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Planeación y Diseño de Instalaciones Unidad 2 Distribución de Instalaciones Ing. Juan Manuel Corichi Reyes Correo Electrónico: [email protected] 22 de Febrero de 2012. Introducción Las empresas desarrollan sus operaciones en instalaciones de diverso tipo: plantas de transformación y-o ensamble, almacenes para materiales y componentes o para productos terminados, puntos de ventas y-o de asistencia postventa, oficinas, etc. En la configuración de las mismas convergen un conjunto de decisiones distintas pero a la vez muy relacionadas que han de ser adoptadas en las diferentes fases de la estrategia de operaciones. Entre estas, las decisiones de distribución en planta son un elemento fundamental del plan estratégico general de cualquier empresa y a su vez presentan un desafío sustancial para la administración, pues muchas de ellas tienen efectos a largo plazo que no se pueden revertir con facilidad. Estas decisiones determinan la eficiencia de las operaciones, así como el diseño de los puestos de trabajo, por lo tanto, resulta importante mejorar la práctica del diseño utilizando los mejores enfoques disponibles. El proceso de ordenación física de los elementos industriales de modo que constituyan un sistema productivo capaz de alcanzar los objetivos fijados de la forma más adecuada y eficiente posible es precisamente a lo que se conoce por Distribución en Planta. Esta ordenación de las áreas de trabajo, el personal y los medios de producción debe ser la más económica para el trabajo, al mismo tiempo que la más segura y satisfactoria para los empleados. Al crear y poner en funcionamiento una unidad de producción, se determina en primer lugar: qué, cuánto, cómo y con qué producir, definiéndose una serie de factores a coordinar. La distribución en planta facilita dicha coordinación pues pretende ordenar de la forma más satisfactoria, los elementos y equipos disponibles, pudiendo estar fijado o no el espacio total donde se realizará la ubicación. En general se comienza distribuyendo unidades globales o departamentos, para posteriormente ordenar cada uno de ellos. Los intentos por establecer una metodología que permitiera afrontar el problema de la distribución en planta de manera Página 1 de 41

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Planeación y Diseño de InstalacionesUnidad 2 Distribución de InstalacionesIng. Juan Manuel Corichi ReyesCorreo Electrónico: [email protected] de Febrero de 2012.

IntroducciónLas empresas desarrollan sus operaciones en instalaciones de diverso tipo: plantas de transformación y-o ensamble, almacenes para materiales y componentes o para productos terminados, puntos de ventas y-o de asistencia postventa, oficinas, etc. En la configuración de las mismas convergen un conjunto de decisiones distintas pero a la vez muy relacionadas que han de ser adoptadas en las diferentes fases de la estrategia de operaciones. Entre estas, las decisiones de distribución en planta son un elemento fundamental del plan estratégico general de cualquier empresa y a su vez presentan un desafío sustancial para la administración, pues muchas de ellas tienen efectos a largo plazo que no se pueden revertir con facilidad. Estas decisiones determinan la eficiencia de las operaciones, así como el diseño de los puestos de trabajo, por lo tanto, resulta importante mejorar la práctica del diseño utilizando los mejores enfoques disponibles.

El proceso de ordenación física de los elementos industriales de modo que constituyan un sistema productivo capaz de alcanzar los objetivos fijados de la forma más adecuada y eficiente posible es precisamente a lo que se conoce por Distribución en Planta. Esta ordenación de las áreas de trabajo, el personal y los medios de producción debe ser la más económica para el trabajo, al mismo tiempo que la más segura y satisfactoria para los empleados.

Al crear y poner en funcionamiento una unidad de producción, se determina en primer lugar: qué, cuánto, cómo y con qué producir, definiéndose una  serie de factores a coordinar.  La distribución en planta facilita dicha coordinación pues pretende ordenar de la forma más satisfactoria, los elementos  y equipos disponibles, pudiendo estar fijado o no el espacio total donde se realizará la ubicación. En general se comienza distribuyendo unidades globales o departamentos, para posteriormente ordenar cada uno de ellos.

Los intentos por establecer una metodología que permitiera afrontar el problema de la distribución en planta de manera ordenada comienzan en la década de los 50 del siglo pasado. Sin embargo, es Muther en 1961, el primero en desarrollar un procedimiento verdaderamente sistemático, el Systematic Layout Planning (en lo adelante SLP) que establece una metodología aplicable a la resolución del problema independientemente de su naturaleza.

Los métodos precedentes al SLP son simples e incompletos y los desarrollados con posterioridad son en muchos casos variantes de éste, más o menos ampliadas, siendo el método de Muther el más difundido entre la bibliografía consultada. De tal forma, es posible afirmar que el SLP ha sentado precedentes y ha marcado un antes y un después en el diseño de instalaciones de producción y servicios como área del conocimiento de la investigación de operaciones.

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1. Primeras aproximaciones metodológicas al problema de la distribución en planta Método de ImmerDiversos autores coinciden en señalar a Immer como el primero en crear (en 1950) una metodología común para la resolución del problema de distribución en planta (Francis y White, 1974; Tompkins y White, 1984; Santamarina, 1995).

La técnica de Immer es simple en extremo, estableciendo tres etapas o pasos en el proceso de resolución del problema:Etapa 1: Plantear correctamente el problema a resolver.Etapa 2: Detallar las líneas de flujo.Etapa 3: Convertir las líneas de flujo en líneas de materiales.

El método atiende únicamente al principio de circulación o flujo de materiales, y es aplicable solamente a los problemas de reordenación o ajuste menor de una distribución ya existente.Método de análisis de secuencia (sequence analysis) de Buffa

El método desarrollado por Buffa (1955) puede considerarse un precursor del SLP, pudiendo establecerse con éste muchas similitudes. El procedimiento, tal y como se describe en Santamarina (1995); González Cruz (2001) y González García (2005) es el siguiente:Etapa 1: Estudio del proceso, recopilación de datos referente a actividades,

piezas y recorridos de éstas. Organización de estos datos en forma de Hojas de Ruta y análisis de los requerimientos del sistema productivo.

Etapa 2: Determinación de la secuencia de operaciones de cada pieza y Elaboración de una tabla con dicha información (“Sequence summary”).

Etapa 3: Determinación de las cargas de transporte mensuales entre los diferentes departamentos que conforman el proceso. Esta información se recoge en una tabla denominada “Tabla de cargas de transporte” (“Load summary”).

Etapa 4: Búsqueda de la posición relativa ideal de los diferentes centros de trabajo. Para ello se emplea el “Diagrama Esquemático Ideal”.

Etapa 5: Desarrollo del Diagrama esquemático ideal en un Diagrama de bloques en el que los diferentes departamentos ocupan sus áreas correspondientes y en el que se muestran las relaciones interdepartamentales.

Etapa 6: Desarrollo del layout de detalle, en el que se especifican los sistemas de manutención, sistemas de almacenaje, sistemas auxiliares de producción y en definitiva, se establece la distribución que finalmente se implementará.

Como ha podido apreciarse el método de Buffa de manera similar al método de Immer utiliza para establecer la disposición de las actividades el flujo de

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materiales entre actividades como criterio único. Sin embargo, ya en 1952, Cameron1 había realizado las primeras referencias al uso de criterios cualitativos en el diseño de las distribuciones de las actividades, que sí consideraría posteriormente Muther en su SLP.Metodología de ReedEn 1961, Reed propone que el diseño de las instalaciones se realice siguiendo un planteamiento sistemático en 10 pasos (Tompkins y White, 1984):

1. Estudiar el producto a fabricar.2. Determinar el proceso necesario para fabricar dicho producto y sus

requerimientos.3. Preparar esquemas de planificación del layout: en los que se especifique

información como las operaciones a realizar, los transportes y almacenajes necesarios, inspecciones requeridas, tiempos estándar de cada operación, selección y balance de maquinaria, requerimiento de mano de obra, etc.

4. Determinación de las estaciones de trabajo.5. Determinar los requerimientos de áreas para almacenamiento.6. Determinación de la anchura mínima de los pasillos.7. Establecimiento de las necesidades de área para actividades de oficina.8. Consideración de instalaciones para personal y servicios.9. Planificar los servicios de la planta.10. Prever posibles futuras expansiones.

Metodología del enfoque de sistemas ideales (ideal systems approach) de NadlerLa metodología propuesta por Nadler en 1965, se concibió en principio para el diseño de sistemas de trabajo, pero es aplicable, además, al diseño de la distribución en planta de instalaciones. Esta es una aproximación jerárquica al diseño; es más una filosofía de trabajo que un procedimiento.

Dicha aproximación se realiza partiendo del sistema ideal teórico que resuelve el problema planteado, para ir descendiendo en el grado de idealidad/idoneidad hasta alcanzar una solución factible al problema.

El Sistema teórico ideal es un sistema perfecto de costo cero, calidad absoluta, sin riesgos, sin producción de deshechos y absolutamente eficiente. El Sistema ideal último representa una solución que la tecnología no permite implementar en el momento actual, pero que previsiblemente lo será en el futuro.

1 Tomado de Cameron (1952)

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El Sistema ideal tecnológicamente viable representa una solución para la que la tecnología actual puede dar respuesta, pero cuya implementación en la actualidad no es recomendable debido a algún motivo, por ejemplo, a su elevado coste. El Sistema recomendado o recomendable, es una solución válida al problema con una aceptable eficiencia y costo, y cuya implementación es posible sin problemas. El sistema real o presente, es la implementación efectiva o existente de la solución.

Los sistemas convencionales de diseño realizan una aproximación contraria al problema. Comienzan con la solución existente y buscan mejoras a dicha solución. El método de Nadler parte de una solución ideal no factible, para aproximarse hacia la zona de factibilidad del espacio de soluciones del problema.

Metodología de AppleApple establece una secuencia muy detallada de pasos a realizar en el diseño del layout de la planta industrial2. Esta propuesta es más específica y concreta que las anteriores, concretándose en los siguientes puntos:

1. Obtener los datos básicos del problema.2. Analizar dichos datos.3. Diseñar el proceso productivo4. Proyectar los patrones de flujo de materiales5. Determinar el plan general de manejo de materiales.6. Calcular los requerimientos de equipamiento7. Planificar los puestos de trabajo de manera individualizada8. Seleccionar equipos de manutención específicos9. Establecer grupos de operaciones relacionadas10. Diseñar las relaciones entre actividades11. Determinar los requerimientos de almacenamiento12. Planificar los servicios y actividades auxiliares13. Determinar los requerimientos de espacio14. Localizar las actividades en el espacio total disponible15. Escoger el tipo de edificio16. Construir una distribución en planta maestra17. Evaluar y ajustar la distribución en planta18. Obtener las aprobaciones necesarias19. Instalar la distribución obtenida20. Hacer un seguimiento del funcionamiento de la instalación

2. Metodología de la Planeación Sistemática de la Distribución en Planta (Systematic Layout Planning) de Muther

2 Tomado de Tompkins y White (1984)

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Esta metodología conocida como SLP por sus siglas en inglés, ha sido la más aceptada y la más comúnmente utilizada para la resolución de problemas de distribución en planta a partir de criterios cualitativos, aunque fue concebida para el diseño de todo tipo de distribuciones en planta independientemente de su naturaleza. Fue desarrollada por Richard Muther en 1961 como un procedimiento sistemático multicriterio, igualmente aplicable a distribuciones completamente nuevas como a distribuciones de plantas ya existentes.

El método (resumido en la Figura 2) reúne las ventajas de las aproximaciones metodológicas precedentes e incorpora el flujo de materiales en el estudio de

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Figura 2. Esquema del Systematic Layout Planning. Fuente: En aproximación a Muther (1968).

EvaluaciónEvaluación

SelecciónSelección

InstalaciónInstalación

Análisis Producto-CantidadAnálisis Producto-Cantidad

Flujo de materiales

Flujo de materiales

Relación entre actividades

Relación entre actividades

Diagrama relacional de actividades

Diagrama relacional de actividades

Necesidadesde espacio

Necesidadesde espacio Espacio

disponible

Espacio disponible

Diagrama relacional de espacios

Diagrama relacional de espacios

Generación de alternativas Generación de alternativas

XX YY ZZ

Factores influyentes

Factores influyentes Limitaciones

prácticas

Limitaciones prácticas

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distribución, organizando el proceso de planificación total de manera racional y estableciendo una serie de fases y técnicas que, como el propio Muther describe, permiten identificar, valorar y visualizar todos los elementos involucrados en la implantación y las relaciones existentes entre ellos (Muther, 1968).

Como puede apreciarse en la figura 2, el diagrama brinda una visión general del SLP, aunque no refleja una característica importante del método: su carácter jerárquico, lo que indica que este debe aplicarse en fases jerarquizadas en cada una de las cuales el nivel de detalle es mayor que en la anterior.

Fases de DesarrolloLas cuatro fases o niveles de la distribución en planta, que además pueden superponerse uno con el otro, son según Muther (1968):

1. Fase I: Localización. Aquí debe decidirse la ubicación de la planta a distribuir. Al tratarse de una planta completamente nueva se buscará una posición geográfica competitiva basada en la satisfacción de ciertos factores relevantes para la misma. En caso de una redistribución el objetivo será determinar si la planta se mantendrá en el emplazamiento actual o si se trasladará hacia un edificio recién adquirido, o hacia un área similar potencialmente disponible.

2. Fase II: Distribución General del Conjunto. Aquí se establece el patrón de flujo para el área que va a ser distribuida y se indica también el tamaño, la relación, y la configuración de cada actividad principal, departamento o área, sin preocuparse todavía de la distribución en detalle. El resultado de esta fase es un bosquejo o diagrama a escala de la futura planta.

3. Fase III: Plan de Distribución Detallada. Es la preparación en detalle del plan de distribución e incluye la planificación de donde van a ser colocados los puestos de trabajo, así como la maquinaria o los equipos.

4. Fase IV: Instalación. Esta última fase implica los movimientos físicos y ajustes necesarios, conforme se van colocando los equipos y máquinas, para lograr la distribución en detalle que fue planeada.

Estas fases se producen en secuencia, y según el autor del método para obtener los mejores resultados debe solaparse unas con otras.

Pasos del Procedimiento:Paso 1: Análisis Producto-CantidadLo primero que se debe conocer para realizar una distribución en planta es qué se va a producir y en qué cantidades, y estas previsiones deben disponer para cierto horizonte temporal. A partir de este análisis es posible determinar el tipo de distribución adecuado para el proceso objeto de estudio. En cuanto al volumen de información, pueden presentarse situaciones variadas, porque el número de productos puede ir de uno a varios miles. Si la gama de productos

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es muy amplia, convendrá formar grupos de productos similares, para facilitar el tratamiento de la información, la formulación de previsiones, y compensar que la formulación de previsiones para un solo producto puede ser poco significativa. Posteriormente se organizarán los grupos según su importancia, de acuerdo con las previsiones efectuadas. Muther (1981) recomienda la elaboración de un gráfico en el que se representen en abscisas los diferentes productos a elaborar y en ordenadas las cantidades de cada uno. Los productos deben ser representados en la gráfica en orden decreciente de cantidad producida. En función del gráfico resultante es recomendable la implantación de uno u otro tipo de distribución.

Paso 2: Análisis del Recorrido de los Productos (flujo de producción)Se trata en este paso de determinar la secuencia y la cantidad de los movimientos de los productos por las diferentes operaciones durante su procesado. A partir de la información del proceso productivo y de los volúmenes de producción, se elaboran gráficas y diagramas descriptivos del flujo de materiales. De estos diagramas no se desprende una distribución en planta pero sin dudas proporcionan un punto de partida para su planteamiento. No resulta difícil a partir de ellos establecer puestos de trabajo, líneas de montaje principales y secundarias, áreas de almacenamiento, etc.

Paso 3: Análisis de las Relaciones entre ActividadesConocido el recorrido de los productos, debe plantearse el tipo y la intensidad de las interacciones existentes entre las diferentes actividades productivas, los medios auxiliares, los sistemas de manipulación y los diferentes servicios de la planta. Estas relaciones no se limitan a la circulación de materiales, pudiendo ser ésta irrelevante o incluso inexistente entre determinadas actividades. La no existencia de flujo material entre dos actividades no implica que no puedan existir otro tipo de relaciones que determinen, por ejemplo, la necesidad de proximidad entre ellas; o que las características de determinado proceso requieran una determinada posición en relación a determinado servicio auxiliar. El flujo de materiales es solamente una razón para la proximidad de ciertas operaciones unas con otras.

Entre otros aspectos, el proyectista debe considerar en esta etapa las exigencias constructivas, ambientales, de seguridad e higiene, los sistemas de manipulación necesarios, el abastecimiento de energía y la evacuación de residuos, la organización de la mano de obra, los sistemas de control del proceso, los sistemas de información, etc.

Esta información resulta de vital importancia para poder integrar los medios auxiliares de producción en la distribución de una manera racional. Para poder representar las relaciones encontradas de una manera lógica y que permita clasificar la intensidad de dichas relaciones, se emplea la tabla relacional de

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actividades, consistente en un diagrama de doble entrada, en el que quedan plasmadas las necesidades de proximidad entre cada actividad y las restantes según los factores de proximidad definidos a tal efecto. Es habitual expresar estas necesidades mediante un código de letras, siguiendo una escala que decrece con el orden de las cinco vocales: A (absolutamente necesaria), E (especialmente importante), I (importante), O (importancia ordinaria) y U (no importante); la indeseabilidad se representa por la letra X.

En la práctica, el análisis de recorridos expuesto en el apartado anterior se emplea para relacionar las actividades directamente implicadas en el sistema productivo, mientras que la tabla relacional permite integrar los medios auxiliares de producción.

Figura 3. Tabla relacional de actividades (Ejemplo de su aplicación en una empresa de la industria sideromecánica). Fuente: Elaboración propia.

Paso 4: Desarrollo del Diagrama Relacional de Actividades

La información recogida hasta el momento, referente tanto a las relaciones entre las actividades como a la importancia relativa de la proximidad entre ellas, es recogida en el Diagrama Relacional de Actividades. Éste pretende recoger la ordenación topológica de las actividades en base a la información de la que se dispone. De tal forma, en dicho grafo los departamentos que deben acoger las actividades son adimensionales y no poseen una forma definida.

El diagrama es un grafo en el que las actividades son representadas por nodos unidos por líneas. Estas últimas representan la intensidad de la relación (A, E, I, O, U, X) entre las actividades unidas a partir del código de líneas que se muestra en la Figura 4.

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A continuación este diagrama se va ajustando a prueba y error, lo cual debe realizarse de manera tal que se minimice el número de cruces entre las líneas que representan las relaciones entre las actividades, o por lo menos entre aquellas que representen una mayor intensidad relacional. De esta forma, se trata de conseguir distribuciones en las que las actividades con mayor flujo de materiales estén lo más próximas posible (cumpliendo el principio de la mínima distancia recorrida, y en las que la secuencia de las actividades sea similar a aquella con la que se tratan, elaboran o montan los materiales (principio de la circulación o flujo de materiales).

Paso 5: Análisis de Necesidades y Disponibilidad de EspaciosEl siguiente paso hacia la obtención de alternativas factibles de distribución es la introducción en el proceso de diseño, de información referida al área requerida por cada actividad para su normal desempeño. El planificador debe hacer una previsión, tanto de la cantidad de superficie, como de la forma del área destinada a cada actividad.

No existe un procedimiento general ideal para el cálculo de las necesidades de espacio. El proyectista debe emplear el método más adecuado al nivel de detalle con el que se está trabajando, a la cantidad y exactitud de la información que se posee y a su propia experiencia previa. El espacio requerido por una actividad no depende únicamente de factores inherentes a sí misma, si no que puede verse condicionado por las características del proceso productivo global, de la gestión de dicho proceso o del mercado. Por ejemplo, el volumen de producción estimado, la variabilidad de la demanda o el tipo de gestión de almacenes previsto pueden afectar al área necesaria para el desarrollo de una actividad. En cualquier caso, según dicho autor, hay que considerar que los resultados obtenidos son siempre previsiones, con base más o menos sólida, pero en general con cierto margen de error.

El planificador puede hacer uso de los diversos procedimientos de cálculo de espacios existentes para lograr una estimación del área requerida por cada actividad. Los datos obtenidos deben confrontarse con la disponibilidad real de espacio. Si la necesidad de espacio es mayor que la disponibilidad, deben realizarse los reajustes necesarios; bien disminuir la previsión de requerimiento

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de superficie de las actividades, o bien, aumentar la superficie total disponible modificando el proyecto de edificación (o el propio edificio si éste ya existe). El ajuste de las necesidades y disponibilidades de espacio suele ser un proceso iterativo de continuos acuerdos, correcciones y reajustes, que desemboca finalmente en una solución que se representa en el llamado Diagrama Relacional de Espacios.

Paso 6: Desarrollo del Diagrama Relacional de EspaciosEl Diagrama Relacional de Espacios es similar al Diagrama Relacional de Actividades presentado previamente, con la particularidad de que en este caso los símbolos distintivos de cada actividad son representados a escala, de forma que el tamaño que ocupa cada uno sea proporcional al área necesaria para el desarrollo de la actividad.

Figura 5. Diagrama relacional de espacios con indicación

del área requerida por cada actividad. (Ejemplo de su aplicación en una empresa de la industria sideromecánica). Fuente: Elaboración propia.

En estos símbolos es frecuente añadir, además, otro tipo de información referente a la actividad como, por ejemplo, el número de equipos o la planta en la que debe situarse. Con la información incluida en este diagrama se está en disposición de construir un conjunto de distribuciones alternativas que den solución al problema. Se trata pues de transformar el diagrama ideal en una serie de distribuciones reales, considerando todos los factores condicionantes y limitaciones prácticas que afectan al problema.

Entre estos elementos se pueden citar características constructivas de los edificios, orientación de los mismos, usos del suelo en las áreas colindantes a la que es objeto de estudio, equipos de manipulación de materiales, disponibilidad insuficiente de recursos financieros, vigilancia, seguridad del personal y los equipos, turnos de trabajo con una distribución que necesite instalaciones extras para su implantación.

A pesar de la aplicación de las más novedosas técnicas de distribución, la solución final requiere normalmente de ajustes imprescindibles basados en el sentido común y en el juicio del distribuidor, de acuerdo a las características específicas del proceso productivo o servuctivo que tendrá lugar en la planta

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que se proyecta. No es extraño que a pesar del apoyo encontrado en el software disponible en la actualidad, se sigan utilizando las técnicas tradicionales y propias de la distribución en la mayoría de las ocasiones. De tal forma, sigue siendo un procedimiento ampliamente utilizado la realización de maquetas de la planta y los equipos bi o tridimensionales, de forma que estos puedan ir colocándose de distintas formas en aquella hasta obtener una distribución aceptable.

La obtención de soluciones es un proceso que exige creatividad y que debe desembocar en un cierto número de propuestas (Muther, 1968 aconseja de dos a cinco) elaboradas de forma suficientemente precisa, que resultarán de haber estudiado y filtrado un número mayor de alternativas desarrolladas solo esquemáticamente. 

Systematic Layout Planning finaliza con la implantación de la mejor alternativa tras un proceso de evaluación y selección. El planificador puede optar por diversas formas de generación de layouts (desde las meramente manuales hasta las más complejas técnicas metaheurísticas), y de evaluación de los mismos.

Paso 7: Evaluación de las alternativas de distribución de conjunto y selección de la mejor distribución

Una vez desarrolladas las soluciones, hay que proceder a seleccionar una de ellas, para lo que es necesario realizar una evaluación de las propuestas, lo que nos pone en presencia de un problema de decisión multicriterio. La evaluación de los planes alternativos determinará que propuestas ofrecen la mejor distribución en planta. Los métodos más referenciados entre la literatura consultada con este fin se relacionan a continuación:

a) Comparación de ventajas y desventajas b) Análisis de factores ponderadosc) Comparación de costos

Probablemente el método más fácil de evaluación de los mencionados anteriormente es el de enlistar las ventajas y desventajas que presenten las alternativas de distribución, o sea un sistema de "pros" y "contras". Sin embargo, este método es el menos exacto, por lo que es aplicado en las evaluaciones preliminares o en las fases (I y II) donde los datos no son tan específicos.

Por su parte, el segundo método consiste en la evaluación de las alternativas de distribución con respecto a cierto número de factores previamente definidos y ponderados según la importancia relativa de cada uno sobre el resto, siguiendo para ello una escala que puede variar entre 1-10 o 1-100 puntos. De tal forma se seleccionará la alternativa que tenga la mayor

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puntuación total. Esto aumenta la objetividad de lo que pudiera ser un proceso muy subjetivo de toma de decisión. Además, ofrece una manera excelente de implicar a la dirección en la selección y ponderación de los factores, y a los supervisores de producción y servicios en la clasificación de las alternativas de cada factor.

El método más substancial para evaluar las Distribuciones de Planta es el de comparar costos. En la mayoría de los casos, si el análisis de costos no es la base principal para tomar una decisión, se usa para suplementar otros métodos de evaluación. Las dos razones principales para efectuar un análisis de costos son: justificar un proyecto en particular y comparar las alternativas propuestas. El preparar un análisis de costos implica considerar los costos totales involucrados o solo aquellos costos que se afectarán por el proyecto.

Se han establecido tres clasificaciones diferentes. Primero, por el carácter de la función objetivo. Destacando, en particular, las técnicas multicriterio, hoy unánimemente aceptadas, pero con formulaciones muy diversas según los autores.

En segundo lugar, atendiendo a la forma de generar la solución: partiendo de una anterior (métodos de mejora) o creando una posible (métodos de construcción).

El tercer criterio utilizado para clasificar las metodologías ha sido la manera de ubicar las actividades. Tres categorías fundamentales se han fijado: los métodos basados en técnicas discretas, los que utilizan una formulación analítica del problema y por último, aquellos que recurren a particionar un dominio inicial, a través de algoritmos de corte.En la Tabla 1, se representan dichas clasificaciones, se indican las características diferenciadoras de los métodos y sus autores originales así como la fecha de publicación de los trabajos.

Tabla 1. Clasificación de los métodos de generación de layouts. Fuente: En aproximación a Del Río Cidoncha (2003).

Criterios de clasificación

MétodoAutor(es) y Año de

publicación

SEGÚN EL CARÁCTER DE LA FUNCIÓN

OBJETIVO

Tipo CuantitativoArmour & Buffa (1963)

[CRAFT]

Tipo cualitativoMuther (1961)

[SLP]

Multicriterio

Aditivo Rosenblatt, 1979

No Aditivo Cano, 1987

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SEGÚN LA FORMA DE

GENERAR LA SOLUCION

Métodos de construcciónSeehof & Evans (1967)

[ALDEP]

Métodos de mejoraArmour & Buffa (1963)

[CRAFT]

Métodos híbridosDonaghey & Pire

(1990)[BLOCPLAN]

SEGÚN LA TÉCNICA

EMPLEADA EN UBICAR LAS

ACTIVIDADES

Técnicas discretas Gilmore (1962)

Técnicas analíticasHeragu & Kusiak

(1990)

Técnicas de corte Stockmeyer (1983)

No menos numerosas que los métodos de generación de layouts son las técnicas de selección de soluciones disponibles en la actualidad. Una clasificación de estas técnicas se refleja en la Tabla 2, en la que se incluye el origen de la misma y el primero de los autores que la utilizó en la solución de problemas de distribución en planta.

Tabla 2.Técnicas para la optimización de soluciones. Fuente: En aproximación a Del Río Cidoncha (2003).

Clasificación DescripciónAutor(es) y Año de

publicación

MÉTODOS EXACTOS

Formulación Matemática Gilmore (1962)

MÉTODOS GENERALES

Técnicas asistidas por ordenador

Armour & Buffa (1963)

TEORÍA DE GRAFOS

Utiliza grafos planares y duales

Buffa (1955)

SIMULATED ANNEALING

Búsqueda aleatoria dirigida simulando el

proceso de enfriamiento del metal

Kirpatrick, Gelatt & Vecchi (1983)

TABU SEARCH

Evaluación de soluciones utili-zando condiciones tabú y me- moria de operaciones previas

Glover (1989)

ALGORITMOS Teoría de la evolución de Tam (1992)

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GENÉTICOS Darwin

FUZZY LOGICTeoría de conjuntos

borrososGrobelny (1987)

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Emulación por el ordenador del

racionamiento humanoAkin (1979)

Oficinas su Localización y Distribución en la OrganizaciónLa distribución de las oficinas presenta problemas muy específicos a los que se ha dado soluciones muy dispares, según el tipo de actividad, la estructura de la organización, las opiniones, según la moda imperante. La distribución en planta de una oficina ha de alcanzar el equilibrio adecuado, para las funciones de que se trate, entre los objetivos de comunicación y control, por una parte, e intimidad o aislamiento por otra. Para ciertos trabajos, la posibilidad de comunicarse rápidamente con otras personas de la oficina es muy importante. Para otros, lo es, sobre todo, poder concentrarse, sin perturbaciones acústicas o visuales, o tener la posibilidad de mantener conversaciones confidenciales con las visitas. En las que se puede denominar distribuciones de planta tradicionales, el equilibrio entre los objetivos contrapuestos se alcanza mediante puestos de trabajo aislados para ciertos empleados y áreas abiertas para otros.

Una alternativa más moderna (aunque las primeras realizaciones de este tipo de distribuciones se remontan, por lo menos, al final de los años 50) es la oficina abierta, que alberga en una misma área, sin particiones, a todos los empleados, incluyendo a los directivos; por lo que se llama oficina-paisaje es una variante que matiza esta idea básica: se consigue un cierto aislamiento entre los diversos puestos de trabajo mediante mamparas, plantas de interior, etc.

En las distribuciones aquí consideradas cada puesto de trabajo debe estar equipado de forma adecuada para las funciones que tiene asignadas (teléfono, terminal, ordenador, etc.). De estas consideraciones surge un concepto, el de centro de actividad, que da lugar a un nuevo enfoque de las distribuciones de planta en oficinas, del cual son escasas hasta ahora las realizaciones prácticas. Se trata de crear áreas con funciones específicas: reuniones, recepción de visitas, fotocopias, terminales, etc. Los empleados disponen de un puesto base propia, pequeña y poco equilibrada.

Finalmente, conviene no olvidar que el desarrollo de la informática y de telecomunicaciones ofrece posibilidades insospechadas para resolver problemas organizativos tradicionales (“reuniones” a través de una red informática, transmisión de documentos a gran velocidad y bajo costo, etc.)

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pero la exploración a fondo de las consecuencias que pueden deducirse a partir de esta observación conduciría a este texto lejos de sus objetivos principales.

¿Cómo se Difiere la Distribución de Planta de una Oficina del Área de FabricaciónLa oficina difiere de la fábrica en tres puntos principales: 1) el producto, 2) el ámbito físico y 3) el ámbito social. Una fábrica produce artículos. Una oficina produce información -subdividida en artículos físicos (papeleo, incluyendo insumos y productos de computadoras), archivos electrónicos e información oral (conversaciones personales y telefónicas).

Los criterios de distribución de planta en oficinas, aunque difíciles de cuantificar, son la reducción al mínimo del costo de comunicación y el incremento al máximo de la productividad de los empleados. En la selección de la “Oficina del Año” Administrative Management utiliza los siguientes criterios:

1. Conveniencia (efectiva operativa) en términos de asignación del espacio, patrones de trabajo y circulación, distribución del equipo necesario y ahorro de energía.

2. Flexibilidad que permita el cambio y el crecimiento eficientes.3. Habitabilidad mediante características diseñadas para aumentar la

eficiencia humana, como iluminación, sonido y acondicionamiento de aire, decoración y diversas instalaciones para empleados.

Progreso de la carrera administrativa mediante mejoras tecnológicas y otras innovaciones en la planeación de oficinas y diseños de sistemas.

La segunda diferencia, al ámbito físico, tiende a ser mejor para la oficina que para la fábrica. La iluminación de la oficina tiende a ser ligeramente mejor que el de la fábrica, básicamente porque las tareas en aquella son más cansadas para la vista. Los problemas de toxicología y ventilación son mínimos dentro de la oficina. La acústica tiende a ser mejor en la oficina, porque el ruido interfiere la comunicación oral puede distraer a quien realiza el trabajo de papeleo. El control del clima tiende a ser considerablemente mejor, debido a que no hay grandes fuentes de calor dentro del espacio ni alta densidad de trabajadores por pie cúbico, y por la idea tradicional de que los oficinistas deben recibir mejor trato que los obreros. Ésta es la tercera diferencia entre oficina y fábrica: el ámbito social.

Un factor clave en muchas distribuciones de oficinas es “¿Quién tendrá el lugar cerca de la ventana?” Las oficinas se diseñan para reflejar “buen gusto” y para “reflejar el criterio de la organización para tratar negocios”.

Tipos de Distribución de OficinasConvencional

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El típico edificio de oficinas de fines del siglo XIX, cuando no eran comunes las grandes organizaciones y el personal de oficina reducido, tenía una distribución de planta muy parecida a la de un hotel; pequeños cuartos alineados a lo largo de un muro de ventanas, son un corredor de acceso a lo largo del edificio. A mediados del siglo XX, las revoluciones tecnológicas de la iluminación artificial y el acondicionamiento de aire redujeron la importancia de la ventana. De este modo, el diseño de oficina consistió en un área central abierta de escritorios en filas regulares con oficinas privadas a lo largo de los muros perimetrales con ventanas.

Oficina panorámicaEn 1958, Eberhard y Wolfgang Shnelle, formaron el equipo Quickborner y propusieron una distribución de oficina notablemente diferente. Tenía dos conceptos revolucionarios: igualdad y ausencia de líneas rectas.

Igualdad quiere decir fuera símbolos de estatus y jerarquía de las oficinas. “los ejecutivos deben estar con la tropa”. Abolieron las oficinas privadas. No habría muros interiores permanentes. La privacidad visual en la estación de trabajo normal se lograba mediante divisiones curvas que obstaculizaban las líneas de visión; la privacidad de una conversación se logró mediante tratamientos acústicos y era independiente del murmullo de la oficina.

La abolición de líneas rectas (tan preferida por los planificadores) fue igualmente impactante. Los pasillos y corredores rectos se reemplazaron ahora por “senderos”; destacan el uso considerable de plantas y el de pasillos serpenteantes.

La razón fundamental de la abolición de las oficinas privadas fue que las divisiones fijas restringen el constante reacomodo de oficinas.

Planta abiertaEn 1964, Herman Miller Inc. Introdujo el concepto de la “oficina activa”, esto se conoce ahora como planta abierta. El concepto clave fue que las necesidades de cada estación de trabajo son variables. Los escritorios, sillas y archivos estándar se reemplazaron por unidades en que se combinan superficies de trabajo, almacenamiento y áreas para sentarse (o permanecer de pie) en componentes y configuraciones ajustables sin fin. Tableros, que se mantienen en pie libremente, sirven como superficies de trabajo, anaqueles y almacenamiento. El almacenamiento se puede dividir en tres categorías: en la estación de trabajo, departamental y a largo plazo (en una parte diferente del edificio).

El diseñador necesita considerar el problema del visitante casual a la oficina para entrevistarse con la gente que busca. Algunas estrategias son codificar por color los departamentos (por ejemplo, el verde para contabilidad, amarillo

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y café para ingeniería, azul para compras), poniendo en el corredor alfombra café (en contraste con los colores de las alfombras de las áreas de trabajo) y poniendo divisiones más altas entre áreas funcionales, que las de adentro de un área.

Aún se usan las oficinas privadas, pero no para los “ejecutivos de niveles inferiores”. Actualmente, un espacio típico de oficina puede tener 25% del espacio para oficinas privadas y 75% para estaciones de trabajo individuales.

Las ventanas se tienen que “compartir” si se localizan en los extremos de los corredores, en áreas con divisiones bajas, cerca de los elevadores o en los cubos de escaleras. Se ha dedicado mucho esfuerzo para lograr la privacidad visual mediante la colocación de muros divisorios (usualmente curvos), interrumpiendo las líneas de visión, con divisiones de vidrio opaco en vez de transparente, con alturas de divisiones de 62 a 80 pulgadas y colocación de plantas.

El tratamiento acústico de divisiones y muebles los hace absorber el ruido y, por tanto, destacan más la señal. Sin embargo, puede ser que la señal sea realmente una distracción. Entonces, una técnica consistente en enmascarar la señal aumentando el ruido ambiental. Otra técnica es comprar “generadores de ruido blanco” especiales. El objetivo es tener el nivel de ruido ambiental en más o menos 45 decibeles.

Territorio y Espacio personalUna consideración del diseño es el territorio y el espacio personal. El territorio es un área visible en una ubicación estacionaria: el espacio personal es un límite invisible que se mueve junto con la persona.

Cada una de las cuatro zonas tiene una zona acercada y otra apartada. Las dimensiones exactas de cada zona varían según la situación. Las mujeres toleran zonas más cercanas que los hombres. Dean, Willis y Hewitt (1975) señalan que la distancia de interacción depende de la “jerarquía” de las dos personas: una jerarquía superior tiene la opción de tener una interacción más formal (más distante) o más íntima (más cercana), mientras que los subordinados usualmente deben iniciar una interacción formal.

El concepto de territorio proviene de los estudios en animales que “marcan” su territorio, el espacio personal se puede considerar como término análogo para la ocupación temporal en comparación con la de largo plazo. Por tanto, la gente puede marcar su área de trabajo con retratos de familia, objetos de arte, etc.

MobiliarioDistribuciones

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La distribución del espacio en la fábrica enfatiza el manejo de material, pero en la oficina la función fundamental puede ser apoyar estructuras sociales.

La distribución proporciona información acerca 1) del ocupante y 2) de cómo éste quiere que otros se comporten en el espacio. La distribución describe el rol del ocupante y su estatus en la organización (Joiner, 1971).

La privacidad en un ámbito de trabajo no necesariamente significa estar solo, sino la capacidad de controlar la interacción social con otros.

Estaciones de trabajo con VDUEn los años 70, los insumos y productos de computadora empezaron a aparecer dentro de la oficina misma y no sólo en la ventanilla de servicio del centro de computación. Los datos se visualizan en un tubo de rayos catódicos –anteriormente esto se abreviaba CRT, pero ahora, generalmente, es VDU (unidad de despliegue en video) o VDT (terminal de despliegue en video). Además de la pantalla, usualmente hay un teclado para entrada; puede haber o no un impresor para salida.

Áreas EspecialesSalas de conferencias y juntas: Se verán tres áreas (sillas, mesas y aparatos de iluminación y visuales); Las sillas deben:

1. Tener rodajas, girar e inclinarse, para reducir fatiga en los músculos2. Tener cojines cubiertos con tela, porque aumenta la comodidad3. Tener brazos acojinados, si no tiene la silla brazos, la persona puede

colocar los brazos sobre su cuerpo.

En las salas de conferencia con muchos detalles, se deben poner sillas a lo largo de las paredes para auxiliares y observadores que no tengan el estatus para sentarse en la mesa. Las mesas de conferencias se usan como superficies para escribir y como lugar para almacenar. Cada persona debe tener un espacio con un ancho de más o menos 40 pulgadas; una profundidad de 18 pulgadas es suficiente para escribir, pero 24 pulgadas es mejor se guardan artículos sobres la mesa. Por tanto, si la gente se sienta a ambos lados de la mesa, ésta debe tener de 36 a 48 pulgadas de ancho. La superficie bajo la mesa debe ser más de 29 pulgadas sobre el piso para que los brazos de las sillas no choquen con ella.

La mesa rectangular convencional da escaso contacto visual entre la gente sentada en ella; el problema aumenta con las longitudes grandes. La circular tampoco tiene cabecera, que es útil si se desea destacar igualdad. La siguiente figura muestra las formas de mesa y sus dimensiones.

El equipo de apoyo visual (proyector de diapositivas, proyector de acetatos, focos adicionales, etc.) se debe almacenar en un gabinete cerrado en la sala o

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cerca de ella. Se usa un monitor de televisión por cada 25 personas. Idealmente, la sala no debe tener ventanas, así se eliminan la luz exterior y las distracciones. Si hay ventanas, se deberán cerrar con cortinas o persianas.

Kryter (1970) recomienda un nivel de ruido ambiental de 43 decibeles para salas de conferencias para 20 personas (una mesa de 15 pies de largo), 45 decibeles para salas de juntas con amplificación de sonido y de 48 decibeles para conferencias en una mesa de 7 pies de largo. Las alfombras reducen el costo de mantenimiento y los niveles de ruido.

Las pantallas deben estar montadas permanentemente (en vez de colocar una portátil montada en tripié). Las pantallas cuadradas son mejores, ya que se pueden usar para diversos medios (las diapositivas de 2x2, los acetatos sonde 7.5/9.5, la cinta y las diapositivas de cine son de 35 mm, y las de cine de 8 y 16 mm son de 4/3). El ancho de la pantalla debe de ser de 1/8 de la longitud de la sala; es decir, usar una pantalla de 6 pies de ancho en una sala de 48 pies de largo. La parte inferior de la pantalla debe estar cuando menos a 4.5 pies sobre el piso (la altura de los ojos de una persona sentada).

Un pizarrón debe estar instalado permanentemente. La sala debe tener un reloj de pared. Debido a que a menudo se sirven refrescos, se debe asignar un espacio permanente para servirlos o cuando menos el espacio para un carro de mano.

Oficinas de tallerCon frecuencia, en las instalaciones fabriles hay mucho ruido. A menudo, los supervisores y el personal de oficina trabajan en cuartos prefabricados que se adquieren con diversos proveedores. Por lo general, las oficinas de taller tienen muchas ventanas; por tanto, la gente puede estar pendiente de la actividad fuera de la oficina.

Áreas de recepciónLos o las recepcionistas necesitan monitorear visualmente el área de recepción y oficinas, así como el tráfico directo de visitantes (dando instrucciones o evitando o permitiendo el acceso a diversas áreas). También necesitan privacidad auditiva para atender las llamadas telefónicas y escribir a máquina. El área de recepción necesita tener acceso a un sanitario para visitantes; es útil tener un teléfono cuando hay muchos visitantes.

Almacenes, su Localización y Distribución dentro de la OrganizaciónEn muchas ocasiones la estructura de los itinerarios en un almacén es particularmente sencilla, porque los movimientos se producen sólo entre las puertas o muelles de carga y descarga y los emplazamientos de los materiales y no entre estos últimos. Gran parte del buen funcionamiento de un almacén está en función de su localización y su distribución lo cual conlleva a una buena

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elección de los lugares de almacenamiento (donde colocar su cada que con su cada cual) y el buen ocupar a su máxima y óptima capacidad el almacén.

Ubicación de Almacenes y BodegasEs muy importante la selección de los lugares de almacenamiento y bodegas. Son obvias algunas de las conclusiones básicas. Si la bodega contendrá principalmente productos terminados, debe estar cerca de los clientes. Si el material guardado se va a usar en la manufactura, la instalación de almacenamiento deberá estar cerca de la planta de producción.

No debe estar apartado de proveedores y de mercados por barreras geográficas. El sitio debe estar en una zona adecuada, de acuerdo con las autoridades locales, tener buena protección de policía y bomberos. El lugar debe tener el tamaño suficiente como para dar cabida a cualquier expansión en el futuro; como regla general debe ser unas 5 veces mayor que lo que dicten las necesidades actuales.

EdificioLos factores a considerar en la construcción de un edificio de bodega o de almacén deben comprender:

1. Localización 2. Tamaño del lugar3. Emplazamiento de la construcción 4. Carreteras de acceso y espuelas de FC5. Distribución, lugar de carga y descarga, y áreas de recepción y despacho 6. Distribución de las columnas y altura libre necesaria para

almacenamiento vertical7. Distribución de los pasillos y ancho, cantidad, tamaños y arreglos de las

pilas 8. Equipo que se va a usar para manejo de materiales.9. Iluminación, tuberías de calefacción y acondicionamiento de aire.

Consideraciones de la distribución de la construcción. Es importante el lugar, porque determina el costo de transportes, y el terreno debe ser suficientemente grande como para manejar el tráfico actual de camiones, y además las expansiones en el futuro.

Se ha demostrado que una forma cuadrada de edificio es muy eficiente, y permite tener la distancia mínima por recorrer durante las operaciones de toma y distribución.

Sin embargo, con frecuencia el tamaño del terreno suele dictar un edificio rectangular. Hasta cierto límite práctico, el costo incremental de construcción de un edificio disminuye a medida que la altura aumenta. En consecuencia, es

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más económico construir un edificio más alto, de 5 a 6 metros, que uno con base más extensa, para contener el mismo volumen.

Lo más frecuente es que la estructura de las paredes exteriores de la bodega sea de armazón de acero con bloques de concreto, o de paredes de ladrillo de 10 cm de espesor. El piso de la bodega se suele hacer de concreto reforzado para asegurar la resistencia, rigidez y uniformidad adecuadas, y debe resistir el peso del material y los equipos almacenados.

En una bodega son necesarios los pasillos o corredores. Sin embargo, los pasillos también son espacio desperdiciado. Para reducir al mínimo esta pérdida, las bodegas tienen dos clases de pasillos: los principales o de trabajo, y los de servicios o secundarios. Los corredores o pasillos principales son anchos, por lo general de 3 a 3.60 metros, para permitir el trabajo. Los pasillos secundarios son para tener acceso a los estantes, oficinas, elevadores y cuartos de servicio, y son mucho más angostos, desde 60 cm hasta 2.7 metros.

Los pasillos principales conectan las áreas de recepción y embarque, y su colocación determina el flujo de materiales.

Consideraciones para la Disposición del Área de AlmacenamientoAnálisis del artículo:

1. Tamaño del artículo2. Peso del artículo3. Número de unidades que habrá que almacenar a un mismo tiempo, por

lote económico de compra o de producción 4. Recipiente o envase que contiene al artículo, si se emplea5. Clase de estantería6. Método de almacenamiento o apilamiento7. Métodos para manipular el material8. Riesgos especiales de accidente9. Frecuencia con que se pide el artículo10. Sistema empleado para controlar la calidad

Objetivos de la planeación:1. Facilidad de localización de los materiales almacenados, cuando se

necesiten2. Flexibilidad de la disposición del área de almacenamiento, ésta deberá

estructurarse de manera que pueden introducirse modificaciones son una inversión mínima adicional

3. Disposición del área de almacenamiento de forma que facilite el control de materiales

4. El área ocupada por los pasillos respecto de la totalidad del área de almacenamiento, debe representar un porcentaje bajo

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Área total = espacio útil de almacenamiento + área de pasillos y serviciosÁrea de pasillos y servicios X 100 = porcentaje

Dimensiones de los espacios de almacenamiento:1. Afectan la relación entre el área de los pasillos y la del área de

almacenamiento2. Afectan la flexibilidad de la disposición del almacén

Pasillos:1. El pasillo principal debe correr a lo largo del área de almacenamiento2. Los pasillos transversales, perpendiculares al principal, deben permitir el

fácil acceso a los lugares independientes de almacenamiento3. Punto de recepción en su extremo del pasillos principal y punto de

distribución en el otro

Factores que Modifican la Disposición del Área de Almacenamiento1. La distancia entre las tres áreas de almacén2. La dificultad en el transporte. Los artículos que necesiten aparatos, mano

de obra cuidados especiales para su transporte deben moverse lo menos posible

3. La necesidad de emplear aparatos especiales para la entrega. Los líquidos que hayan que medirse, los artículos que tengan que pesarse, etc., tienen derecho a ocupar los espacios de almacenamiento.

4. La frecuencia de las solicitudes. Para las partidas que se solicitan con frecuencia y en cantidades pequeñas, la distancia desde el área de entrega a la estantería debe ser corta. El empleado del almacén debe poder obtener con un mínimo de esfuerzo los artículos que se soliciten con mucha frecuencia.

Pasos para la Planeación del Área de Almacenamiento1. Hágase un plan del piso considerando el ancho y largo de las columnas y

la distancia entre una y otra, así como el ancho de las puertas y el espacio que ocupan las escaleras, elevadores y oficinas.

2. Diséñese la estantería de acuerdo con el número y dimensiones de las tarimas, envases o artículos

3. Diséñese las tarimas en función de los artículos o sus envases. Las más comunes, las estándar, son de 1.20 X 1.20 m.

4. Diséñese las divisiones, cajas metálicas y cajones para partes pequeñas, y defínase su colocación en la estantería

5. Selecciónese el tipo de estantería entre los fabricantes locales6. Estúdiense y selecciónense los medios de transporte.

Principios Básicos que se deben Seguir en el Área de Almacenamiento1. Primera entrada primera salida

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2. Colocar los artículos de mayor demanda más a la mano. La Ley de Pareto o regla 80-20 dice que el 80% de la demanda debe ser satisfecha con el 20% de los artículos.

3. Reducir las distancias que recorren los artículos así como el personal. Esta es una manera de reducir los costos de la mano de obra.

4. Reducir movimientos y maniobras. Cada vez que se mueve una mercancía hay una ocasión para estropearla.

5. Prohibir la entrada al área de almacenamiento a personal extraño a él.6. Controlar las salidas de mercancía a través de documentación

autorizada.7. Llevar registros de existencias al día8. Eliminar el papeleo superfluo9. Reducir el desperdicio de espacio, diseñando la estantería con divisiones

a la medida de lo que se almacena10. El área ocupada por los pasillos debe representar un porcentaje

bajo11. El pasillo principal debe correr a ,o largo del almacén12. El punto de recepción en el extremo del pasillo principal y el punto

de distribución en el otro.

Modelos Automatizados para la Generación de AlternativasEjemplo de Modelo Funcional de un Gestor de Herramientas de MecanizadoIntroducciónUn sistema de fabricación flexible (SFF) se define como un sistema de fabricación automatizado y controlado por ordenador, formado por máquinas de control numérico y por un sistema de manipulación de materiales. Los sistemas de fabricación flexible surgen para satisfacer las necesidades de un mercado cambiante, donde los productos tienen ciclos de vida cada vez más cortos y plazos de entrega menores.

La planificación, programación y control de los SFF es muy compleja. En la planificación de estos sistemas se han identificado cinco problemas: selección del tipo de piezas, agrupación de máquinas, selección del ratio de producción, asignación de recursos y carga (Stecke, 1983). El problema de carga consiste en asignar las operaciones de las piezas a producir junto con las herramientas requeridas, a las máquinas, teniendo en cuenta las restricciones tecnológicas y de capacidad de un SFF. Este problema es complejo, ya que cada pieza está formada por un conjunto de operaciones que se pueden realizar en distintas máquinas, cada operación puede ser mecanizada por diferentes herramientas y cada herramienta puede mecanizar distintas operaciones (Grieco et al., 2001; Lee at al., 2003; Ho y Hsieh, 2005).

El potencial de los SFFs se ve disminuido si la gestión de herramientas no es eficaz, es decir, si las herramientas adecuadas no se encuentran en las cantidades, instantes y lugares requeridos. La falta de herramientas provoca

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que no se cumplan las programaciones previstas ni las fechas de entrega, además de disminuir la utilización de las máquinas, provocar pérdidas de productividad, etc. (Gray et al., 1993). Por tanto, diversos estudios abordan el problema de programación junto con la gestión de herramientas para evitar programaciones inviables (Fathi y Barnette, 2002; Turkcan et al., 2003).

La planificación de procesos genera los planes de proceso para la fabricación de una pieza, especificando los recursos necesarios (máquinas, herramientas, etc.). Sin embargo, la generación de estos planes sin conocer el estado de los recursos cuando las piezas van a ser mecanizadas, puede derivar en planificaciones inviables. Algunos estudios se centran en integrar la planificación de procesos y la asignación de herramientas a las operaciones (Matta et al., 2004).

El CAPP selecciona todas las posibles alternativas de herramientas para cada operación de mecanizado. De esta forma el gestor de herramientas es capaz de coordinar el uso simultáneo de las herramientas de acuerdo a la programación establecida. Las alternativas de herramientas en las operaciones permiten al gestor reaccionar ante perturbaciones que se producen durante el funcionamiento del sistema productivo, como roturas de herramientas. El gestor de herramientas propuesto es adaptable a cualquier sistema productivo, a través de las bases de datos que representan a los recursos (máquinas, herramientas, transportes, almacenes) y a la planificación de procesos y la programación.

Marco del gestor de herramientasEl gestor de herramientas propuesto se encuentra integrado con el planificador de procesos asistido por computador GF-CAPP (González y Rosado, 2003) y la programación de la producción, en una estructura jerárquica de decisión. La gestión de herramientas se realiza en un nivel inferior a la planificación de procesos y la programación, ya que se considera que las máquinas son un recurso más crítico que las herramientas.

Una herramienta de mecanizado está formada por un conjunto de componentes: elementos cortantes y adaptadores. Los elementos cortantes realizan el arranque de material en la pieza. Entre los adaptadores, el fundamental es el que sustenta a los elementos cortantes, mientras que el resto de adaptadores posibilitan el acoplamiento de la herramienta en la máquina.

El planificador de procesos propone todas las posibles herramientas para cada operación, determinando sus condiciones de trabajo. En la selección de herramientas, el planificador decide los elementos cortantes (plaquitas, brocas, etc.) y el primer adaptador que soporta a los elementos cortantes (porta plaquitas, porta brocas, etc.). El resto de adaptadores que permiten el

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acoplamiento de la herramienta a la máquina, serán decididos por el gestor de herramientas, coordinando la utilización del recurso.

Servicios Generales y de SoporteSanitariosLos sanitarios son instalaciones relativamente permanentes y difíciles de ampliar o de cambiar de lugar; por lo tanto, se deben planear anticipadamente para un mayor número de usuarios.

El Reglamento de Construcción Uniforme de 1979 dice que “se deberán proveer instalaciones separadas para cada sexo cuando el número de empleados excede de cuatro y son de ambos sexos”.

Los sanitarios deben estar limpios, iluminados y bien ventilados y el piso debe tener pendiente hacia uno o más drenajes de piso. La entrada y las puertas del sanitario se deben diseñar de tal manera que haya privacidad.Las áreas de sanitarios se deben equipar con espejos, toalleros para toallas de papel o para toallas de tela, jabón y papel sanitario (2 rollos por gabinete), anaqueles, ganchos para ropa y ceniceros en el área de mingitorios.

Se pueden necesitar también contactos eléctricos (el contacto debe estar cerca del espejo). El cuarto de sanitarios para mujeres debe incluir un despachador de toallas sanitarias que opere con monedas, receptáculos para toallas sanitarias y un área de descanso. Los espejos en los sanitarios para mujeres deben incluir por lo menos uno de cuerpo entero.

Se deben evitar las barreras arquitectónicas para los impedidos físicamente, haciendo que la puerta de entrada sea lo suficientemente ancha. Aunque se recomiendan puertas de 32 pulg. para sillas de ruedas, la silla de ruedas estándar tiene 24.5 pulg. de ancho y es probable que sea suficiente una puerta de 31 pulg. si la puerta tiene áreas de piso a nivel adecuadas en cada lado y sólo necesita poco esfuerzo (8 lb) para abrirse (Atkinson, 1975). Las sillas de ruedas también necesitan que el gabinete del excusado tenga puertas batientes hacia afuera y barras para asirse a 33 pulg. del piso y una taza de excusado diseñada para usarla con sillas de ruedas (un espacio despejado de 26 pulg. bajo la taza), el espejo, el interruptor eléctrico, los contactos eléctricos y los surtidores de papel o toallas deben estar a <40 pulg. del piso. A menudo, las instalaciones sanitarias están en los sótanos o en mezanines y, por tanto, más cerca de la gente y lejos del flujo de productos.

En algunas áreas de trabajo donde se usan materiales corrosivos se necesitan estaciones de agua para lavados de emergencia.

ANSI 351.1 especifica que “la unidad debe estar situada tan cerca del lugar de riesgo como sea posible, y al mismo nivel. El tiempo máximo necesario para llegar al lavadero de ojos se debe determinar

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según el efecto potencial del producto químico que entró en contacto con ellos. En general, las duchas de emergencia, los lavaojos fijos, los lavabos para ojos y cara deben ser “accesibles a 10 segundos y no más de 100 pies del área de riesgo”.

TALLER DE MANTENIMIENTOUna primera decisión clave es determinar si se usará mantenimiento

centralizado, o mantenimiento de área o local. El mantenimiento de área tiene la ventaja de que ofrece un servicio más rápido y el personal puede conocer mejor las máquinas que debe atender. El mantenimiento centralizado tiene la ventaja de que se aprovechan mejor el personal y el equipo.Se debe tener espacio para: herramientas y equipo de taller; partes de reparación en espera de procesamiento, trabajos entrantes y partes de reparación, anaqueles de acero y madera, manuales e impresos de equipo y almacenamiento de aceite, pintura y solventes.Además de la herramienta especializada, la mayoría de los talleres de mantenimiento tendrán un torno, una fresadora, equipo de soldadura, sierra de banda, sierra de corte y esmerilador de pedestal. Por lo general las áreas para trabajo eléctrico se separan de las áreas mecánicas. El manejo de materiales, poco frecuentes debido a las normas de producción puede requerir el uso de unidades pesadas. Considérese una grúa elevada que se extiende de un extremo a otro del área de mantenimiento.

CUARTOS PARA CARGA DE BATERÍASLos cuartos para carga de baterías tienen necesidades especiales, entre ellas: 1) necesidades de ventilación para humos, 2) construcción de pisos resistentes a los ácidos, 3) instalaciones para lavar y neutralizar electrólitos derramados, 4) instalaciones dentro de un radio de 15 pies para lavado rápido de ojos y cuerpo, 5) protección contra incendio (como materiales antichispas). Quizá las estaciones de carga se deben localizar de modo que ningún vehículo tenga que esperar a otro para recibir servicio, por ejemplo, se debe tener suficiente espacio de pasillo para que un vehículo pase a otro que está recibiendo servicio (Brettner,1981). Es probable que cada estación deba tener un surtidor de agua desmineralizada, mediante una manguera. Los cables de batería de cargador deben estar montados en rieles para reducir el daño que los vehículos puedan causar al pasar sobre cables. La iluminación de plafón se puede complementar con iluminación local (por ejemplo, con dos accesorios de lámparas fluorescentes).

SOLDADURALas áreas donde se suelda necesitan mucha ventilación. Si no se usa la ventilación de techo, puede necesitarse que se ubiquen sobre un muro exterior. Las áreas de soldadura deben estar bajo presión de aire negativa para que los humos de la soldadura no se dispersen por toda la fábrica; por tanto,

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no debe haber espacio abierto entre el área de soldadura y el resto de la fábrica. La soldadura y el corte no deben estar cerca de áreas de vapores, líquidos o polvos combustibles o inflamables. Se deben tomar precauciones especiales de extracción de aire si se sueldan cinc, bronce, berilio, cromo, manganeso, plomo o cadmio o sus compuestos.Junto con el área de soldadura general se debe delimitar la operación de soldadura, por lo general en una cabina.

Las campanas de ventilación deben extraer aire a 100 pies por minuto “en la zona de soldadura cuando la campana está a su distancia más lejana del punto de soldadura”. El piso puede ser de concreto colado o reforzado y necesita estar completamente libre de humedad. Las áreas no expuestas a metales calientes se pueden cubrir con asbesto vinílico para comodidad de los trabajadores. Los muros y plafones se deben cubrir con pintura clara mate con apreciables porcentajes de óxido de cinc o bióxido de titanio; esto reduce las reflexiones ultravioletas. La longitud de onda de 260 nm. es la más peligrosa; para el uso de lentes y gafas, lentes de policarbonato no sólo proporcionan mayor protección que el vidrio, sino que pesan la mitad que aquéllos (Davis y Glic, 1981).Prácticas de seguridad• Los cilindros se deben mantener lejos (20 pies) del calor excesivo y de materiales combustibles.• Los cilindros de gas y oxigeno se deben mantener separados (20 pies). (Los veinte pies se pueden reducir mediante una barrera no combustible de 5 pies de altura con una clasificación de incendio de 30 minutos.)• Los cilindros de acetileno se deben almacenar sólo con una orientación vertical y con los extremos de las válvulas hacia arriba.• Se debe evitar que los cilindros tengan las válvulas sueltas (y que se conviertan en misiles).

SERVICIOS MÉDICOS Las necesidades de las instalaciones para servicios médicos dependen del número de empleados al que se atienda y del servicio que éstas proporcionan. La American Mutual recomienda tener una enfermera cuando haya 300 o más personas (incluyendo personal de oficina). La A.M.A. recomienda 1 pie de instalaciones médicas para cada empleado en el turno más largo. Otros requisitos son agua fría y caliente, un teléfono, dos cuartos (para privacidad de los pacientes) y baños (al menos en su cercanía).Algunas empresas tienen enfermeras que pueden hacer exámenes de auscultación auditiva y recomendar el uso de gafas y zapatos de seguridad o no. También necesitan la asesoría médica y asesoría emocional. Por tanto, es importante contar con un área privada. Una ventana entre las áreas de consejo

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y tratamiento permite que la enfermera vigile la sala de tratamiento mientras da un consejo.La instalación médica se debe ubicar:• Cerca de los empleados (clientes)• Cerca de los departamentos de seguridad y de personal (supervisión y papeleo).• Accesible a la ambulancia.

SERVICIO DE ALIMENTOS Se considerarán cuatro áreas: áreas de expedición, áreas de comedor y cocinas.Áreas de expedición La principal ventaja de las máquinas expedidoras es su bajo costo de operación. Una segunda ventaja son las pequeñas necesidades de espacio. La necesidad de pequeño espacio, en combinación con los bajos costos de operación, permite descentralizar el servicio. Es decir, las máquinas expedidoras se pueden ubicar en cuatro o cinco lugares dentro de la instalación y así reducir al mínimo el recorrido de usuario.Áreas de comedor Las áreas de comedor y de descanso se deben localizar de modo que se reduzca al mínimo la distancia de recorrido. Si pueden tener una vista al exterior, se debe aprovechar. En el área de comedor se deben tener una o más islas para colocar condimentos, café o té, cubiertos y almacenar charolas.Debe haber un teléfono cerca del área de comedor. Debe haber suficientes basureros.Cocinas La extensión de una cocina dependerá del menú y el tipo de instalaciones de servicio que se ofrezcan.La preparación de un menú más diverso en el local requerirá una cocina de producción completa. Las unidades de trabajo que integran una cocina de producción completa incluyen: • Toma de pedidos, recepción y almacenamiento.• Procesamiento de materias primas como carnes, vegetales y frutas.• Preparación en cocina de sopas, vegetales, carnes, salsas y productos para hornear.• Despensa, preparación y sección de envoltura: ensaladas, emparedados, bebidas y postres.• Departamentos de aseo: lavado de batería, lavado de platos y servicios de limpieza general.

DEPÓSITOS DE HERRAMIENTAS En instalaciones grandes puede haber más de un depósito para reducir al mínimo el tiempo de desplazamiento de los empleados. El uso de muchos depósitos aumenta el costo de servicio, ya que hay más servidores y también

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puede aumentar los inventarios, porque se duplican las unidades. Cada depósito debe tener dos ventanas de servicio para reducir el tiempo de espera, incluso si una de ellas no se usa.Las justificaciones para el uso de depósitos de herramientas (en comparación con el almacenamiento en la máquina) son:• Seguridad para los artículos.• Reducción del uso de articulo suministrado (menor gasto “contable”).• Reducción de inventario (menos duplicación si se comparan 25 en el depósito con 10 en cada una de 10 máquinas), que ahorra costos de inventario y espacio.• Mejoría de los registros y por tanto, menor oportunidad de agotamiento de inventarios.

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