Unidad III - Distribución de Plantas Industriales

La distribución de plantas consiste en la disposición de máquinas, departamentos, estaciones de trabajo, áreas de almacenamiento, pasillos y espacios comunes dentro de una instalación productiva propuesta o existente. La finalidad fundamental de la distribución en planta es asegurar la facilidad del flujo de trabajo, materiales, personas e información a través del sistema productivo.

Características de una adecuada distribución de Planta:

• Minimiza los costos de manipulación de materiales.
• Utiliza el espacio eficientemente.
• Utiliza la mano de obra eficientemente.
• Elimina los cuellos de botella.
• Facilita la comunicación y la interacción entre los propios trabajadores, con los supervisores y con los clientes.
• Reduce la duración del ciclo de fabricación o del tiempo de servicio al cliente.
• Elimina los movimientos inútiles o redundantes.
• Facilita la entrada, salida y ubicación de los materiales, productos o personas.
• Incorpora medidas de seguridad.
• Promueve las actividades de mantenimiento necesarias.
• Proporciona un control visual de las operaciones o actividades.
• Proporciona la flexibilidad necesaria para adaptarse a las condiciones cambiantes.

Parámetros para la elección de una adecuada Distribución de Planta: el tipo de distribución elegida vendrá determinado por:

• La elección del proceso.
• La cantidad y variedad de bienes o servicios a elaborar.
• El grado de interacción con el consumidor.
• La cantidad y tipo de maquinaria.
• El nivel de automatización.
• El papel de los trabajadores.
• La disponibilidad de espacio.
• La estabilidad del sistema y los objetivos que éste persigue.

Las decisiones de distribución en planta pueden afectar significativamente la eficiencia con que los operarios desempeñan sus tareas, la velocidad a la que se pueden elaborar los productos, la dificultad de automatizar el sistema, y la capacidad de respuesta del sistema productivo ante los cambios en el diseño de los productos, en la gama de productos elaborada o en el volumen de la demanda.

Tipos Básicos de Distribución en Planta:

Existen cuatro tipos básicos de distribuciones en planta:

1. Distribución por Procesos.
2. Distribución por Producto o en Línea.
3. Distribución de Posición Fija.
4. Distribuciones Híbridas: Las células de Trabajo.

Distribución por Procesos.-

También llamada taller de empleos o distribución funcional. Agrupa máquinas similares en departamentos o centros de trabajo según el proceso o la función que desempeñan. Por ejemplo, la organización de los grandes almacenes responde a este esquema.

El enfoque más común para desarrollar una distribución por procesos es el de arreglar los departamentos que tengan procesos semejantes de manera tal que optimicen su colocación relativa. Este sistema de disposición se utiliza generalmente cuando se fabrica una amplia gama de productos que requieren la misma maquinaria y se produce un volumen relativamente pequeño de cada producto.

Ejemplos: Fábricas de hilados y tejidos (telas), talleres de mantenimiento e industrias de confección.

Características:

• 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.

Ventajas:

• Menor inversión en máquinas debido a que es menor la duplicidad. Sólo se necesitan las máquinas suficientes de cada clase para manejar la carga máxima normal. Las sobrecargas se resolverán por lo general, trabajando horas extraordinarias.
• Pueden mantenerse ocupadas las máquinas la mayor parte del tiempo porque el número de ellas (de cada tipo), es generalmente necesario para la producción normal.
• Una gran flexibilidad para ejecutar los trabajos. Es posible asignar tareas a cualquier máquina de la misma clase que esté disponible en ese momento. Fácil, adaptable a gran variedad de productos. Cambios fáciles cuando hay variaciones frecuentes en los productos ó en el orden en que se ejecuten las operaciones. Fácilmente adaptable a demandas intermitentes.
• Los operarios son mucho más hábiles porque deben manejar cualquier máquina (grande o pequeña) del grupo, como preparar la labor, ejecutar operaciones especiales, calibrar el trabajo, tienen que ser mecánicos más que simples operarios, lo que proporciona mayores incentivos individuales.
• Los supervisores e inspectores adquieren pericia en manejo de sus máquinas, pueden dirigir la preparación y ejecución de todas las tareas en éstas máquinas.
• Los costos de fabricación pueden mantenerse bajos. Es posible que los de mano de obra sean más altos por unidad cuando la carga sea máxima, pero serán menores que en una disposición por producto, cuando la producción sea baja. Los costos unitarios por gastos generales serán más bajos con una fabricación moderna. Por consiguiente, los costos totales pueden ser inferiores cuando la instalación no está fabricando a su máxima capacidad ó cerca de ella.
• Las averías en la maquinaria no interrumpen toda una serie de operaciones. Basta trasladar el trabajo a otra máquina, si está disponible o altera ligeramente el programa, si la tarea en cuestión es urgente y no hay ninguna máquina ociosa en ese momento.

Desventajas:

• Falta de eficiencia. Los lotes no fluyen a través del sistema productivo de una manera ordenada.
• Es frecuente que se produzcan retrocesos.
• El movimiento de unos departamentos a otros puede consumir períodos grandes de tiempo, y tienden a formarse colas.
• Cada vez que llega un lote a un nuevo centro de trabajo, suele ser necesario configurar las máquinas para adaptarlas a los requerimientos del proceso particular.
• La carga de trabajo de los operarios fluctúa con frecuencia, oscilando entre las colas que se forman en algunas ocasiones y el tiempo de espera se produce en otras.
• Sistemas de control de producción mucho más complicados y falta de un control visual.
• Se necesitan más instrucciones y entrenamiento para acoplar a los operarios a sus respectivas tareas. A menudo hay que instruir a los operarios en un oficio determinado.

Cuando se recomienda:

1. Cuando la maquinaria es costosa y no puede moverse fácilmente.
2. Cuando se fabrican productos similares pero no idénticos.
3. Cuando varían notablemente los tiempos de las distintas operaciones.
4. Cuando se tiene una demanda pequeña o intermitente.

Distribución por Producto o en Línea.-

Conocida originalmente como cadena de montaje, organiza los elementos en una línea de acuerdo con la secuencia de operaciones que hay que realizar para llevar a cabo la elaboración de un producto concreto.

Ejemplos: El embotellado de refrescos (bebidas gaseosas), el montaje de automóviles y el enlatado de alimentos.

Características:

1. Toda la maquinaria y equipos necesarios para fabricar determinado producto se agrupan en una misma zona y se ordenan de acuerdo con el proceso de fabricación.
2. Se emplea principalmente en los casos en que exista una elevada demanda de uno ó varios productos más o menos normalizados.

Ventajas:

• El trabajo se mueve siguiendo rutas mecánicas directas, lo que hace que sean menores los retrasos en la fabricación.
• Menos manipulación de materiales debido a que el recorrido a la labor es más corto sobre una serie de máquinas sucesivas, contiguas ó puestos de trabajo adyacentes.
• Estrecha coordinación de la fabricación debido al orden definido de las operaciones sobre máquinas contiguas. Menos probabilidades de que se pierdan materiales o que se produzcan retrasos de fabricación.
• Tiempo total de producción menor. Se evitan las demoras entre máquinas.
• Menores cantidades de trabajo en curso, poca acumulación de materiales en las diferentes operaciones y en el tránsito entre éstas.
• Menor superficie de suelo ocupado por unidad de producto debido a la concentración de la fabricación.
• Cantidad limitada de inspección, quizá solamente una antes de que el producto entre en la línea, otra después que salga de ella y poca inspección entre ambos puntos.
• Control de producción muy simplificado. El control visual reemplaza a gran parte del trabajo de papeleo. Menos impresos y registros utilizados. La labor se comprueba a la entrada a la línea de producción y a su salida. Pocas órdenes de trabajo, pocos boletos de inspección, pocas órdenes de movimiento, etc. menos contabilidad y costos administrativos más bajos.
• Se obtiene una mejor utilización de la mano de obra debido a: que existe mayor especialización del trabajo. Que es más fácil adiestrarlo. Que se tiene mayor afluencia de mano de obra ya que se pueden emplear trabajadores especializados y no especializados.

Desventajas:

• Elevada inversión en máquinas debido a sus duplicidades en diversas líneas de producción.
• Menos flexibilidad en la ejecución del trabajo porque las tareas no pueden asignarse a otras máquinas similares, como en la disposición por proceso.
• Menos pericia en los operarios. Cada uno aprende un trabajo en una máquina determinada o en un puesto que a menudo consiste en máquinas automáticas que el operario sólo tiene que alimentar.
• La inspección no es muy eficiente. Los inspectores regulan el trabajo en una serie de máquinas diferentes y no se hacen muy expertos en la labor de ninguna clase de ellas; que implica conocer su preparación, las velocidades, las alimentaciones, los límites posibles de su trabajo, etc. Sin embargo, puesto que las máquinas son preparadas para trabajar con operarios expertos en ésta labor, la inspección, aunque abarca una serie de máquinas diferentes puede esperarse razonablemente que sea tan eficiente como si abarcara solo una clase.
• Los costos de fabricación pueden mostrar tendencia a ser más altos, aunque los de mano de obra por unidad, quizás sean más bajos debido a los gastos generales elevados en la línea de producción. Gastos especialmente altos por unidad cuando las líneas trabajan con poca carga ó están ocasionalmente ociosas.
• Peligro que se pare toda la línea de producción si una máquina sufre una avería. A menos de que haya varias máquinas de una misma clase: son necesarias reservas de máquina de reemplazo o que se hagan reparaciones urgentes inmediatas para que el trabajo no se interrumpa.

Cuando se recomienda:

1. Cuando se fabrique una pequeña variedad de piezas o productos.
2. Cuando difícilmente se varía el diseño del producto.
3. Cuando la demanda es constate y se tiene altos volúmenes.
4. Cuando es fácil balancear las operaciones.

 Distribución de Posición Fija.-

Es típica de los proyectos en los que el producto elaborado es demasiado frágil, voluminoso o pesado para moverse.

Ejemplos: Los Barcos, los Edificios o Aviones.

Características:

• El producto permanece estático durante todo el proceso de producción.
• Los trabajadores, las máquinas, los materiales o cualquier otro recurso productivo son llevados hacia el lugar de producción.
• La intensidad de utilización de los equipos es baja, porque a menudo resulta menos gravoso abandonar el equipo en un lugar determinado. Donde será necesario de nuevo en pocos días, que trasladarlo de un sitio a otro.
• Con frecuencia las máquinas, ya que solo se utilizan durante un período limitado de tiempo, se alquilan o se subcontratan.

Los trabajadores están especialmente cualificados para desempeñar las tareas que de ellos se esperan, por este motivo cobran salarios elevados.

Células de Trabajo.-

Las formas híbridas de distribución en planta intentan combinar los tres tipos básicos que acabamos de señalar para aprovechar las ventajas que ofrece cada uno de ellos. En este tipo de distribución, lo ideal es que todas las partes de una familia sean procesadas en el mismo grupo de máquinas, y que las máquinas similares puedan ser agrupadas en las mismas células si procesan el mismo tipo de partes.

Las células son diseñadas de manera que puedan operar independientemente con el mínimo número de movimientos intercelulares entre ellas, es decir que un grupo de máquina, pueda crear un bien u equipo sin tener que depender de otro grupo de máquinas o en su defecto, solo poder requerir de un mínimo apoyo de máquinas no integrantes de la célula.

La aplicación más importante de esta estructura de trabajo en el desarrollo y creación de tecnología partiendo de un grupo de similitudes, es la llamada manufactura celular (Cellular Manufacturing, CM), que trata la creación de células de manufactura que se dedican cada una a la producción de un grupo de partes (familia).

Existen tres vertientes en las células de trabajo: La Distribución Celular, Los Sistemas de Fabricación Flexible y Las Cadenas de Montaje de Varios Modelos.
Podrán encontrar mas información en el siguiente link:

http://www.tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/9237/Capitulo2.pdf

Unidad II - Procesos Productivos

Un proceso productivo o proceso de producción es un sistema de acciones que se encuentran interrelacionadas de forma dinámica y que se orientan a la transformación de ciertos elementos. De esta manera, los elementos de entrada (conocidos como factores) pasan a ser elementos de salida (productos), tras un proceso en el que se incrementa su valor.

La Revolución Industrial y Los Procesos Productivos.-

La Revolución Industrial fue, seguramente, uno de los hechos que más influyó en los manejos productivos de todo el mundo ya que marcó un antes y un después no sólo en la forma en la que se desarrollaría la producción sino también en los estratos sociales.

La Revolución Industrial se inició en el Reino Unido a finales del siglo XVIII y provocó cambios rotundos en la sociedad anglosajona que afectaron considerablemente su economía. Dichas modificaciones tuvieron que ver con la inserción de estructuras automáticas que provocaron que la región pasara de tener una producción agrícola tradicional a una mecanizada.

Es necesario señalar, que rápidamente la revolución industrial alcanzó a otros países, haciéndolos crecer rotundamente y colaborando con la estructura económica de los mismos; en esta segunda fase se vieron más firmemente los cambios que este movimiento trajo a los tipos y modos de producción. Cabe mencionar que el trabajo se trasladó del campo a la ciudad, al crearse métodos manufacturados de trabajo y nuevos servicios que hicieron que creciera la cantidad de ofertas laborales en las grandes urbes y muchas personas se trasladaran de las regiones más desérticas a la ciudad para mejorar sus condiciones de vida.

Los cambios que la revolución industrial trajo sobre el proceso de producción fueron:

·      Cambio en la estructura organizativa de las fábricas (dejaron de existir los pequeños talleres para dar lugar a enormes estructuras donde se producía en masa).

·      Implementación de herramientas más tecnológicas en la elaboración de los productos para aumentar la eficiencia productiva.

·      Cambio en la estructura social de la ciudad (los que poseían los medios productivos fueron llamados empresarios y los que trabajaban, empleados).

 El diseño del Sistema Productivo:

Si se quiere lograr el objetivo de optimizar la calidad de los productos que elabora la empresa, es un requisito inalienable tomar decisiones adecuadas en relación con las bases del diseño de los procesos, la planificación de éstos, y la elección de las alternativas tecnológicas correctas. Los elementos resultantes de la actividad de diseño del sistema productivo deberán de ser organizados especialmente de la forma más idónea, es decir una adecuada Distribución de Planta.

La Planificación de los Procesos:

·         Determina cómo se ha de producir un producto.

·         Convierte los diseños en instrucciones realizables desde la perspectiva de la manufactura.

·         Decide que componentes se elaborarán en la empresa y cuáles serán comprados a proveedores externos.

·         Selecciona los procesos y los equipos específicos, y desarrolla y documenta las especificaciones para fabricación.

·         Facilita las decisiones en cuanto a la selección de la tecnología.

Tipos de Procesos Productivos:

Tradicionalmente, los tipos de procesos productivos se han dividido en cuatro categorías, a saber:

1.      Los Proyectos.

2.      La producción por lotes.

3.      La producción Masiva.

4.      La producción Continua.

Los Proyectos:

Un proyecto es un proceso de producción único, implica elementos que se diferencian de otros procesos productos y hasta de otros proyectos de similar naturaleza, es decir que en un proyecto generalmente se obtiene un Producto final único, con características similares a otros pero con elementos que los diferencian notablemente. Ejemplo: La construcción de Edificios y Urbanizaciones, el desarrollo de nuevos productos (División de Investigación y Desarrollo), la fabricación de barcos, Puentes, aviones y Plantas de Producción.

Características:

1.      Necesitan períodos de tiempo largos para completarse.

2.      Implican grandes inversiones de fondos y recursos.

3.      Producen un solo objeto (o contadas cantidades) a la vez por encargo de cliente.

4.      Implican el uso de tecnología de punta, la participación de equipos multidisciplinarios y un estrecho contacto con el cliente.

  

Desventajas:

·         Son de larga duración. Durante la duración de los procesos pueden cambiar las preferencias de los clientes.

·         El costo de emplear la tecnología.

·         En rasgos generales, las grandes inversiones que implican su desarrollo.

·         Los bruscos cambios en requerimientos de recursos a medida que comienzan los nuevos proyectos o se concluyen los antiguos.

·         La lentitud en la acumulación de experiencia en el personal y las organizaciones, como consecuencia de la naturaleza no repetitiva del trabajo.

·         La dependencia de la industria de una base de clientes muy reducida.

Producción por Lotes: Consiste en la realización simultánea de muchos encargos diferentes a través del proceso de producción, en grupos o lotes de productos. También se conoce como Producción Intermitente o Producción por Talleres.

Características:

·         Los productos se elaboran por encargo del cliente, salvo muy pocas excepciones los productos se elaboran sin tener un compromiso de compra del mismo.

·         El volumen de operación (en términos de tamaño de los pedidos de los clientes) es reducido.

·         La demanda fluctúa fuertemente.

·         Para permitir una gama amplia de productos, la maquinaria que se utiliza tiende a ser de uso general y los trabajadores altamente calificados.

·         La mayoría de las operaciones relacionadas con la producción por lotes implican fabricación más que ensamblado.

·         Los lotes se envían a través del sistema productivo sobre la base de sus requerimientos de procesamiento, es decir que un lote suele pasar por varias etapas para ser completado.

·         Si se trazara el flujo de pedido de un cliente particular a través del sistema se observarían multitud de detenciones e inicios, a medida que los lotes hacen cola ante distintos talleres, esperando a ser procesados. Así, el trabajo sobre un producto particular no es continuo, sino intermitente.

Ejemplo: La fabricación de maquinaria, fabricación de productos cosméticos, la panadería, la educación o la producción de muebles.

Ventajas:

·         Su flexibilidad.

·         La especialidad del producto.

·         La reputación de la calidad que se desprende de esta especialidad.

  

Desventajas:

·         El elevado nivel de los costos unitarios de producción.

·         Los cambios frecuentes en la cartera de productos.

·         La complejidad de los problemas de programación de la producción.

·         Las fuertes variaciones en los requerimientos de capacidad.

·         El ritmo lento de fabricación.

La Producción Masiva: Se centra en producir grandes cantidades de un producto estándar, dirigido a un mercado de masas. Generalmente la producción no responde a pedidos particulares sino a estimaciones de la demanda.

Características:

·         La demanda del producto es muy estudiada y conocida y el volumen de producción es elevado.

·         Debido a la estabilidad y magnitud de la demanda, el sistema productivo puede permitirse dedicar equipos concretos a la elaboración de un producto particular.

·         Este tipo de sistemas tienden a ser intensivos en capital, con maquinaria muy especializada y operarios poco calificados.

La producción masiva se asocia normalmente con las líneas de flujo o cadenas de montaje. La idea de flujo describe como un producto se mueve a través del sistema productivo desde una estación de trabajo a la siguiente en el orden de los requerimientos específicos de procesamiento para cada producto particular (la producción por lotes no puede ser organizada de este modo porque los requerimientos de procesamiento son diferentes para cada encargo de los clientes).

El término cadena de montaje es revelador respecto al modo en que se estructuran normalmente los procesos de tipo masivo, es decir, que la mayoría de las operaciones que requieren ensamblaje se organizan en forma lineal.

Ejemplos: La fabricación de Vehículos familiares, las tiendas de comida rápida, la fabricación de computadores personales, los televisores y la mayoría de los bienes de consumo.

Ventajas:

·         Suelen ser procesos muy eficientes.

·         El bajo costo unitario de producción.

·         La facilidad para la fabricación y su control.

·         La velocidad de producción.

Desventajas:

·         El elevado costo de los equipos de producción.

·         La sub utilización de los recursos humanos.

·         La dificultad para adaptarse a los cambios en la demanda.

·         Tecnología o diseño de los productos.

·         Falta de capacidad de respuesta ante las necesidades de los clientes individuales.

Los Procesos Continuos: Los Procesos Continuos se usan para la fabricación de volúmenes muy elevados de mercancías extremadamente estandarizadas.

Características:

·         El sistema está muy automatizado (el papel de los operarios se limita a supervisar el trabajo de las máquinas), y normalmente opera de forma permanente o continua 24 horas al día.

·         El resultado del proceso productivo también es de naturaleza continua, no discreta, lo que significa que las unidades de producto, más que ser contadas, se miden.

Ejemplos: El proceso de Refinación de Petróleo, el tratamiento de Aguas, los productos químicos, la pintura o los alimentos. Las empresas que operan de este modo son llamadas a menudo industrias de procesamiento.

Ventajas:

·         Son altamente eficientes.

·         Son procesos generalmente muy automatizados.

·         La simplicidad del control.

·         Su enorme capacidad.

Desventajas:

·         La enorme inversión necesaria en plantas y equipos.

·         La limitada variedad de los objetos que pueden ser sometidos a procesamiento.

·         La incapacidad para adaptarse a los cambios en el volumen de las operaciones.

·         El costo de corregir los errores en la producción.

·         Las dificultades para mantener el ritmo de los avances tecnológicos

La Tecnología y Procesos Productivos. Estrategia de Producto – Proceso:

Ninguno de los tipos de procesos que hemos examinado anteriormente es inherentemente mejor que los otros. Sin embargo, es clave que la selección del proceso sea consecuente con determinadas características del producto: el grado de estandarización y el nivel de demanda. Los productos poco estandarizados requieren procesos flexibles, mientras que los productos más estandarizados pueden beneficiarse de la eficiencia de los procesos más específicos.

La producción en pequeña escala es, generalmente, intensiva en mano de obra, y la de gran escala puede proporcionar el capital necesario para adquirir equipo más automatizado.

Evolución de la Tecnología de Fabricación:

Como parte de la estrategia de gestión empresarial, la organización debe plantearse el grado de automatización que desea implantar en su proceso productivo. La evolución de la tecnología de fabricación se ha realizado en cuatro etapas.

1.      Producción artesanal: tiene las siguientes características:

·       La fabricación corre a cargo de individuos con herramientas simples.

·       El diseño, fabricación y distribución del producto es responsabilidad de una sola persona.

·       No hay problemas de comunicación porque un solo individuo es responsable de todo el proceso de fabricación.

2.      Mecanización: tiene las siguientes características:

·       Implica la introducción de máquinas a gran escala y la división del trabajo en tareas elementales a la búsqueda de las ventajas de la especialización.

·       La comunicación entre los especialistas se complica.

·       Se introducen mecanismos de control de calidad para asegurar la coincidencia entre el producto diseñado y el que se elabora.

3.      Automatización: tiene las siguientes características:

·       Persigue mejorar aisladamente el rendimiento tanto de las personas como de las máquinas.

·       Se emplea el diseño asistido por ordenador y las máquinas de control numérico.

·       La falta de integración entre unos elementos y otros hace que, con frecuencia, surjan problemas de diversa índole.

4.      Integración. Tiene como principal característica que hace referencia a la necesidad de desarrollar vínculos entre las personas, las máquinas y las bases de datos.

Escogencia de la Tecnología de Fabricación:

Parámetros para la escogencia de la Tecnología:

·         La Tecnología debe estar en función del producto que desee elaborar.

·         La Tecnología debe implementarse en función de la dinámica de la competencia en el ámbito de actividad en que se encuadre.

·         La Tecnología también se relaciona a la disponibilidad de capital para invertir.