajo asignados a un puesto de trabajo.

Estación de trabajo: área donde se ejecuta una operación.

Tiempo de ciclo: Tiempo que permanece un producto en cada puesto de trabajo.

Demora: Tiempo ocioso total en la línea.

Ejemplo:

MANEJO DE MATERIALES.

Para explicar lo que es el manejo de material, pueden utilizarse varias definiciones. La más completa es la proporcionada por el Material Handling Institute (MHI. Instituto de Manejo de Material), que declara: “El manejo de material comprende todas las operaciones básicas relacionadas con el movimiento de los productos a granel, empacados y unitarios en estado semisólido o sólido por medio de maquinaria y dentro de los límites de un lugar de comercio”.

Primero, el manejo de material implica el movimiento de éste en dirección horizontal (traslado) y vertical (izamiento), así como la carga y descarga de cosas. Segundo, especificar que el movimiento de material se efectúa “dentro de un lugar de la planta” implica que el movimiento incluye materias primas a estaciones de trabajo productos semiterminados entre estaciones y traslado de los productos terminados a sus lugares de almacenamiento. Distingue también el manejo de material de la transportación: ésta última implica mover materiales de los proveedores a los lugares de comercio o de éstos a los clientes.

Tercero, la selección del equipo de manejo es otra actividad en los sistemas diseñados de manejo de material. Cuarto, el término a granel indica que los materiales se van a mover en grandes volúmenes desempacados, como arena, aserrín o carbón. Y quinto, aunque el uso de maquinaria para manejar el material es el método preferido, el costo inicial puede ser alto.

Objetivos del manejo de material:

Aumentar la eficiencia del flujo de material asegurando la disponibilidad de materiales cuando y donde se necesitan. 
Reducir el costo del manejo de material. 
Mejorar la utilización de las instalaciones. 
Mejorar las condiciones de seguridad y de trabajo. 
Facilitar el proceso de manufactura. 
Incrementar la productividad.
Principio de Manejo de materiales.
No hay reglas definidas que puedan seguirse para lograr un sistema de manejo de material que dé buenos resultados. Sin embargo, hay varias pautas que pueden dar por resultado que se reduzca el costo del sistema y mejore su eficiencia.

Planeación: Planee todas las actividades de manejo de material y almacenamiento para obtener la máxima eficiencia de operación de conjunto.
Flujo de sistemas: Integre tantas actividades de manejo como sea práctico en un sistema coordinado de operaciones que abarque vendedor (proveedor), recepción, almacenamiento, producción, inspección, empacado, almacenamiento de productos procesados, embarque, transportación y cliente.
Flujo de material: Proporcione una secuencia de operación y un esquema de equipo que optimicen el flujo de material.
Simplificación: Simplifique el manejo reduciendo, eliminando o combinando los movimientos y/o el equipo innecesarios.
Uso de la gravedad: Aproveche la gravedad para mover el material siempre que sea práctico.
Utilización del espacio: Utilice de manera óptima el cubo del edificio.
Tamaño unitario: Aumente la cantidad, el tamaño o el peso de las cargas unitarias o el ritmo de flujo.
Mecanización: Mecanice las operaciones de manejo.
Automatización: Provea una automatización que abarque las funciones de producción, manejo de material y almacenamiento.
Selección del equipo: Al seleccionar equipo de manejo, considere todos los aspectos del material manejado, el movimiento y el método que se va a emplear.
Estandarización: Estandarice los métodos de manejo, así como el tipo y los tamaños del equipo de manejo.
Adaptabilidad: Utilice los métodos y el equipo que puedan realizar mejor diversas tareas y aplicaciones cuando no se justifique el empleo de equipo de propósito especial.
Peso muerto: Reduzca la proporción del peso muerto del equipo de manejo móvil respecto de la carga acarreada
Utilización: Planee la utilización óptima del equipo de manejo de material y la mano de obra.
Mantenimiento: Planee el mantenimiento preventivo y las reparaciones programadas de todo el equipo de manejo de material.
Obsolescencia: Reemplace los métodos y equipo de manejo de materiales obsoletos cuando haya otros métodos y equipo más eficientes que mejoren las operaciones.
Control: Lleve a cabo actividades de manejo de material que mejoren el control de producción, el inventario y el manejo del orden.
Capacidad: Emplee equipo de manejo de material para contribuir al logro de la capacidad de producción deseada.
Desempeño: Determine la efectividad del desempeño del manejo de material en términos de gasto por unidad manejada.
Seguridad: Provea métodos y equipo adecuados para el manejo de material con seguridad.

ALMACENAMIENTO Y BODEGAS.
Los administradores siempre han buscado un método para obtener un flujo continuo de producción en sus plantas. En el caso ideal. La materia prima que entra debería procesarse de inmediato y los productos finales se deberían embarcar pronto, eliminando toda necesidad de almacenamiento en ambos extremos. Este concepto teórico se llama, con propiedad, justo a tiempo (JIT. just in time). La idea se puede ampliar dentro de una planta, a medida que el producto se mueva de una estación de trabajo a otra. Una estación debería recibir el artículo y las partes necesarias justo cuando se debe procesar la unidad; y al terminar la tarea requerida, la estación debería transferir la unidad de inmediato a la siguiente estación, la que a su vez está programada para recibir el ensamble justo en ese momento.
Al administrar una instalación de almacenamiento o de bodega se deben efectuar muchas actividades distintas relacionadas con el procesamiento de materias primas, productos semiterminados y bienes terminados. Las tareas abarcan desde recibir, inspeccionar y almacenar materias primas, hasta empacar, etiquetar y remitir los pedidos. A continuación se da una breve descripción de las actividades comunes.
Recepción: La bodega recibe el material de un proveedor externo y acepta la responsabilidad sobre él. La operación consiste en descargar los bienes de los camiones y/o vagones de ferrocarril, y en desempacarlos de sus contenedores.

Identificación y clasificación: Se identifica el material y a continuación se anota con etiquetas, códigos u otros medios. Se clasifican los artículos, para tratar de encontrar fallos o daños y se determinan los faltantes, comprobando lo recibido contra las guías de embarque. Se toman las acciones adecuadas para informar a los transportistas y proveedores las diferencias que se presenten. 

Despacho al almacén: Los artículos se transfieren a las áreas adecuadas para su almacenamiento. 

Almacenamiento. Las unidades se mantienen en inventario hasta que se necesiten. 

Escoger pedido: Los artículos necesarios para un pedido se recuperan del almacén. Esto lo pueden hacer una o más personas. dependiendo de la cantidad de artículos y de su ubicación en la bodega. 

Armado del pedido: Se agrupan todos los artículos de un solo pedido. Todo faltante, rotura o artículo defectuoso se anotan. y se reemplazan. o se modifica el pedido. 
Empaque: Se empacan juntas todas las unidades en un pedido.
Despacho del embarque: Se preparan los pedidos y documentos adecuados de embarque, y el pedido se manda a los vehículos de transporte. 
Mantenimiento de registros: Para cada artículo se llevan registros como el siguiente: cantidad recibida, en existencia, pedidos recibidos y pedidos procesados. Esos registros son críticos para tener una buena administración de inventarios.
Dentro de un almacén hay diversas políticas que influyen sobre su distribución, lugares de las celdas de almacenamiento, y asignación de los artículos a esas celdas. Esas políticas se describen en forma breve a continuación.
Semejanza física: Los artículos con características físicas parecidas se agrupan en un área. Por ejemplo, los artículos grandes se almacenan en una zona, y los pequeños en otra. Esto permite usar equipo similar de manejo de materiales, y tener cuidados físicos parecidos para cada área. También se deben concentrar los controles ambientales especiales, como refrigeración, humedad y seguridad contra incendios, en una zona, tal como dicten las necesidades de los artículos.
Semejanza funcional: Se pueden guardar juntos los artículos relacionados funcionalmente. Por ejemplo, los artículos operados con electricidad, hidráulica o mecánicamente, en áreas separadas de almacenamiento. El sistema es bastante cómodo en instalaciones operadas manualmente, en las que cada trabajador de almacén se especializa en determinada área funcional.

Demanda: Toda bodega tiene artículos que se piden con más frecuencia que los demás. En este sistema, los artículos con movimiento intenso se guardan cerca de las áreas de recepción y de embarque. y a los que tienen movimiento lento se les asignan espacios más alejados. Con este arreglo se minimiza la distancia recorrida por los trabajadores del almacén cuando surten pedidos. Con estudios reales se ha demostrado que, en promedio, 15 de los artículos tienen 85% del movimiento (o el trabajo) en una bodega.

Separación de las existencias de reserva: Podría resultar beneficioso separar las existencias de reserva de las existencias de trabajo. Todas las existencias de trabajo se mantienen juntas, en una zona compacta, de donde sea fácil tomarlas. Las existencias de reserva, de zonas exteriores, reabastecen las existencias de trabajo cuando haya necesidad. 
Almacenamiento aleatorizado: Hoy, con los sistemas modernos de procesamiento de información (sistemas computarizados de control de inventario) ya no es necesario asignar un lugar fijo y único a determinada clase de artículo. El cambio de un almacenamiento dedicado a uno aleatorizado podría dar como resultado ahorros considerables en las necesidades de espacio en la bodega. Los artículos se guardan en espacios que estén disponibles cuando se necesite, sin reservar espacio alguno para artículos que en la actualidad no estén en existencia. 
Almacenamiento de alta seguridad: Si hay artículos muy valiosos, y sujetos a robos frecuentes, como oro o relojes, se podría necesitar un área que esté bajo llave y/u otras medidas de seguridad.

Planeación y Diseño de Instalaciones

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