Distribución en Planta (Layout) Disertante: Ing. Guillermo Wyngaard INTI Mar del Plata

Diseño de instalaciones Definición El diseño de instalaciones de manufactura se refiere a la organización de las instalaciones físicas de la compañía con el fin de promover el uso eficiente de sus recursos: Personal Equipamiento Materiales Energía 2

Diseño de instalaciones Definición El diseño de instalaciones de manufactura incluye: Localización de la planta Diseño del inmueble Distribución en planta (layout) Manejo de materiales 3

Localización de la planta ANÁLISIS EXTERNO 4

Localización de la planta Factores a tener en cuenta Ubicación cercana a materias primas Ubicación con respecto al mercado destino A mejor ubicación respecto del área seleccionada para la recolección, menores serán los recorridos a realizar por los recolectores y mejor distribución de los recorridos, lo que trae como consecuencia una mayor eficiencia de las tareas. En este caso debemos decidir la ubicación de nuestra planta en función a la cercanía con el mercado destino, ya que minimizaríamos los transportes y tendríamos una mejor respuesta con el cliente. Ubicación con respecto a sistemas de transporte 5

Localización de la planta Causas Mercado en expansión Introducción de nuevos productos Contracción de la demanda Agotamiento de las fuentes de abastecimiento Obsolescencia de una planta de fabricación Cambios en las condiciones políticas o económicas de la región donde está ubicada Fusiones o adquisiciones entre empresas 6

Localización de la planta Factores a tener en cuenta La decisión del lugar de emplazamiento se toma en base a una serie de variables externas: Disponibilidad del suelo y su precio: las empresas pesadas suelen utilizar mayores superficies que las ligeras, por lo que se ubican lejos del centro urbano donde el precio es menor. Acceso a materias primas y suministros: cuando las materias primas que se utilizan son voluminosas, peligrosas o difíciles de transportar, las empresas se sitúan cerca de los suministros o de los medios de transporte que las traen. 7

Localización de la planta Factores a tener en cuenta El mercado de trabajo, la mano de obra: la empresa necesita mano de obra de distinta calificación. Su existencia o inexistencia influye en su localización. Desarrollo de la región: existencia de empresas auxiliares y proveedoras (empresas de reparación, de transporte, etc). Factores del tipo jurídico fiscal y social: diversas regiones poseen distintas políticas fiscales y legales (impuestos, promoción industrial, etc). Factores climáticos y medioambientales. 8

Localización de la planta Método de factores ponderados Se establece una ponderación (0-100%) para cada factor. Para cada alternativa de localización se asigna una puntuación en una escala predeterminada (Ej. 0-10) Factores Ponderación (%) 1 2 3 1. Proximidad a proveedores 2. Costos de mano de obra 3. Transporte 4. Impuestos 5. Costos de instalación 30 20 15 5 7 9 6 8 10 9

Localización de la planta Método de factores ponderados Se obtiene la calificación global de cada alternativa C= ∑ Wi x Pi Wi: peso del factor i Pi: puntuación del factor i Ejemplo C1 = 6.65, C2=7.3, C3= 7.45 La alternativa con mayor puntuación es la más recomendada. 10

Localización de la planta Factores a tener en cuenta En algunos casos también debemos tener en cuenta algunos otros factores, tales como: Costos de reformas/adaptación. Vestuarios y sanitarios. Espacio disponible para crecimiento futuro. Acceso para camiones. Oficinas administrativas. Etc. 11

Layout ANÁLISIS INTERNO 12

Layout Definición La distribución en planta (layout) es un concepto relacionado con la disposición de las máquinas, sectores, estaciones de trabajo, áreas de almacenamiento y espacios comunes dentro de una instalación productiva. Consiste en organizar estos elementos de manera que se asegure la eficiencia del flujo de trabajo, materiales, personas e información a través del sistema productivo. Busca el emplazamiento óptimo de los componentes para alcanzar los volúmenes requeridos minimizando los recursos. 13

Layout Seguridad para los trabajadores y para el producto Objetivos de la distribución en planta Seguridad para los trabajadores y para el producto Mínimas distancias en el movimiento de materiales. Circulación fluida del trabajo en la Planta. Utilización eficiente de todo el espacio. Disposición flexible que pueda ser fácilmente reajustada. 14

Proyecto de una planta totalmente nueva. Layout Diversos casos de implementación Proyecto de una planta totalmente nueva. Expansión o traslado de una planta ya existente. Reordenamiento de una planta ya existente. Ajustes en distribución ya existente 15

El transporte de los materiales no agrega ningún valor al producto. Transportes El transporte de los materiales no agrega ningún valor al producto. Productos dañados Pérdida de tiempo Aumento del tiempo de fabricación Enfermedades laborales “Pasear” el producto no Ejemplos en los que sí lo es!!! -Distribuidora (El objetivo es llegar al cliente que lo necesita) -Mensajería Sin embargo: En todos los casos el objetivo es Llegar en tiempo en forma, y no el transporte en sí!!

Estudio de los movimientos Transportes Factores a considerar Cantidad de veces que se realiza el transporte (frecuencia) Método utilizado Volumen Peso Cantidad de material Distancia Tiempo Otros -En la frecuencia se esconden los mayores movimientos!! -Tecnología: Cuando es necesario Estudio de los movimientos

Transportes Herramientas de análisis La tabla cuadriculada es una herramienta utilizada para registrar los movimientos de operarios o materiales de un puesto a otro

Transportes Herramientas de análisis El diagrama de recorrido es un plano de fábrica o zona de trabajo que contiene la posición correcta de las máquinas y en el cual se trazan los movimientos de los producto o de sus componentes.

Transportes Herramientas de análisis El diagrama de hilos es un plano o modelo a escala en que se sigue y mide con un hilo el trayecto de los trabajadores, de los materiales o del equipo durante una sucesión determinada de hechos.

Tipos clásicos de distribución Configuraciones productivas Disposición según principio de ubicación fija Disposición por proceso o función Disposición por producto o en línea 21

Tipos clásicos de distribución Configuraciones productivas Disposición por batch o por proceso continuo 22

Disposición según principio de ubicación fija Descripción El producto o componente principal permanece fijo, no puede moverse. ¿Cuándo es apropiada? Cuando no resulta posible mover el producto debido a su peso, tamaño, forma, volumen o alguna característica particular que lo impida. El material base permanece en una posición determinada; los elementos que sufren desplazamientos son el personal, la maquinaria, los elementos y los diversos materiales. 23

Disposición según principio de ubicación fija Ejemplo Máquinas Producto Equipos y herramientas Trabajadores 24

Disposición según principio de ubicación fija Ejemplos 25

Disposición según principio de ubicación fija Ventajas Reducida manipulación de la unidad principal (pero más movimiento de piezas al lugar de montaje) Permite cambios de diseño del producto y alterar el orden de las operaciones en forma frecuente. No requiere técnicas de distribución costosa. La programación y coordinación de las actividades se llevan a cabo generalmente con la técnica de camino crítico. 26

Disposición por proceso o función Descripción Las operaciones de un mismo tipo de proceso se agrupan en sectores (soldadura, tornería, estampado, etc.) Ejemplos: fábricas de muebles, talleres de reparación. 27

Disposición por proceso o función Ejemplo Máquinas cortadoras Equipos lavadores MC MC EL EL P 1 MP MC MC EL P 2 MP MP MP MP MP MF MF MP MP MF MF Máquinas perforadoras Máquinas fresadoras 28

Disposición por proceso o función Ejemplos 29

Disposición por proceso o función Descripción Esta distribución es común en las operaciones en las que se pretende satisfacer necesidades diversas de clientes muy diferentes entre sí. El tamaño de cada pedido es pequeño, y la secuencia de operaciones necesarias para fabricarlo varía considerablemente de uno a otro. Las máquinas en una distribución por proceso son de uso general y los trabajadores están muy calificados para poder trabajar con ellas. 30

Disposición por proceso o función Ventajas Flexibilidad para ejecutar los trabajos Operarios polifuncionales Facilita la continuidad de la producción en caso de: Fallas Averías en máquinas o equipos Escasez de materiales Ausencia de operarios 31

Disposición por proceso o función Desventajas Falta de eficiencia (flujo desordenado). Dificultad para planificar y controlar la producción. Dificultad de coordinación de actividades. Configuración de las máquinas variable (adaptación según productos). Mayor necesidad de capacitación Producto en proceso 32

Disposición por producto o en línea Descripción El producto se fabrica en un área determinada, el material se mueve según la secuencia de operaciones desde la materia prima hasta el producto final. En esta distribución se dispone cada operación adyacente a la siguiente. Las máquinas y equipos utilizados independientemente del proceso que realicen, estarán colocados siguiendo el Flujo de Producción. 33

Disposición por producto o en línea Ejemplo Máquina 1 Máquina 2 Máquina 3 Equipo 1 E1 M1 M3 MP PF M2 34

Disposición por producto o en línea Ejemplo 35

Disposición por producto o en línea Características Se trata de colocar cada operación tan cerca como sea posible de su predecesora. Las máquinas se sitúan unas junto a otras según una línea, en la secuencia en la cual han de ser utilizadas. El producto recorre la línea de producción de una estación a otra a medida que va sufriendo las operaciones necesarias. 36

Disposición por producto o en línea Ventajas Reducción del manipuleo del material. Reducción del tiempo de producción (tiempo de proceso). Reducción del material en proceso Control más sencillo; permite una supervisión mas fácil. Reduce la congestión y la superficie necesaria destinada a almacenaje y pasillos. 37

Disposición por producto o en línea Inconvenientes Ausencia de flexibilidad en el proceso. Inversión elevada. Trabajos muy monótonos. Cualquier problema en un sector repercute en todo los demás. 38

Disposición por producto o en línea Se utiliza cuando: Se produce gran cantidad de productos o piezas. El diseño del producto está normalizado. Cuando la demanda del mismo está estabilizada. Los tiempos entre operaciones están equilibrados y hay continuidad en el flujo del material. 39

Comparación entre distribuciones Cuadro comparativo Por Producto Por Proceso Por Posición Fija Producto Estandarizado Alto volumen Diversificados Volúmenes Variables A Pedido Bajo volumen Flujo de Trabajo Línea continua Misma Secuencia Flujo Variable Secuencia Variable Mínimo Mano de Obra Especializada Ritmo constante Calificada Adaptable Alta Flexibilidad Personal Gran Cantidad Auxiliar (Mantenimiento, etc.) Programación Manejo de Materiales Coord. de activid. Previsible Sistematizado Variable, Con duplicaciones, esperas Escaso Inventarios Alto de Producto Terminado Altos de Producción en Proceso Uso de Espacio Eficiente Ineficiente Dependiente Capital Alta Inversión Equipo Especializado Baja Inversión Equipos Grales. Equipos y Procesos Grales. Costo de Producto Altos Costos Fijos Bajos directos Costos Fijos Bajos Altos costos directos Costos Fijos bajos Costos directos altos 40

Caso de implementación Descripción de la empresa La empresa se dedica a la fabricación y comercialización de tapas para empanadas, tartas y pasteles, con un volumen de producción promedio de 4.000 kg/día. Cuenta con una superficie dedicada a la producción reducida (aproximadamente 150 m2). En los próximos meses, la empresa incorporará dos nuevas máquinas al proceso (tren de laminado y envasadora).

Caso de implementación Situación inicial

Caso de implementación Análisis Se estudió el proceso productivo y las distintas etapas del mismo. Se estudiaron los movimientos de materiales (materias primas, producto en proceso y producto terminado) para cada una de las etapas del proceso. Los movimientos se diferenciaron en manuales y en aquellos en los que se utilizan carros. Se definieron dos indicadores para cuantificar dichos movimientos: la distancia total recorrida (m/día) y el producto entre las distancias y los pesos transportados en cada etapa (kg.m/día). Se calcularon dichos indicadores para el layout actual y para el propuesto.

Caso de implementación Análisis Cuadro de movimientos de material - Layout actual Nro. Movimiento Descripción Unidad Peso (kg)/Unidad Unidades por movimiento Peso por movimiento (kg) Cantidad de movimientos Peso total (kg) Desde Hasta Distancia por movimiento (m) Distancia total (m) Equipo kg x m 1 Margarina Pan 10 2 20 50 1000 Cámara de fresco Amasadora margarina 15 750,0 Manual 15.000 Harina Bolsa 45 2250 Depósito de harina Silo de amasadora 13,9 625,5 31.275 3 750 14,5 217,5 10.875 4 Sal 3,5 25 88 Amasadora 9,4 235,0 823 5 Masa sin margarina (grumos) Bandeja 30,875 100 3088 Sobadora 1,4 140,0 4.323 6 Masa sin margarina (ligada) Lámina 61,75 Cinta de corte 6,4 320,0 Carro 19.760 7 Margarina compactada 7,5 233 1750 Extrusora (Balanza) 3,9 910,0 6.825 8 Masa 19,35 193,5 4838 Vaivén 5,9 147,5 28.541 9 9,5 237,5 45.956

Caso de implementación Situación propuesta

Caso de implementación Resultados Los transportes de materiales (medidos en kg.m/día) se reducen un 41%, compuesto de una reducción del 61% de los transportes manuales y del 33% de los transportes en carros. Los desplazamientos (medidos en m/día) se reducen un 46%, compuesto de una reducción del 52% de los transportes manuales y del 32% de los transportes en carros.

Productos más importantes (volúmenes de producción) Diagramas de flujo Mejora de layout Aspectos a tener en cuenta Productos más importantes (volúmenes de producción) Diagramas de flujo Plano de planta / Recorridos Cálculo de indicadores (kg, m, kg.m, t, etc.) Identificación de recorridos más importantes Interferencias entre productos Propuestas de mejora Cuantificación de los resultados

Factores que influyen en la distribución en planta Factores importantes El “material” incluye diseño, variedades, cantidad, operaciones necesarias y secuencia de las mismas, necesidades de protección y riesgos de contaminación. La “maquinaria”, incluye el equipo de producción y las herramientas. La operación y mantenimiento. El “hombre” M.O. Directa, supervisión y servicios auxiliares. El “movimiento”, transportes internos y la manipulación entre operaciones, almacenajes e inspecciones. 48

Factores que influyen en la distribución en planta Factores importantes El ”estancamiento”, incluye almacenajes temporales, permanentes y demoras. Los “servicios” incluye mantenimiento, instalaciones auxiliares, desperdicios, programación y expediciones. El “edificio” incluye aspectos exterior e interior, tipo de construcción, instalaciones del equipo y distribución. El “cambio”, incluye versatilidad, flexibilidad y expansión. 49

Layout Determinar qué se producirá Procedimiento Determinar qué se producirá Calcular cuántos artículos se fabricarán por unidad de tiempo Definir qué partes se fabricarán o comprarán terminadas. Determinar cómo se fabricará cada parte Determinar la secuencia de operaciones Establecer estándares de tiempo por operación Determinar el “takt time” Determinar el número de máquinas necesarias 50

Layout Balancear la línea Estudiar el flujo de materiales Procedimiento Balancear la línea Estudiar el flujo de materiales Determinar relaciones entre las actividades Hacer la distribución de cada estación de trabajo Identificar las necesidades de servicios para el personal y la planta Identificar necesidades de oficinas Determinar requerimientos de espacio total Seleccionar métodos de manejo de materiales 51

Layout Asignar áreas de acuerdo al espacio necesario (punto 11) Procedimiento Asignar áreas de acuerdo al espacio necesario (punto 11) Desarrollar un plan gráfico Diseñar la instalación manufacturera Buscar fallas y ajustes Instalar la distribución Comenzar la producción Ajustar lo que se requiera 52

La distribución en Planta según TOYOTA Shojinka, significa en el sistema Toyota flexibilidad en el número de operarios para adaptarse a la demanda. Es lo que se conoce como “Taller Flexible”, para ello se requiere: Diseño apropiado de la Distribución de máquinas Personal versátil y polivalente Revisión periódica de la Ruta de operaciones

Distribución en forma de “U” En esta distribución la entrada y la salida de una línea se encuentran en la misma posición, la ventaja más notable es la flexibilidad para aumentar o disminuir el número de trabajadores, adaptándose a los cambios en la demanda.

Distribución en forma de “U” Permite obtener la producción “Just in Time” o uno por uno (una unidad de producto entra al proceso, mientras que una se dirige a la salida). Los stock de piezas en proceso son mínimos por lo que cualquier falla se hará visible rápidamente. Permite desarrollar áreas para operaciones específicas (Celdas). En sistemas semi-automatizados un solo operario realiza la carga y descarga de piezas

Distribuciones inapropiadas Jaula de pájaro La distribución más sencilla supone un operario en espera al lado de cada máquina luego de cargar la pieza en la misma. Para evitar esta espera se pueden disponer alrededor del operario, 2 o más máquinas, para ser atendidas a la vez, esta disposición se llama: “Jaula de pájaro” Se aumenta la producción por operario, pero también la cantidad de producto semielaborado en posiciones intermedias, resultando difícil la sincronización.

Distribuciones inapropiadas Jaula de pájaro

Distribuciones inapropiadas Islotes Este tipo de distribución elimina el exceso de piezas en curso de elaboración, aumentando la velocidad de producción, las máquinas se disponen según la secuencia de operaciones. Necesita de un operario “Polivalente”, posibilita un flujo continuo y equilibrado de materiales. Desventajas según Toyota: Los operarios no pueden ayudarse entre sí porque están separados y no se puede lograr el equilibrio total entre procesos.

Distribuciones inapropiadas Islotes Entre los islotes se acumulan stock de piezas. Se dificulta la reasignación de tareas para responder a los cambios en la demanda. La Ingeniería Industrial tradicional establece que ningún operario debe desplazarse de su puesto de trabajo porque ello afecta su productividad individual. Esta afirmación es incorrecta cuando se pretende equilibrar líneas en el conjunto de la fábrica y minimizar el número de operarios.

Distribuciones inapropiadas Islotes

Distribuciones inapropiadas Lineal Se colocan diferentes tipos de máquinas en forma lineal, así los operarios pueden moverse entre las mismas. Se eliminan los stock en proceso lográndose una circulación fluida, rápida y equilibrada. Desventajas según Toyota: No pueden reasignarse las operaciones entre trabajadores para adaptarse a la demanda, porque las líneas de máquinas independientes entre sí, no permiten la redistribución de operarios, si se requiere un número fraccionario (Ej. 8,5 operarios). Debería redondearse en un operario más lo que generará tiempo de espera o producción en exceso.

Distribuciones inapropiadas Lineal

Combinación de líneas en forma de U Para evitar este problema, TOYOTA combina varias líneas en forma de “u” dentro de una línea integrada. Usando esta combinación es posible asignar operaciones entre trabajadores respondiendo a la demanda y siguiendo además los procedimientos de las rutas estándar de operaciones.

Combinación de líneas en forma de U

Combinación de líneas en forma de U

Preguntas de comprobación Se producirá mejor? Se reducirán los movimientos? Se asegura la protección del producto? Reducirá costos? Aumentará la productividad? Liberará espacios? Eliminará desperdicios? Mejorará la seguridad e higiene? Mejorará el medios ambiente laboral?

Muchas gracias por su atención INTI Mar del Plata Marcelo T. de Alvear 1168 (B7603AAX) Mar del Plata Buenos Aires, Argentina (0223) 480-2801 Int. 305 wyngaard@inti.gob.ar Octubre de 2011

Ejercicio práctico - Layout CASO: FÁBRICA DE CALZADO Rubro: Fabricación de alpargatas Empleados: 21 Mercado: 50 % local; 50% exportación Fundada en 2007

Control de calidad de la costura Control de calidad final Ejercicio práctico - Layout Proceso de fabricación 1 2 4 6 5 8 9 7 3 Corte de tela Corte de suelas Control de calidad de la costura Aparado (costura) Armado Pegado de suela Adhesivo Control de calidad final Empaque Plantillas Tela Depósito Material para suelas

Proceso de fabricación Ejercicio práctico - Layout Proceso de fabricación Proceso de fabricación

Ejercicio práctico - Layout Distribución en planta actual 1 2 4 5 6 Depósito de: Tela Suelas Plantillas 8 9 7 3 Depósito de producto terminado

Ejercicio práctico - Layout Distribución en planta (mejorada) 4 6 7 Depósito: Tela MP p/suelas Plantillas Depósito de producto terminado 8 9 1 2 3 5 Depósito intermedio de MP p/suelas y plantillas