Capitulo 7 - Administracion de La Produccion y Las Operaciones - Everett E. Adam Jr.

Planeación de la distribución de planta

La planeación de la distribución de planta y el equilibrio productivo de la maquinaria o de las cadenas de montaje, siempre han tenido máxima prioridad en nuestras operaciones. La competencia mundial y los avances tecnológicos han impuesto cambios significativos en nuestro proceso de planeación de la distribución de planta. En la Actualidad, empleamos distribuciones elaboradas con ayuda de computadora para obtener mayor productividad y un análisis de los diseños opcionales. Se emplean paquetes de software para determinar relaciones de costo total; por ejemplo, la combinación de "movimiento y almacenamiento" más eficaz del departamento de materiales, o la reducción del costo de materiales en curso de fabricación. Los procesos de administración participativa y la intervención de los empleados son ya parte integral de toda planeación de distribución de planta eficaz. La "venta" de nuevos proyectos y su eficaz puesta en práctica se derivan de procedimientos probados de distribución de planta que se ajustan al siempre cambiante ambiente de trabajo. El empleo de los instrumentos de planeación de la distribución de planta que se explican en este capítulo, es esencial para comprender y optimizar la función operacional de la distribución de planta. William W. Willoughby Gerente de Soporte de Ingenieria BOC Powertrain General Motors Corporation Flint, Michigan 276

277 7 / Planeación de la distribución de planta

Los comentarios del señor Willoughby demuestran que el éxito de las operaciones depende de la distribución física de las instalaciones. Flujos de materiales, productividad y relaciones humanas también entra en juego en la disposición interna de las instalaciones de transformación. Como se verá a continuación, algunas técnicas de modelación son útiles para la planeación de la distribución de planta y también conviene tener en cuenta los factores relacionados con el comportamiento. Comencemos, pues, por averiguar en qué consiste exactamente la planeación de la distribución de planta.

CONCEPTOS SOBRE DISTRIBUCION DE PLANTA Para determinar cómo afecta la planeación de la distribución de planta a los costos de operación y a la eficacia, es preciso considerar cómo pueden aplicarse los distintos tipos de diseño de distribución de planta en diversas situaciones.

Tipos de operaciones de manufactura y de servicios

La función operacional tanto en la manufactura cómo en los servicios puede dividirse en dos tipos fundamentales: intermitente y continua, dependiendo del grado de estandarización de los productos y del volumen de producción.

Operaciones intermitentes La manufactura intermitente es la conversión con características de producción de bajo volumen de productos, con equipo de uso general, operaciones de mano de obra intensiva, flujo de productos interrumpido, cambios frecuentes en el programa, una gran mezcla de productos así como productos hechos a la medida. Los servicios con características similares (por ejemplo, los talleres de reparación de automóviles también se clasifican como operaciones de conversión intermitentes.

Operaciones continuas Las operaciones de producción continuas se caracterizan por un alto volumen de producción, por equipos de uso especializado, por operaciones de capital intensivo, por una mezcla de pro-ductos restringida, y por productos estandarizados para la formación de inventarios.

Diseños básicos de distribución física

Un diseño de distribución de planta consiste en la disposición o configuración de los departamentos, estaciones de trabajo y equipos que conforman el proceso de producción. Es la distribución espacial de los recursos físicos prevista para fabricar el producto. Se explican aquí tres diseños fundamentales de la distribución de planta: el orientado al proceso, el orientado al producto y el de componente fijo. Estos diseños se diferencian entre sí por los tipos de flujos de trabajo que implican; el flujo de trabajo, a su vez, se determina por la na-

278 II / PLANEACION (DISEÑO) DEL SISTEMA DE CONVERSION

turaleza del producto. La tabla 7.1 resume algunas características por las que las distribuciones fundamentales se distinguen entre sí. Distribución de planta orientada al. proceso Las distribuciones de planta

orientadas al proceso son adecuadas para operaciones intermitentes cuando los flujos de trabajo no están normalizados para todas las unidades de producción. Los flujos de trabajo no normalizados se presentan ya sea cuando se fabrica una gama de productos diferenciados, o cuando se elabora un tipo de producto básico con muchas posibles variantes de proceso. En unadistribución de planta orientada al proceso, los centros o departamentos de trabajo involucrados en el proceso de planta se agrupan por el tipo de función que realizan. Almacenes de distribución, hospitales y clínicas médicas, universidades, edificios de oficinas e instalaciones de talleres artesanales, a menudo se diseñan siguiendo este esquema. En la figura 7.1 se muestra una distribución de planta orientada al proceso para una clínica de servicios médicos. De manera semejante, la distribución de planta de una fábrica podría tener departamentos de proceso o agrupamientos de equipo, tales como soldadura, tratamiento térmico, pintura y así sucesivamente. Distribución de planta orientada al producto Las distribuciones de planta

orientadas a! producto se adoptan cuando se fabrica un producto estandarizado, por lo común en gran volumen. Cada una de las unidades en producción requiere de la misma secuencia de operaciones de principio a fin. En la distribución de planta orientada al producto, los centros de trabajo y los equipos respectivos quedan, por tanto, alineados idealmente para ofrecer una secuencia de operaciones especializada que habrá de srcinar la fabricación progresiva del producto. Cada centro de trabajo puede proporcionar una parte sumamente especializada de la secuencia total de elaboración. Los servicios de lavado automático de automóviles, las líneas de servicio en las cafeterías, los exámenes médicos masivos para los reclutas del servicio militar, el ensamblaje de automóviles y las plantas embotelladoras de bebidas, emplean distribuciones de planta orientadas al producto. La figura 7.2 ilustra una distribución de planta orientada al producto organizada para proporcionar una secuencia fija para integrar, desde el principio hasta el final, un producto manufacturado. La figura 7.3 muestra una distribución de planta orientada al producto bastante familiar: un lavado automático de automóviles. por componente fijo Las distribuciones de planta por componente fijo se requieren cuando a causa del tamaño, con formación, o cualquier otra característica no es posible desplazar el producto. En unadistribución de planta fija el producto no cambia de lugar; herramientas, equipo y fuerza de trabajo se llevan hasta él según se requiere, a fin de ejecutar etapas apropiadas de elaboración progresiva. Una reparación casera de plomería, en la que los recursos se llevan hasta el sitio de servicio, es un buen ejemplo de esta distribución. Las distribuciones

Distribución de planta

7 / Planeación de la distribución de danta279

FIGURA 7.1 Distribución física orientada al proceso para una clínica de servicios médicos .

ciones de planta para 11 construcción de barcos, locomotoras y aviones a menudo son de este tipo, al igual que el trabajo agrícola, en que el arado, la siembra, los fertilizantes y la cosecha se llevan a cabo según lo requiera el campo.

Distribuciones de planta combinadas. Comúnmente no existen las Distribuciones de planta puras, y se tiene que adoptar una distribución de planta combinada. Esto es lo más usual en el caso de procesos y productos.

FIGURA 7.2 Distribución física orientada al producto en la industria de manufactura.

Tabla 7.1 Características de los diseños de distribución física.

Aspectos del

Orientación-producto

Orientación-proceso

Posición-fija

proceso de conversión Características

Distribución física concatenada a la

Distribución física para

del producto

producción de un producto

productos diversificados, que

estandarizado, en gran volumen, en

requieren operaciones

ritmos normales de producción

fundamentales comunes, en

Bajo volumen, a menudo cada unidad es única

volúmenes variables con diferentes ritmos de producción Línea recta de productos; la Patrón del flujo de productos

misma secuencia de operaciones estandarizadas en cada unidad

Patrón de flujo diversificado;

Muy poco o ningún flujo de

cada orden (producto) puede

productos; los equipos y los

requerir de una secuencia de

recursos humanos se llevan al

operaciones única

punto a medida que se requieren

Requerimiento de habilidades humanas

Tolerancia para llevar a cabo

Artesanos altamente

Alto grado de flexibilidad en los

actividades rutinarias y repetitivas

especializados; pueden

trabajos cuando esto se requiere; las

a un ritmo impuesto, capacidad de

desempeñar trabajos sin

asignaciones específicas de trabajo y

trabajo altamente especializada

supervisión meticulosa y

las ubicaciones varían

con cierto grado de adaptabilidad Personal de Ayuda

Personal de ayuda numeroso

Hay que tener habilidad para

Se requiere un alto nivel de

e indirecto para programar

programar, para el manejo de

habilidades de programación y de

los materiales y las personas,

materiales y la producción y

coordinación

análisis y mantenimiento del

control de inventarios

trabajo

Manejo de materiales

Flujos de materiales previsibles, sistematizados y a menudo automatizados

El tipo y el volumen de lo que se maneja y se requiere son variables, y a menudo hay duplicación

El tipo y volumen de lo que se maneja y se requiere es variable, a menudo en poca cantidad; se puede necesitar equipo de manejo para trabajo pesado con múltiples propósitos

Requerimientos de inventario

Alta rotación de materia prima e inventarios de trabajos en proceso

Baja rotación de materia prima e inventarios de trab ajo s en pro ceso ; inventarios detallados de materias primas

Inventario variable debido a un ciclo de producción largo puede dar como resultado inventarios sin movimiento durante largos periodos

Utilización de espacio

Utilización adecuada de espacio, ritmo alto de producción por unidad de espacio

Ritmo de producción relativamente bajo, por unidad de espacio de instalaciones; altos requerimientos de trabajos en proceso

Para conversión dentro de las instalaciones, puede ser factible un ritmo bajo de utilización de espacio por unidad de producción

Requerimientos de

Inversión fuerte de capital en equipos y procesos que llevan a cabo funciones muy especializadas

Equipos y procesos con varias finalidades y de uso flexible

Equipos de propósito general y procesos que son móviles

Componentes del el producto

Costos fijos relativamente elevados; pocas unidades de mano de obra directa y bajos costos de materiales

Costos fijos relativamente bajos; altos costos unitarios para mano de obra directa, para los materiales (inventarios) y manejo de materiales

Elevados costos de mano de obra y de materiales, costos fijos relativamente bajos

282

PLANEACION(DISEÑO)DEL SISTEMADE CONVERSION

Los fabricantes de refrigeradores emplean una disposición orientada al proceso para producir

EJEMPLO

diversas partes y subcomponentes. El estampado metálico puede concentrarse en un departamento, todos los trabajos de soldadura en otro, y los diversos procesos de tratamiento térmico, a su vez, agruparse en un tercer centro de trabajo. Al mismo tiempo, todos estos componentes se conjuntan en operaciones de ensamblaje, especialmente para el montaje final del producto. Las operaciones de montaje final se diseñan siguiendo un criterio de flujo de producto o de orientación al producto.

Diferencias entre los diseños fundamentales de distribución de pl anta

¿En realidad importa qué tipo de diseño fundamental se escoge? Sí, distribución apropiada depende de muchos factores (véase la Tabla 7 para algunos ejemplos).

ELABORACION DE LA DISTRIBUCION DE PLANTA ORIENTADA AL PROCESO: MODELOS Y COMPORTAMIENTO Modelos de distribución de planta orientada al proceso

En la planeación de la distribución de planta se utilizan muchos tipos de modelos. El análisis matemático puede ayudar a los gerentes a tener una idea del problema; los modelos de cómputo pueden proporcionar aproximaciones rápidas de buenas distribuciones de planta; los modelos físicos

FIGURA 7.3

Distribución física orientada al producto en un lavado de automóviles.

7 / Planeación de la distribución de planta

28 3

(plantillas y modelos a escala, entre otros), pueden ser útiles para visualizar los aspectos físicos de las distribuciones.

EJEMPLO

En el diseño y construcción de una nueva fábrica en Kentucky, uno de los primeros trabajos fue el de hacer una lista de todo el equipo necesario para un cuarto de calderas, que debería quedar anexo al edificio principal. Esta actividad tenía que hacerse primero, pues sólo después de medir el cuarto se podría negociar el precio con el contratista general de la construcción. En primer lugar, se midieron el piso y la altura de todas las calderas, las compresoras de aire, bombas de agua y equipo similar. En segundo, las plantillas de éstos fueron recortadas a escala. Enla tercero, se probaron varias distribuciones de planta opcionales hasta encontrar más adecuada. Después de revisarla, un superintendente de mantenimiento experimentado señaló que para "desempolvar" (limpiar) las calderas había que derribar un muro. Para evitar derribar el muro, se orientaron las calderas en otra dirección en la plantilla. Al cabo, se optó por una distribución más adecuada de planta y una dimensión bastante razonable, y el cuarto de calderas se construyó en la debida forma.

Análisis gráfico y esquemático Probablemente la técnica de distribución de planta más usual sea la del empleo de plantillas, esto es de recortes bidimensionales de equipos dibujados a escala. Estos recortes se colocan por tanteos dentro de un modelo a escala de los muros y de las columnas de la instalación. Esta técnica se aplica en los tres tipos de distribuciones orientadas al proceso, al producto y por componente fijo. De igual modo, la graficación por microcomputadora puede desplegar visualmente distribuciones de planta tentativas mediante un tubo de rayos catódicos, pudiendo modificarse éstas con el simple uso de teclado.

Un modelo de carga-distancia En una instalación orientada al proceso, se

fabrican productos diversificados, los trabajos fluyen en diversos esquemas de jornada, y es preciso manejar una cantidad relativamente grande de materiales. La fabricación de una herramienta sobre pedido puede requerir que ésta transite en hasta 20 diferentes centros de trabajo conforme su proceso de fabricación avanza desde las materias primas hasta el producto terminado. Todos estos movimientos cuestan dinero. Personas y equipos deben estar disponibles, y hay que contar con un espacio para almacenar el producto mientras se encuentre en estos centros de trabajo. Como el transporte no agrega valor al producto, los administradores buscan diseños de distribución que reduzcan al mínimo los flujos innecesarios entre los departamentos. El modelo cuantitativo más usado para la distribución de planta orientada al proceso procura reducir al mínimo el movimiento total con-

284 II/ PLANEACION (DISEÑO) DEL SISTEMA DE CONVERSION

Tabla 7.2 Matriz de flujo que muestra un cálculo de cargas, Lij por periodo de planeación entre dos departamentos.

siderando no sólo la cantidad de movimientos interdepartamentales de un producto, sino también las distancias sobre las cuales se realizan los movimientos. En este modelo se minimiza el criterio C, donde

(7.1) donde N = el número de centros de trabajo. Lij = el número de cargas o movimientos reali zado s entre los cen tro s de tra baj o i y j. Dij = la distancia entre los centros de trabajo i y j. El criterio puede considerarse como un costo, si se supone C, que se minimiza todos los movimientos carga-distancia tienen costos unitarios constantes. Si los que costos unitarios no son iguales, la ecuación 7.1 puede modificarse multiplicando L D por K ij, donde K ij es el costo de mover una unidad de carga a una unidad de distancia entre los centros de trabajo i y j. Hay que empezar por calcular la cantidad de cargas L que se espera sean desplazadas entre todos los pares de departamentos durante un horizonte apropiado de planeación, por decir un año. Estos volúmenes de movimientos calculados por año se pueden resumir en una matriz de flujo, 1 como la que se presenta en la tabla 7.2. El siguiente paso es determinar las distancias D entre todos los pares de departamentos. Las distancias dependen de las ubicaciones relativas que se asignan a los departamentos en el diseño de distribución de planta. Comience el proceso de diseño proponiendo una configuración de distribución de planta inicial; los departamentos se asignarán a los espacios disponibles. Luego, usando la ecuación 7.1, se mide la eficacia de la La matriz de flujo de la tabla 7.2 es adecuada cuando la dirección del flujo entre los departamentos no es importante. En algunas situaciones, sin embargo, una carga de i a j puede ser más o menos más costosa que una carga que se desplaza de j a i. En estos casos, hay que hacer una matriz de flujos agrandada para identificar la dirección del flujo. Para una exposición sobre la forma de tratar la expansión ver Elwood S. Buffa, Modern Production/ Operations Management, 6th ed. (New York: John Wiley & Sons, 1980).


28 5

configuración inicial. Por último, cambie la configuración inicial, de manera que pueda incrementar la eficacia reduciendo los costos de transporte. Repita el proceso hasta que ya no encuentre mejora posible qué efectuar. En realidad, la eficacia del costo de cada uno de los posibles diseños no necesariamente tiene que ser calculada con la ecuación 7.1. Aunque pueden concebirse muy diversos diseños, muchos de ellos son equivalentes, o casi, desde el punto de vista del costo de transporte, y por tanto, no es necesario que se calculen por separado. Veamos la situación mostrada en la figura 7.4. Seis centros de trabajo pueden asignarse a seis áreas disponibles en estos tres modos diferentes, entre otros. Desde el punto de vista geométrico, las tres configuraciones son casi equivalentes. En cada diseño, estos pares de departamentos se localizan cerca posible unoconsiderar del otro: 1-2, 2-3, 4-5, 1-4,entre 2-5, 3-6. Por tanto, en el criteriolodemás evaluación hay que solamente los5-6, flujos departamentos no adyacentes: 1-3, 1-6, 3-4, 4-6. Esto significa que los cálculos L D que siguen a la evaluación inicial para un diseño de distribución de plan ta pueden reducirse exactamente al número de flujos no adyacentes. El procedimiento es un tanteo dirigido, y no se garantiza la optimización.

EJEMPLO

La Greenwich Supply Company es un almacén de distribución de tipo mayorista. Recibe pedidos de contratistas para la construcción de gabinetes de cocina y de aparatos electrodomésticos. Los productos se hallan almacenados en la bodega, y se sacan según se requiere para surtir cada uno de los pedidos. Los productos de cada pedido se transportan en un montacargas, hasta un área central, donde se empacan para enviarlos al contratista. Cada pedido completo se lleva mediante el montacargas desde el área de empaque hasta el andén de embarque y recepción. Procederemos a evaluar la distribución de planta del almacén para ver si ésta puede modificarse y reducir así los costos de manejo de materiales. La figura 7.5 es un diagrama de la instalación existente. La sección 1 corresponde al andén de recepción y embarques, y la sección 9 normalmente es el área de empaque. Las otras 14 secciones son las áreas de almacenamiento para los diferentes tipos de electrodomésticos y gabinetes. Los flujos de manejo de materiales se hacen entre el área de empaque y las otras 15 secciones. Las cargas se llevan al área 1 solamente desde una fuente u srcen, la sección 9. Todas las demás cargas fluyen desde el resto de las secciones hasta la sección 9. La ubicación del andén de embarques y recepción es fija; no puede reubicarse. Todas las otras secciones, en cambio, sí pueden cambiar de ubicación. Los registros de los dos últimos años revelan que los flujos promedio anuales de los departamentos 2 al 8 hacia el departamento 9 son: 2-500, 3-80, 4-320, 5-140, 6-150, 7-160 y 8-330. De los departamentos 10 al 16 hasta el 9 son: 10-250, 11-100, 12-140, 13-240, 14100, 15-240y 16-500. El flujo de carga del departamento 9 al departamento 1 es de 2,500. Ahora se utilizará la ecuación 7.1 para calcular la eficacia de la distribución

286 II / PLANEACION (DISEÑO) DEL SISTEMA DECONVERSION

1

2

3

4

5

6

4

5

3

4

5

6

1

2

3

1

2

6

FIGURA 7.4 Configuraciones diferentes pero equivalentes de distribución física.

de planta existente. En la tabla 7.3 se muestran las operaciones para las cargas adyacentes y las no adyacentes. La distribución física existente tiene un factor de carga por distancia de 12,300. Para mejorar la distribución de planta, intentaremos desplazar aquellos departamentos con flujos de carga pesados, de manera que queden más cerca entre sí. Por ejemplo, el departamento 9 puede aproximarse al andén de embarques. También se puede reubicar el departamento 16 acercándolo al área de empaque, y el departamento 14 podría reubicarse en un área más alejada. En la figura 7.6 se ilustra una distribución de planta corregida que incorpora estos y otros cambios. En conjunto, el análisis de la distribución de planta ha reducido los movimientos de carga en un 34 por ciento.

Algunas limitaciones En el mejor de los casos, nuestro análisis proporciona un punto de partida, una distribución de planta que puede modificarse para responder a complejidades adicionales. A menudo, tanto las dimensiones como las configuraciones de todos los departamentos no son uniformes. Se pueden presentar restricciones especiales debido a requerimientos de pasillos, acceso limitado a las áreas de trabajo, los métodos de manejo de diferentes tipos de materiales y por los requerimientos de las instalaciones eléctricas o sanitarias. Otras consideraciones del proceso, por ejemplo, pueden requerir que las áreas de trabajo con mucho ruido no queden adyacentes a las áreas de pruebas de audio sensibles al ruido, o que el trabajo que genera contaminantes no debe quedar cerca de instrumentos caros que se pueden ensuciar o empolvar. Además, el modelo que se ha utilizado puede requerir mucho esfuerzo en el área de computación, en particular cuando la cantidad de departamentos y combinaciones de flujos interdepartamentales se eleva mucho. Por ello, a menudo se emplean otras opciones de análisis de distribución de planta.

Modelos de cómputo Al presente, son muchos los modelos de distribución de planta basados en computadoras que se han diseñado. Brevemente, nos ocuparemos aquí tan sólo de uno de ellos: la Técnica de Asignación Relativa de Instalaciones asistida por Computadora (CRAFT, por sus siglas en inglés) .2 CRAFT es un procedimiento heurístico; reordena la Elwood S. Buffa, Gordon C. Armour, and Thomas Vollmann, "Allocating Facilities wit h CRAFT," Harvard Business Review 42, no. 2 (March-April 1964), 136-58; and Philip E. Hicks Industrial Engineering (May and Troy E. Cowan, "CRAFT-M for Layout Rearrangement," 1976), 30-35. 2

7 / Planeación de la distribución de planta 287

ubicación departamental en un esfuerzo para encontrar configuraciones que reduzcan los costos de manejo de materiales. La idea es obtener un diseño satisfactorio de la distribución de planta mediante la rápida evaluación de miles de modelos de distribución de planta opcionales en computadora. CRAFT puede manejar instalaciones hasta de 40 centros de trabajo de diferentes formas y dimensiones, y los centros individuales de trabajc que pueden ser movibles o no para propósitos de reubicación. Estas características toman en cuenta restricciones de orden real impuestas poi la construcción de los edificios. CRAFT también toma en cuenta las diferencias en los tipos y costos del manejo de materiales entre los centros de trabajo. Para utilizar el CRAFT el analista debe proporcionar una configuración inicial de la distribución de planta, una matriz de cargas que identifique los volúmenes de flujos de materiales entre todos los departamentos, y una matriz de costos de transporte que identifique el costo de transporte de una carga entre los diferentes departamentos. El procedimiento de evaluación hace uso de un criterio semejante a la ecuación 7.1. Después de haber calculado la eficacia de la distribución inicial, CRAFT intercambia las ubicaciones de pares o tercias de departamentos. La eficacia de cada intercambio se evalúa adoptándose el mejor de estos intercambios y repitiendo el proceso en su totalidad. Cuando los costos totales de manejo de materiales no se pueden reducir más, o cuando ya se ha efectuado un cierto número de repeticiones, la mejor solución disponible se imprime como la distribución de planta a considerar. Una ampliación reciente de los sistemas de distribución de planta CRAFT, permite la consideración de múltiples tipos de espacios.' Mediante la modificación de la ecuación 7.1 para permitir objetivos múltiples, se pueden incluir elementos de diseño arquitectónico reales, dentro de la distribución física. Por ejemplo, en un ambiente de oficinas, se pueden instalar representaciones de las estaciones individuales de trabajo, áreas de circulación y colocar muros y accesos. Esta ampliación proporciona al gerente de operaciones un nivel de minuciosidad superior en la planeación de la distribución de planta, e ilustra el uso continuo de computadoras y modelos para mejorar las operaciones.

Aspectos conductuales en la distribución física orientada al proceso

Los directores de operaciones deben considerar el comportamiento individual y grupal al planear una distribución de planta orientada al proceso. La capacidad del especialista en distribución de planta para resolver problemas, la cual es imprescindible en la concepción del diseño final, constituye una forma de comportamiento individual. Asimismo, el diseño de distribución de planta, una vez implantado, puede afectar tanto las relaciones entre empleados como el comportamiento de los grupos, y también el comportamiento y la satisfacción por parte de los clientes. 3F.

Robert Jacobs, "A Layout Planning System with Multiple Criteria and a Variable Domain Representation," Management Science 33, no. 8 (August 1987), 1020-34.


2

3

7

8

4

1 Recepción y embarques

9

12

Area de empaque

13

14

5

10

15

6

11

FIGURA 7.5

16

Distribución física de la Greenwich Supply Company en las ubicaciones relativas de las áreas de almacenamiento de productos (corredores omitidos).

El comportamiento en el diseño de la distribución de planta El papel del diseñador de la distribución de planta parece haber cambiado con la introducción y el creciente uso de la heurística en las computadoras. ¿Son estos enfoques por computadora superiores a los diseños tradicionales que hacían las personas? Algunos estudios sugieren que esto puede no ser así. Un estudio hecho por Scriabin y Vergin estableció que las personas hacían diseños más económicos que tres de los modelos computacionales más famosos.4 Esto resultó cierto para problemas de distribución grandes y pequeños. Si bien los tecnólogos modernos dan por sentado que los modelos computacionales son superiores a los diseños humanos, los resultados experimentales no sustentan esta suposición. Los investigadores consideran probable la siguiente explicación a sus descubrimientos: Puede ser muy posible que en problemas de mayores dimensiones la habilidad del hombre para reconocer y visualizar modelos complejos, le dé una ventaja sobre los procedimientos esencialmente mecánicos, que son seguidos por los programas de las computadoras. Tal explicación está sustentada por la experiencia en otros tipos de solución conceptual de problemas.' Probablemente alguna mezcla de interacciones entre seres humanos y computadoras pudiera conducir a resultados todavía mejores. Comportamientos individual e interpersonal entre los empleados Sabemos que el ambiente afecta los sentimientos de las personas sobre sí mismas y sus reacciones hacia los demás. El diseño de la distribución física puede ayudar o empeorar las relaciones de los empleados entre sí. Los ordenamientos espaciales tienen un impacto en las satisfacciones de

Michael Scriabin and Roger C. Vergin, "Comparison of Computer Algorithms and Visual Based Methods for Plant Layout," Man age me nt Scie nce 22, no. 2 (October 1975), 172-81. For different results and conclusions, see Thomas W. Trybus and Lewis D. Hopkins, "Human vs. Com put er Alg orith ms for the Pla nt Lay out Prob lem ," Man age me nt Sc ie nce 26, no. 6 (June 1980), 570-74. Scriabin and Vergin, "Comparison of Computer Algorithms," 179. 4


Tabla 7.3 Cálculo de la eficacia existente en la distribución física. Departamentos adyacentes

Departamentos adyacentes 3-9 4-9 5-9 8-9 10-9 13-9 14-9 15-9

Número de cargas entre los departamentos

Distancia en unidades entre los departamentos (Dij)

(Lij)

1 1 1 1 1 1 1 1

80 320 140 330 250 240 100 240 N

Carga por distancia (Lij Dij)

1 x 80 = 80 1 x 320 = 320 1 x 140 = 140 1 x 330 = 330 1 x 250 = 250 1 x 240 = 240 1 x 100 = 100 1 x 240 = 240

N

Σ Σ L ij Dij para i=1 j=1

Movimientos entre los departamentos adyacentes = 1,700 Departamentos no adyacentes

Departamentos no adyacentes

Distancia unitaria entre los departamentos ij

2-9 6-9 7-9 11-9 12-9 16-9 9-1

2 2 2 2 2 2 3 N

Número cargas de entre los departamentos

Cargas por

ij

distancia (Lij Dij)

500 150 160 100 140 500 2,500

500 x 2 = 1,000 150 x 2 = 300 160 x 2 = 320 100x 2 = 200 140 x 2 = 280 500 x 2 = 1,000 2,500 x 3 = 7,500

N

Σ Σ L ij Dij para i=1 j=1

Movimientos entre los departamentos no adyacentes = 10,600 Eficacia total para todos los departamentos = 1,700 + 10,600 = 12,300


Departamentos adyacentes Departamentos 9-1 2-9 4-9 8-9 10-9 16-9

Subtotal = 4,400

Departamentos no adyacentes LijDij Departamentos LijDij 2,500. 3-9 320 500 5-9 420 320 6-9 450 330 7-9 320 250 11-9 400 500 12-9 420 13-9 480 14-9 400 15-9 480 Subtotal = 3,690

FIGURA 7.6 Distribución física revisada con mediciones de eficacia registradas.

Eficacia total = 4,400 + 3,690 = 8,090 Mejora a la distribución física inicial = 34.2%

los empleados, en la motivación interna y en su des empeño . 6 La distribulos ción física también facilita o impide la interacción profesional entre empleados. Las distribuciones físicas de los procesos tienen como resultado la departamentalización de las actividades, de acuerdo con las habilidades. Cada grupo de habilidades o artes establece normas y afiliaciones de grupo que determinan las clases y las intensidades de los esfuerzos productivos que sus miembros llevan a cabo. A menudo estas normas son compatibles con las normas oficiales emitidas por la administración, pero en otras ocasiones no lo son. Una distribución física rediseñada inadvertidamente puede desintegrar relaciones de grupo ya existentes. Las reacciones de los empleados a estos cambios pueden ser adversas, y pueden incrementarse el ausentismo, la rotación de personal y los problemas en las relaciones de trabajo. La realineación a los nuevos compromisos de lealtad' puede conducir a conflictos entre grupos. Como resultado, el director de toda la operación debe de ser muy hábil en lo referente a la coordinación int ergrupal. Comportamiento de los clientes Para algunas organizaciones la interacción

productor-cliente es fuente de problemas especiales, en particular

6 Randall

S. Schuler, Larry P. Ritzman, and Vicki Davis, "Merging Prescriptive and Jou rnal of Operatio ns M anageme nt 1, no. 3 (February Behavioral Approaches for Office Layout," 1981), 131-42.


cuando el cliente se encuentra en la instalación y toma parte enel proceso de conversión. En las instalaciones de carácter médico, dental y jurídico, en las agencias de beneficencia, en los supermercados y en los negocios bancarios los clientes, en forma personal, tienen necesidades diferentes, por lo que puede ser necesario que sean "procesados" por departamentos diferentes. La distribución física puede afectar no solamente la calidad o la rapidez del servicio, sino también la satisfacción del cliente. En una instalación de servicios bancarios integrales, por ejemplo, la distribución física para tales transacciones diarias, como retiros, depósitos y órdenes de dinero (giros), deben de ser convenientes para el rápido procesamiento de los clientes que llegan. Al mismo tiempo, las áreas para las solicitudes de préstamos deben ser de fácil acceso y tener la privacidad requerida. Las instalaciones para el procesamiento de datos y las oficinas de mantenimiento y administración pueden ser ubicadas más lejos. En general, debe de proporcionar un equilibrio entre servicios fáciles yy rápidos, la asíinstalación como la conveniencia y la satisfacción del cliente, por una parte, por otra, flujos eficientes de materiales de información para la operación interna. Algunas veces, las consideraciones dominantes son criterios subjetivos más bien que los indicadores cuantitativos que son evidentes. Si esto es cierto, se puede hacer una revisión de nuestro criterio anterior sobre distribución física para poder introducir tales factores de juicio. En la ecuación 7.1, podría ser empleado como un indicador subjetivo de prioridad en vez del número de cargas entre dos departamentos. Desde que se inicia la fase de diseño de distribución física, la gerencia puede emplear una escala arbitraria, por decir, entre 1 y 10, para establecer el orden de importancia de tener dos departamentos que se encuentren entre sí. Una calificación de 10 indica la mayor importancia; 1 la menor importancia. Después de clasificar por orden la importancia de la cercanía para todos los pares de departamentos, la administración puede resumir las prioridades resultantes en una matriz. Esta matriz Lij puede entonces emplearse en la ecuación 7.1 y el procedimiento sobre la distribución puede proseguir tal como se describió anteriormente. Este procedimiento proporciona una manera sistemática Medición de criterios subjetivos

de emplear prioridades subjetivas, física. incluyendo los fenómenos de comportamiento, en las el análisis de la distribución

ELABORACIÓN DE LA DISTRIBUCION FISICA ORIENTADA AL PRODUCTO: MODELOS DE LINEAS DE ENSAMBLE Y DEL COMPORTAMIENTO Las organizaciones que fabrican grandes volúmenes de un solo producto pueden obtener beneficios económicos con una distribución física orien-


tada al producto (línea de ensamble). A principios del siglo xx, Henry Ford revolucionó un sector de la industria, a EUA y a su economía produciendo automóviles de manera masiva. Corno cada coche era idéntico, el total de la secuencia de construcción podía quedar predeterminada hasta detalles de gran cuidado. Cada actividad fue estudiada minuciosamente por ingenieros y gerentes para encontrar formas para hacerla más rápidamente y a un costo más bajo. Mejores métodos de trabajo, equipo especializado y herramientas, y una capacitación extensiva de los empleados fueron las estrategias usadas para reducir los tiempos de realización de las operaciones. Esto, entonces, se convirtió en el concepto básico de la línea de ensamble de la Ford. La distribución física del producto es tan aplicable hoy en día como lo fue entonces en 1913. Posteriormente se examinarán algunas consideraciones contemporáneas sobre el comportamiento que tuvieron poca importancia a principios de siglo. Análisis gráfico y esquemático Las líneas de ensamble a menudo son diseñadas y realizadas por ingenieros industriales. Desde el punto de vista histórico han utilizado técnicas manuales basadas en el ensayo y error y plantillas, planos y procedimientos gráficos para sus diseños iniciales y luego mejorarlos. Para las grandes instalaciones, con muchas actividades y centros de trabajo, procedimientos no matemáticos aseguran el encontrar el mejor diseño posible. Por consiguiente, la calidad del diseño depende de la experiencia y del criterio de los diseñadores experimentados.

Modelos de distribución física orientada al producto

Heurística en la distribución física orientada al producto Los modelos matemáticos y basados en computadoras de carácter heurístico pueden proporcionar ayuda para obtener un diseño de calidad. Ellos pueden, de una manera rápida, identificar y evaluar diferentes alternativas de diseño, mucho más de todo lo que se pueda llevar a cabo en forma manual o intuitiva. Estas reglas se han obtenido tanto por medio de la observación y por la

experimentación por ladeteoría, y a menudo para un problemacomo específico distribución física.están adaptadas especialmente Definición del problema de diseño El problema fundamental de la planeación de la distribución física para las líneas de ensamble es encontrar el número de estaciones de trabajo (trabajadores) y las actividades a ser realizadas en cada estación, de manera que se pueda alcanzar el nivel deseado de producción. Todo esto debe de-llevarse a cabo de tal manera que los recursos que se emplean como insumos sean minimizados. Es necesario observar puntos importantes en esta definición. Primero, el diseño se centra en alcanzar un nivel deseado de capacidad productiva (capacidad de producción). Segundo, si las actividades van a ser asignadas a las estaciones de trabajo, es necesario considerar su secuencia. ¿Cuáles trabajos deben de hacerse primero y cuáles después? Tercero, la definición destaca el interés de alcanzar la producción deseada de una manera eficiente, sin emplear recursos innecesarios como insumos.


Capacidad, secuencia y eficiencia Estos conceptos se ilustran mediante un ejemplo.

Un fabricante está diseñando una planta que fabricará ventanas de aluminio reforzadas. La capacidad de producción mínima necesaria es de 320_ ventanas EJEMPLO por día. El gerente de operaciones ha obtenido un diseño tentativo de la distribución física de una línea de ensamblado, el que se muestra en la tabla 7.4 y en la figura 7.7. El gerente desea saber si éste es n buen diseño o si se puede mejorar.

Es un buen diseño si:

1. Satisface la capacidad de producción deseada. 2. La secuencia es técnicamente factible. 3. Si es una línea eficiente. 1. ¿Es adecuada la capacidad?La capacidad está determinada por el tiempo más largo requerido para pasar todas las estaciones de trabajo. De la tabla 7.4 se sabe que el trabajo de la estación 1 requiere de 70 segundos, el de la estación 2 de 80 segundos. En la estación 3 el trabajo consiste en dos actividades, introducir los tornillos en el marco C) e instalar el seguro en el marco D). Por lo que el trabajo en la estación 3 requiere de,60 (40 + 20) segundos. Los tiempos que se requieren para las estaciones 4, 5 y6 son de 70, 50 y 50 segundos, respectivamente. El tiempo más largo, entonces, se requiere en la estación 2 (80 segundos), pues una unidad permanece menos de 80 segundos en cualquiera de las demás estaciones. Como las unidades pasan por todas las estaciones y cada una de ellas debe permanecer 80 segundos en la estación 2, ésta es elcuello de botella, la estación que restringe el ritmo de flujo de la línea. El ensamblado de una ventana terminada fluirá del extremo terminal de lalínea cada 80 segundos. Esta longitud deltiempo se denomina el tiempo del ciclo en la línea. Con un tiempo del ciclo de 80 segundos, ¿cuántas ventanas se producen en un día? Esto depende de las horas que setrabajan en un día. Si la FIGURA 7.7 Diagrama de la línea de ensamble para ventanas reforzadas. Estaciones de trabajo

Actividades


Tabla 7.4 Diseño inicial de la línea de ensamble para las ventanas de aluminio reforzadas. Actividad por realizar en la estación de trabajo

Estación de Estación de trabajo trabajo precedente 2 3

1

— 1 2

4

3

5

4 5

6

A B C D E F G H

Duración de la Debe de actividad seguir (en (predecesores) segundos)

Definición de la actividad

— A A

Ensamblado del marco Instalar molduras de hule Introducir pijas o tornillos en el marco Instalar seguro en el marco Instalar manija en el marco Instalar cristal Cubrir tornillos en el marco Empacar la unidad ventana

A A B,C C D,E,F ,G

70 80 40 20 40 30 50 50 380

operación se lleva a cabo diariamente en un turno de 8 horas, el tiempo productivo disponible cada día es de 28,800 segundos (8 horas X 3,60 segundos/hora). Por tanto, la producción diaria máxima puede ser determinada mediante el siguiente cálculo:

P u e d

Tiempo disponible por hora Producción diaria = Tiempo requerido del ciclo / unidad máxima (número de unidades) 28,800

=

e

80 segundos/unidad

= 360 unidades/día v e rse, entonces, que como puede generarse más de lo que se requiere, que son 320 unidades por día, este diseño de línea de ensamble proporciona una capacidad de producción adecuada. Existe un método alternativo para determinar si la capacidad es la adecuada. Se puede calcular el tiempo del ciclo máximo permisible en el caso que se deseara alcanzar la máxima capacidad (320 unidades por hora). Tiempo del ciclo máximo permisible para

= = =

Tiempo disponible/día Número deseado de unidades/día 28,800 segundos/día 320 unidades/día 90 segundos/unidad

Estos cálculos muestran que cualquier diseño con un tiempo del ciclo con una duración de 90 segundos proporcionará la capacidad deseada.


29 5

Los diseños con tiempos del ciclo que excedan a los 90 segundos no serán de la capacidad adecuada. ¿Es la secuencia de actividades factible? Se puede suponer que es factible la secuencia propuesta de actividades. Posteriormente se tratará más detalladamente esta cuestión. 2.

El diseño propuesto tiene seis estaciones, ¿La línea es eficiente? en cada una de las cuales hay un obrero. Los seis obreros perciben salarios diarios por una jornada de 8 horas. ¿Qué parte del tiempo de los obreros se emplea para un esfuerzo productivo y cuánto se pierde en no hacer nada? Todo depende del paso de la línea que la gerencia haya seleccionado. El paso puede ajustarse en cualquier punto entre los tiempos del ciclo entre 80 y 90 segundos. En la tabla 7.5 se ha calculado la eficiencia de la utilización de la mano de obra para tiempos del ciclo de 90 y 80 segundos. 3.

Como se puede ver, el tiempo que se pierde en un ciclo es de 90 segundos y la utilización de la mano de obra es más eficiente en un ciclo de 80 segundos. La inactividad diaria es de 10 horas de trabajo para el ciclo de 80 segundos. Si el salario diario es de 10 dólares/día, cuando se deja de Tabla 7.5 Cálculo de la eficiencia en el uso de mano de obra para las líneas propuestas de 80 y 90 segundos.

1

Estación 3 4

2

5

Utilización de empleados 6 Tie mpo tota l/c iclo (ef icie nci

Eficiencia para un tiempo del ciclo de 90 segundos Tiempo productivo (tiempo de actividad) utilizado en cada ciclo Tiempo de trabajadores disponible en cada ciclo (tiempo del ciclo) Tiempo ocioso en cada ciclo

70

80

90

90 20

60

70

50

50

90 90 90 90 10 30 20 40 40

380

380 ÷ 540 x 100

=70.4%

—

540 160

160

÷ 540 x 100

= 29.6

Eficiencia para un tiempo del ciclo de 80 segundos Tiempo productivo (tiempo cada ciclo Tiempo disponible de trabajadores en cada ciclo (tiempo del ciclo) Tiempo ocioso en cada ciclo

70

80

60

70 50

50

380

80

80

80

80

80

80

480

10

0

20

10

30

30

100

380 ÷ 480 x 100

= 79.2

100

=20.8

÷ 480 x 100


trabajar se pierden 100 dólares. Estos costos excesivos tarde o temprano se cargan al cliente, al hacer el ajuste de los precios. Balanceo de la línea ¿Cómo se puede reducir el costo por pérdida de tiempo? Probablemente las ocho actividades elementales (A a H en la tabla 7.4) pueden ser reasignadas, de manera que las cargas de trabajo estén mejor distribuidas en términos de tiempo. Si los tiempos productivos que se requieren en todas las estaciones de trabajo fuesen iguales no existirían tiempos muertos, y la línea estaría perfectamente equilibrada. El problema de diseño de encontrar formas para igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones se denomina problema de balanceo de la línea. Nuestro procedimiento para mejorar el diseño implica seis etapas:

1. 2. 3. 4.

Definir las actividades elementales. Identificar los requerimientos de la precedencia. Calcular el número mínimo de estaciones de trabajo necesarias. Aplicar una heurística de asignación para especificar el contenido de trabajo de cada estación. 5. Calcular la eficacia y la eficiencia. 6. Buscar mejoras subsecuentes. Para el ejemplo anterior (fábrica de ventanas reforzadas de aluminio) ya se ha llevado a cabo la primera etapa, definir las actividades elementales y mostrarlas en la tabla 7.4. La segunda etapa expresa que las actividades elementales no pueden hacerse en cualquier orden. No hay duda de que las unidades de ventanas no pueden ser empacadas hasta que están totalmente ensambladas. Estas relaciones de precedencia se enumeran en la tabla 7.4 bajo el encabezado "debe de seguir (predecesores)". Una vez que se ha especificado la producción de línea, se puede calcular el número teórico mínimo de estaciones que se requieren, la tercera etapa en nuestro procedimiento: Como se está tratando con estaciones completas, por lo menos se necesitan cinco. El diseño con el que se cuenta puede requerir más del número mínimo de estaciones; depende de los tipos de relaciones de precedencia

Número teórico mínimo de estaciones

= = =

Contenido total Número de trabajo deseado de x (tiempo)/unidad unidades/día Tiempo productivo total disponible/hora 380 segundos/unidad X 320 unidades/día (28,800 segundos/día ) 4.22 estaciones

(7.2)

297 7 / Planeación de la distribución de planta que existen en el problema. El diseño inicial de la tabla 7.4 utiliza seis estaciones. La cuarta etapa implica la aplicación de una heurística de asignación. El diseñador debe de asignar ocho actividades a cinco o más estaciones. Se pueden combinar diversas actividades en una estación. En problemas mayores con miles de actividades y cientos de estaciones a menudo se emplean las heurísticas. Se aplicará la heurística de tiempo de operación más largo para encontrar el equilibrio para el tiempo del ciclo de 90 segundos. (TOL) son: Los pasos para la regla del tiempo de operación más largo

TOL 1. Asignar las actividades restantes a la estación siguiente de acuerdo con el tiempo de operación que se disponga para cada trabajo; primero se asigna la actividad que tiene el tiempo de operación más largo. Se deben de mantener las relaciones de precedencia. TOL 2. Después de asignar una actividad a una estación, determinar cuánto tiempo aún no asignado queda en la estación. TOL 3. Determinar si se pueden asignar otras actividades a la estación. $i esto es posible, hacer la asignación. Es necesario mantener las relaciones de precedencia. Si esto no es posible, regresar al TOL 1 y añadir una nueva estación. Continuar con el proceso hasta que todas las actividades hayan sido asignadas a todas las estaciones de trabajo. Para aplicar la regla, primero se ordenan las actividades en orden descendente de tiempo de operación. La secuencia de las actividades con los tiempos de operación en segundos (dentro de paréntesis) es: B (80), A (70), G (50), H (50), C (40), E (40), F (30) y D (20). En TOL 1 se trata de asignar B a la estación 1 por el hecho de que B es la que tarda el mayor tiempo. Sin embargo, B es inelegible, pues debe de seguir a A (requerimiento de precedencia). De hecho, Adebe de ser asignada a la estación 1 antes de elegir cualquiera otra actividad. Después de que A ha sido asignada a la estación 1, se cuenta con un remanente de 20 segundos no asignados (TOL 2). Usando TOL 3,B,seCvey que D es la única elegiblede queprecedencia, puede ser asignada esta estación. E satisfacen los actividad requerimientos pero susa tiempos de operación exceden al tiempo no asignado (20 segundos) en la estación 1. Por tanto, la estación 1 comprende las actividades A y D para un total de 90 segundos de tiempo de operación. Después se agrega la estación 2. B tiene el tiempo de operación más largo (80 segundos) entre las actividades posibles no asignadas. B es, por tanto, asignada a la estación 2. Usando TOL 2 encontramos que 10 segundos (90 - 80 = 10) de tiempo no asignado permanecen en esta estación. Como todas las demás actividades requieren más de 10 segundos, ninguna se puede elegir para asignarla a la estación 2. Para la tercera estación se pueden asignar C o E. Arbitrariamente se selecciona a C, con un tiempo de operación de 40 segundos. El tiempo restante no asignado a esta estación 3 es, por tanto, de 50 segundos (90 - 40 = 50). Entonces E y G se pueden agregar a esta estación. Como


Tabla 7.6 Asignación de las actividades a las estaciones utilizando la heurística del tiempo de operación más largo en la realización de un tiempo del ciclo de 90 segundos.

Tiempo Tiempo de no asignado operación en que permanece en la actividad la estación (segundos) (segundos)

Actividades elegibles restantes para esta estación

Estación

Actividades elegibles

Actividad seleccionada para asignación

2

1 1

A D

A D

70 20

20 0

D Ninguna

3 4 5 6 7 8

2 3 3 4 4 5

B,C,E C,E E,F,G E,F F H

B C G E F H

80 40 50 40 30 50

10 50 0 50 20 40

Ninguna E,F,G Ninguna F Ninguna Ninguna

Etapas de la heurística 1

G tiene el tiempo de operación más largo, queda asignada. Entonces la estación 3 tiene asignadas a las actividades C y G con un tiempo total de actuación de 90 segundos (40 + 50 = 90). Este proceso, de principio a fin, se resume en la tabla 7.6. El proceso resultó, al final, con una línea de ensamblado de cinco estaciones, que comprende los elementos de trabajo que aparecen en la figura 7.8. El diseño fun cio na si satisface la capacidad deseada, o sea, se alcanza la meta de producción. La eficiencia se calcula de acuerdo con la medida de utilización de la mano de obra descrita anteriormente. En la quinta etapa se desea verificar ambas medidas de desempeño. En la sección anterior se llevó a cabo un equilibrio para alcanzar el tiempo del ciclo máximo permisible (90 segundos). El diseño se muestra en la figura 7.9, junto con las operaciones realizadas para obtener eficiencia y eficacia. El diseño es más funcional que el que se presentó al gerente de operaciones en el ejemplo anterior, en este capítulo. En esta etapa se puede mejorar un diseño mediante ensayo y error, que es la fase 6 de nuestro procedimiento. Además, se pueden utilizar muchas otras heurísticas, en vez de intentar un tiempo de operación más largo. En la actualidad se dispone de diversas heurísticas computariz adas,

FIGURA 7.8 Diagrama revisado para el ensamble de ventanas reforzadas. Estaciones de trabajo

Actividades


FIGURA 7.9 Diseño de línea de ensamble para un ciclo de 90 segundos.

y cómo diferentes heurísticas pueden conducir a diseños diferentes, se puede pensar en hacer la prueba con más de un intento. En ocasiones, la capacidad de producción y la eficiencia se pueden incrementar mediante la desviación de los procedimientos que se presentaron. Por ejemplo, se denomina task sharing (actividad compartida) a la combinación de tres estaciones llevadas a cabo por tres trabajadores distintos, los que disfrutan de cierta inactividad en cada ciclo. Al eliminar un trabajador se puede reducir el ocio o inactividad, dejando que los dos restantes se turnen el trabajo en la tercera estación. Se pueden lograr otras mejoras si más de una persona puede ser asignada a una estación sencilla. Finalmente, si el nivel de producción deseado excede a la capacidad de la línea, es útil hacer un análisis de trabajo más profundo. Las operaciones en cuello de botella pueden ser reanalizadas mediante un estudio de tiempos, o bien pueden buscarse mejoras en los métodos para reducir el tiempo de actividad.

Aspectos de comportamiento de la distribución física del producto

Las principales cuestiones sobre comportamiento en las distribuciones físicas orientadas al producto giran alrededor de la satisfacción, motivación, aburrimiento y productividad del trabajador. Históricamente, la suposición ha sido que la siempre creciente especialización en el puesto podría conducir a un incremento de la productividad en la mano de obra. La experiencia muestra que esta suposición es cierta hasta determinado punto. Algunas veces el trabajo rutinario conduce a insatisfacción en el puesto, ausentismo y a una mayor rotación de la fuerza de trabajo. A menudo los trabajadores piensan que a medida que los puestos son cada vez más específicos algo "se pierde", el trabajo tiende a carecer de significado. Las respuestas a estos problemas incluyen, los círculos de calidad y la extensión, enriquecimiento y rotación en los puestos; estos temas se estudian con mayor detalle en el capítulo 8.

300 II / P LANE ACI ON (DIS EÑO ) DEL SIS TEMA DE C ONVE RSIO N

ENFOQUE COMPARATIVO DE LA MANUFACTURA REPETITIVA: IMPLICACIONES EN LA DISTRIBUCION FISICA Las formas anteriores de distribución física reflejan el enfoque hacia las operaciones, que ha dominado durante décadas en la forma de pensar de los fabricantes en las sociedades occidentales. Sin embargo, más recientemente, un enfoque distinto aportado por los japoneses ha demostrado su eficacia competitiva en la manufactura repetitiva y, por consiguiente, está recibiendo una atención considerable por las empresas occidentales, las que actualmente se encuentran tratando de ganar de nuevo su posición competitiva.

Manufactura repetitiva: empujar o jalar

Los procesos de manufactura repetitiva son aquellos en donde se producen muchas unidades de un producto o distintos modelos de un producto básico. Esto es más frecuente en los sectores industriales, tales como el de los electrodomésticos, el de los juguetes y el de los automóviles. 7 Unidades de un modelo determinado se pueden visualizar como una progresión en un proceso orientado hacia el flujo en las etapas de integración del producto. Puede iniciarse con la fabricación de los componentes básicos, que después son integrados en sub-ensambles, los cuales, a su vez, son combinados en el ensamble final. Las decisiones de cuándo o cuántas unidades se deben de producir en cada etapa del proceso varían considerablemente, dependiendo de la selección de un sistema de "empuje" o de "jalón" para realizar la planeación y el control.

Empujar versus jalar8 La perspectiva occidental tradicional resalta una orientación de "empujar" el paso de la producción por el sistema de manufactura. Esto destaca la adhesión sin fin a un programa predeterminado de producción, que se deriva de demandas anticipadas para los productos. Previamente se planea cuándo se debe hacer el ensamblado final y, trabajando en sentido inverso hacia las etapas anteriores, se puede identificar la etapa en que los sub-ensambles, las partes que se fabrican y las materias primas adquiridas deben de concurrir para proporcionar la cantidad programada de la producción ya terminada. Así, una vez que se inicia el programa, el trabajo en cada etapa prosigue en grandes lotes o cargas y, cuando se completan, los subcomponentes son enviados al siguiente departamento, o bien hacia un área de almacenamiento, en donde deben de esperar su salida cuando los requieran los usuarios, en la

Para una exposición sobre manufactura repetitiva ver Richard J. Schonberger, "The Transfer of Japanese Management Approaches to U.S. Industry", Academy of Management Review 7, no. 3 (July 1982), 479-87. 8Las diferencias entre los sistemas de empuje contra los de jalón se expusieron con mayor detalle en Robert W. Hall, Zero Inventories (Homewood, Dow Jones-Irwin, 1983). 7


etapa siguiente del proceso. Después de que un centro de trabajo ha llevado a cabo su programa, su obligación con las etapas subsecuentes ha sido cumplida. Sus actividades subsecuentes son relativamente independientes de los demás centros de trabajo a causa de la holgura en que quedan los inventarios que han proporcionado. Entonces las unidades avanzan dentro de lotes que son llevados a través de etapas sucesivas de integración de la unidad, finalmente, se satisface la cantidad requerida de unidades terminadas del producto. El sistema de planeación y control de '' jalar", que es popular en la industria manufacturera japonesa, es muy diferente. Hace hincapié en la simplicidad, flexibilidad y coordinación estrecha entre los centros de trabajo en la manufactura repetitiva. Aun cuando se lleve a cabo el programa final de ensamble, el responsable de la manufactura reconoce que la demanda real variará con respecto a la que se calculó, y, por consiguiente, está preparado para adaptar la producción a medida que ocurren estas variaciones. La orientación japonesa se enfoca hacia el ensamble-para-el pedido y no hacia el ensamble-para-la programación. La cadena de actividades (sub-ensamble, fabricación, compra de materiales) integran un mecanismo que cumple con las necesidades finales del ensamble para una línea limitada de productos. Por consiguiente, el qué y el cuándo de la producción en la secuencia de producción departamental es altamente variable y está gobernada por los requerimientos de los departamentos que lo están necesitando más adelante. Los sub-ensambles y las partes componentes son entonces "jaladas" a lo largo del sistema por las demandas reales del producto terminado en los modelos, tamaño o combinaciones de colores específicos de aquellos productos que se consumen. La idea es que si las unidades no se requieren, no hay que hacerlas antes de tiempo, cuando se necesiten, es necesario estar preparado para producirlas de una manera rápida en la cantidad requerida. Esta forma austera de controlar las existencias se hace por medio del 9

sistema Toyota Kanban (deque tarjetas). En él, mínimos las existencias cuidadosamente, de manera esté a niveles mediantese uncontrolan sistema manual de dos tarjetas. Un tipo de tarjeta (tarjeta kanban de envíos) semejante a una petición, autoriza el retiro de un contenedor de materiales desde un centro de trabajo proveedor a un centro de trabajo usuario. Una segunda tarjeta (tarjeta kanban de producción) autoriza la producción de un contenedor de materiales para remplazar a aquellos que fueron retirados anteriormente. Cada elemento de material en el proceso de producción contiene un número prescrito de contenedores en circulación en cualquier instante. Además, un contenedor tiene una cantidad prescrita (por decir, cuatro unidades) de su material designado. Seleccionando el número de contenedores y las cantidades normales en 9El sistema Kanban se expone en Richard J. Schonberger, Japanese Manufacturing Techniques (New York: The Free Press, 1982). Véase también Robert W. Hall, Zero Inventories. (Homewood, III.: Dow Jones-Irwin, 1983).


ellos, las existencias quedan cuidadosa y visiblemente controladas en el piso o área de trabajo en el taller. Reduciendo el número de tarjetas en circulación entre dos centros de trabajo interactuantes los inventarios en proceso se aproximan a cero y las partes necesarias llegan justo a tiempo. Como resultado, no hay existencias (materias primas, partes componentes, productos finales); la producción sin existencias o inventarios es una característica importante del sistema de planeación y control de "jalar".

Características de operación en los sistemas de empuje contra los de jalón

El diseño y el funcionamiento de un sistema de conversión presentan características muy diferentes, las que dependen del mecanismo que se utilice, ya sea de empuje o de jalón. Los dos enfoques imponen diferentes tipos de equipos, maquinaria y sistemas mantenimiento,personal así como,deactitud hacia inventarios,dea las destrezas de losde trabajadores, apoyo y los habilidades administración. Para cada una de estas áreas, los contrastes entre los enfoques de empuje contra jalón se resumen en la tabla 7.7.

Sistema de empuje Para cumplir con su producción programada, en flujos ininterrumpidos, el sistema de empuje hace hincapié en equilibrar las líneas de ensamble prediseñadas y relativamente fijas que utilizan máquinas especializadas, con altas capacidades de producción. Aprovisiona existencias considerables de productos en proceso, las que entre las etapas facilitan la producción ininterrumpida, una vez que ésta se ha iniciado en los departamentos en donde se inicia. El equipo de manejo de materiales moviliza partes y componentes hacia las áreas de trabajo desde los departamentos de aprovisionamiento o almacenamiento, cuando han sido programados por el personal que controla materiales. Los trabajadores en las estaciones de recepción constantemente llevan a cabo sus actividades especializadas en todas las unidades del lote de producción. La gerencia del centro de trabajo se preocupa de garantizar que la estación siempre esté ocupada, que disponga de materiales y motiva a los trabajadores para que cumplan con los compromisos de producción programados. Largas corridas" de "

producción evitan preparaciones costosas y los costos debido a cambios. Sistema de jalón Haciendo hincapié en la flexibilidad y en la simplicidad, el sistema de jalón utiliza maquinaria más barata, más pequeña y adaptable, más bien que maquinaria más grande. Herramientas y aditamentos complejos permiten un cambio rápido en los equipos, tal como se requieren para todos los diferentes modelos en cada estación. La meta de la producción sin lotes (sin inventarios) en el ensamble se logra ubicando cerca todas las estaciones de trabajo; esto permite que cada unidad del producto sea transferida a la siguiente estación cuando se haya terminado, en vez de acumularse en grandes lotes después de cada etapa. Esto, estación tras estación, manifiesta el progreso de las actividades y elimina inventarios en proceso, áreas para su almacenamiento, equipo de movimiento en almacenes y personal para el control de materiales.

Tabla 7.7 Características de contraste en los enfoques de la manufactura repetitiva. Características de las funciones

Sistema de em u e (EUA)

Sistema de alón (Japón)

Orientación principal

Flujos equilibrados ininterrumpidos para cumplir con un programa predeterminado

Maquinaria

Uso de máquinas individuales especializadas Utilizar maquinaria más pequeña, más con capacidades de sencilla, más barata y producción mayores que las probablemente más lenta, con necesidades previstas. Elevadas herramientas especialmente inversiones de capital en diseñadas y flexibles para facilitar maquinaria y en herramientas los cierres, arranques y los especiales para realizar repetidas cambios a diferentes modelos de veces un solo propósito. productos. Las herramientas y accesorios se deben colocar convenientemente en el lugar en el que se encuentra la maquinaria para simplificar su funcionamiento y los cambios.

Equipo para el manejo de materiales

Confianza excesiva en dispositivos elaborados para mover grandes lotes de materias primas, componentes o sub-ensamblados entre las estaciones de trabajo y las áreas de almacenamiento de existencias.

Utilizar al mínimo el equipo de transporte. Emplear con frecuencia la transferencia manual de componentes de trabajador a trabajador mediante la ubicación de las estaciones de trabajo cerc anas entre sí y produc iendo en lotes pe qu eñ os, o un o a la vez .

Política de inventarios

Vastas existencias de trabajos en proceso se acumulan entre estaciones de trabajo y etapas de producción. Se producen grandes corridas de componentes para dispersar altos costos de instalación entre muchas unidades, para evitar los cambios que son costosos, para protegerse contra las fallas en los equipos y para compensar componentes defectuosos.

Evitar el exceso de inventarios. La opinión predominante es que los inventarios son un mal funcionamiento, por el hecho que esconde o cubre problemas de producción. Producir sólo lo que se necesita y cuando se necesita. En vez de producir por anticipado o con holgura, producir justo a tiempo en lotes pequeños (o uno a la vez) y tan frecuente como sea necesario.

Relaciones con los proveedores

Los contratos de proveedores, a menudo otorgados sobre la base de competencia de precios entre ellos, quienes se encuentran geográficamente dispersos. Las relaciones entre los compradores y los proveedores son transitorias. Los materiales adquiridos son entregados en grandes cantidades y se

Relaciones estrechas entre proveedorcomprador, en forma de equipo o aun permanentes. Buena coordinación compras-entregas, frecuentemente en cantidades pequeñas o variables, con proveedores ubicados cerca de las instalaciones del cliente.

almacenan hasta que se utilizan.

Flexibilidad y simplicidad en la respuesta rápida a la demanda real.

303

Características de las funciones

Sistema de empuje (EUA)

Utilización de la mano de obra

Se presenta una especialización de actividades y una estricta división del trabajo en segmentos fijos de trabajo, con un panorama limitado de actividades. Transferencia limitada de empleados a través de losypuestos con diferente tipo de trabajo variedad. Trabajadores orientados hacia la realización de actividades especializadas en muchas unidades de un producto con el objeto de mantener la línea en operación.

Personal de apoyo

304

Inversión fuerte en personal de ayuda para el diseño previo a la producción de equipos, instalaciones, balanceo de la línea a un ritmo de producción planeada, y el diseño de puestos para aumentar la eficiencia. Se intenta producir el diseño de problemas de producción y cuellos de botella fuera del sistema para cumplir con los niveles esperados de producción. Empleo de bastante personal de apoyo para planear y control de inventarios, flujos de materiales y la calidad de los productos durante la producción. Los supervisores en las líneas de producción que están dedicados a un solo modelo de producto deben vigilar que cada estación de trabajo tenga los materiales y las personas para cumplir con el programa de producción. Los supervisores son los responsables de motivar a grandes cantidades de personal.

Sistema de jalón (Japón)

Orientación flexible del trabajo encauzada hacia una visión y un panorama más amplios sobre las responsabilidades. Interés en descubrir y corregir las debilidades del proceso para asegurar una producción libre de defectos en cada unidad o producto. Realizar cambios en los equipos y ajustes en las propias estaciones de trabajo a medida que lo requiera la producción de los distintos modelos de productos. Contratación y despido limitados mediante la transferencia de trabajadores a diversos puestos, cuando la demanda de su trabajo fluctúa. Las líneas de producción se detienen hasta que se corrige cualquier problema mediante esfuerzos personales e ingenio en el trabajo. Se hace hincapié en mejorar la producción y sus procesos durante y antes de la producción. Solución conjunta de problemas, en la que participan ingeniería, los trabajadores y los gerentes, siempre que sea necesario, para especificar y resolver cada problema a medida que surge. Los supervisores deben dirigir el área de trabajo para solucionar problemas y equilibrar con frecuencia las líneas en respuesta a las demandas variables para modelos mixtos de los productos. Constantemente hay que hacer hincapié en mejorar la calidad y reducir las existencias y el tiempo en que se realizan. Poner interés en una sola línea de producción, en donde se puedan fabricar modelos mixtos mediante cambios rápidos para satisfacer las demandas del mercado.

305 7 / Planeación de la distribución de planta

Los trabajadores activos son el recurso más importante en el sistema. Además de que son quienes hacen el producto, estos trabajadores ajustan sus propios equipos para cambios rápidos para los diferentes modelos. Cuando la poca demanda de un producto indica el cierre de su línea de producción, son reasignados a otras líneas, o trabajan rediseñando sus propias estaciones de trabajo y sus equipos para mejorar el proceso de producción o realizan mantenimientos preventivos. El sistema de jalón también requiere de una mayor dirección a nivel de área de trabajo, de los supervisores, quienes deben de poner en práctica habilidades para solucionar problemas en el equilibrio y en el ajuste del trabajo de la línea de producción diariamente, con el fin de cumplir con las variaciones frecuentes de la demanda en vez de apegarse a programas ininterrumpidos predeterminados.

Distribución física en el área de trabajo: forma en U El hincapié que se hace en la flexibilidad en los sistemas de jalón se puede ejemplificar mediante el uso de la forma en U, opuesto a la distribución física en forma rectilínea. Considérese, por ejemplo, el centro de trabajo de producción de 13 estaciones de la figura 7.10. Supóngase que los materiales que llegan están disponibles para producir un lote pequeño, por ejemplo, de 5 unidades de un solo producto. Si las 13 estaciones están colocadas en una forma compacta, uno o dos trabajadores pueden preparar rápidamente todas las máquinas sin perder mucho tiempo de transporte entre cada una de las estaciones. Una vez que se inicia la producción en el lote de 5 unidades, el trabajador en la posición A puede realizar las operaciones 1 —3 y 11-13 en todas las unidades, mientras que el trabajador en la posición B realiza las operaciones 4 —10. Como se puede ver, la forma en U ofrece más opciones para asignaciones de trabajo más flexibles que las

FIGURA 7.10 Distribución física en forma de U para una estación de trabajo.

1

2

3

4

5

7

13

12

11

10

9


que proporciona la distribución física en forma rectilínea. Un trabajador puede mover ambos lados de las piernas paralelas en estaciones adyacentes. Cuando la demanda de este centro de trabajo disminuye uno solo puede hacer el trabajo en todas las 13 estaciones. Cuando la demanda se incrementa, a este trabajador le puede ayudar otro para lograr más rápidamente mayor producción. Lo importante es decidir cuántos trabajadores hay que emplear, cómo distribuir la carga de trabajo y de qué tamaño debe ser cada uno de los lotes producidos para formar el lote global.

Relación entre enfoque competitivo y estrategia

Sobre la base de una experiencia competitiva en la década anterior, los éxitos de los japoneses con el sistema de jalón son la prueba gráfica de su eficacia como arma competitiva. Su mayor éxito se ha logrado en situaciones en donde se tiene la manufactura repetitiva de una variedad sencilla de modelos, tamaños, estilos o combinaciones de colores de un producto básico. Al enfocar en forma intensiva sus habilidades en la manufactura de una línea limitada de productos, ponen en práctica respuestas rápidas y flexibles a la demanda del mercado, a la alta calidad del producto y a costos de inventario reducidos, todos con menores inversiones en instalaciones en las plantas y en los equipos. Esto constituye un ejemplo de cómo la función de producción puede ser diseñada y enfocada para proporcionar una ventaja en la estrategia competitiva de la empresa.

RESUMEN Las decisiones sobre distribución física se llevan a cabo sólo periódicamente. Como sus consecuencias son a largo plazo, se deben de planear cuidadosamente. El diseño de la distribución física afecta, en última instancia, el costo de producción de los bienes y de la prestación de los servicios por largos años en el futuro. Se hizo la exposición de los tres tradicionales diseños básicos de distribución física: el orientado al proceso, el orientado al producto y el de componente fijo. Las distribuciones físicas orientadas al proceso se conforman de tal manera que los centros de trabajo o departamentos se agrupan entre sí de acuerdo con el tipo de función que realizan. Las distribuciones físicas orientadas al producto implican un ordenamiento de los centros de trabajo y los equipos en línea de manera que las operaciones especializadas en secuencia puedan dar como resultado la elaboración del producto. En una distribución física de posición fija, el producto no cambia de lugar; todos los recursos son conducidos hasta él. Para las distribuciones físicas de procesos y productos (líneas de ensamble) el diseño principia conse diseñan un enunciado sobrecon lasestas metas de Después la instalación. distribuciones físicas para cumplir metas. de tenerLas los primeros diseños se busca mejorarlos. Esto puede ser una actividad compleja y tediosa, por ser tan grande la variedad de diseños. Por esta razón con frecuencia se utilizan modelos cuantitativos y de cómputo para ayudar al diseñador. Los modelos de distribución física de procesos y productos son muy diferentes: los modelos de procesos en general

7 í Planeación de la distribución de planta 307

minimizan las relaciones de carga (volumen)-distancia desplazada, y los modelos de productos se centran en reducir al mínimo el tiempo de la mano de obra ociosa mediante técnicas de balanceo de líneas. Además de los puntos de vista tradicionales, ha surgido una nueva orientación en la distribución física de las instalaciones, la que surgió del éxito japonés con los sistemas de producción de jalón en vez de los de empuje para manufactura repetitiva. Las implicaciones en la distribución física de estas dos orientaciones fueron contrastadas, junto con otras características del sistema de producción. Estas comparaciones ilustran cómo los distintos diseños de distribución física resultan apropiados para los diferentes sistemas de producción, dependiendo del enfoque que se haya escogido en la organización y de la estrategia competitiva.

Sonographic Sound Systems, Inc.

Actividad A B C D E F G H I J

SSS es una pequeña empresa manufacturera local de fonógrafos de alta calidad. Durante dos años SSS ha producido sus fonógrafos portáportátiles más económicos en un turno de ocho horas, a razón 84 unidades/día. La dirección está satisfecha con la capacidad que tiene la planta, pero está preocupada con la eficiencia de la mano de obra de su línea principal de ensamble. Fred Regos, el gerente de operaciones, pidió a su ingeniero industrial que le recomendara un rediseño de la línea de ensamble, porque el presidente estableció como meta incrementar la utilización de la mano de obra sin disminuir el ritmo de producción. Esta meta se debe lograr junto con una más amplia, o sea, reducir 10 por ciento el costo en las instalaciones de producción. La línea de ensamble normalmente tiene si e estaciones, en donde se realizan diez actividades en total. Las descripciones de las actividades, los tiempos y las relaciones de precedencia son las siguientes:

Descripción

Predecesores inmediatos

Carga del marco del chasis Inserción del ensamble de las velocidades en el marco Instalación del motor eléctrico en el marco Ensamblado del vástago de la tornamesa con el engrane de velocidades Ensamble de las bandas de hule de transmisión al engrane de las velocidades Montar, ajustar y apretar el mecanismo de la tornamesa al vástago Interconexión del engrane de las velocidades y del motor Instalación de la tornamesa Instalación del ensamble del brazo Instalación y ajuste de la cubierta

He

Tiempo de la actividad (minutos)

—

A

1 2

A B

4 2

B

1

D

5

CyE

1

FyG G

3 4

I

3


El personal y la línea de

Estación Contenido del trabajo Trabajador

ensamblado existente s son:

1

2

A yB Alicia

DyE Tomás

3 CyG Guillermo

4 F Deborah

5 H Samuel

6

I Clarisa

7 J David

Todos los empleados han estado con la SSS durante dos años o más. Tomás piensa que tiene el tiempo en sus manos y disfruta platicando con Alicia. En su tiempo en SSS Samuel nunca ha trabajado en otra estación. Aun cuando a Guillermo no le gusta realizar la actividad G, siente un gran orgullo por su habilidad para hacer el trabajo C. Clarisa y David están de acuerdo en que sus puestos tienden a ser aburridos. ¿Qué cambios recomendaría usted a Fred Regos? ¿Qué reacciones frente a esos cambios esperaría usted de los trabajadores de la línea?

PREGUNTAS PARA REPASO Y DISCUSION 1. Dar ejemplos de organizaciones en donde se tengan distribuciones físicas predominantemente orientadas al producto, al proceso y de posición fija. 2. Comparar y contrastar las características de operaciones de conversión intermitentes y continuas. 3. Describir e ilustrar las relaciones significativas entre la capacidad y las decisiones sobre la distribución física. 4. ¿Qué relaciones existen entre las decisiones sobre la distribución física y la ubicación? 5. ¿Hasta qué punto los modelos cuantitativos de distribución física toman en cuenta los factores de comportamiento? 6. Comparar los modelos manuales y cuantitativos para el diseño orientado al producto de la distribución física (línea de ensamble). ¿Cuáles son las ventajas de cada uno de los modelos? 7. Identificar y describir los diferentes modelos empleados para ayudar al diseñador de distribuciones físicas. 8. Identificar los factores principales de comportamiento implicados en el diseño orientado al proceso de la distribución física. Dar ejemplos. 9. Explicar las características esenciales del CRAFT, un modelo de cómputo para distribución física. 10. Identificar los factores principales de comportamiento implicados en un diseño orientado al producto (línea de ensamble) de distribución física. Dar ejemplos. 11. Comparar los modelos manual y cuantitativo para el diseño de la distribución física del proceso. ¿Cuáles son las ventajas de cada tipo de modelo?

309 7 / Planeación de la distribución de planta 12. Cotejar las diferencias en las estrategias de diseño para el desarrollo de la distribución física inicial (para nuevas instalaciones) y para el desarrollo de un diseño revisado de distribución física (para instalaciones ya existentes). 13. Algunos sostendrán que los empleados en general no deben tener voz ni voto en el diseño de la distribución física. Otros argumentarán que en la distribución física definitivamente deben participar todos los empleados. Discutir el punto. 14. Explicar cómo y por qué el sistema de planeación y control de empuje contra jalón afecta el diseño de la distribución física en las instalaciones. 15. Comparar y contrastar los principales aspectos de los comportamientos de los empleados en los sistemas de empuje y de jalón en el caso de manufactura repetitiva.

PROBLEMAS Problemas resueltos 1.

Los diseños de líneas de ensamble mostrados en la figura 7.11 proporcionan el ritmo deseado de producción para un turno de ocho horas. Calcular el siguiente contenido total de trabajo, producción máxima para ocho horas, número teórico mínimo de estaciones de trabajo, la eficiencia y la inactividad en la línea.

Estaciones de trabajo:

Actividades : Tiempo de actividades (minutos) Trabajo total contenido/unidad

=4

Producción diaria máxima

1.5

1.5

= 4 + 1.5 + 1.5 + 3.5 + 1.

3.5

1.5

2.5

5 + 2.5 + 2 + 1.5

2

1.5

4

+4

= 22 minutos/unidad

Número teórico mínimo de estaciones

Eficiencia/ciclo

Inactividad/ciclo

.


2. Siete departamentos (ver la figura 7.12) recibirán partes provenientes del andén de recepción de la planta, el que se puede ubicar ya sea en la posición A o en la B. El número A o B? de cargas por mes se muestra en los paréntesis. ¿Cuál es la mejor ubicación,

Refuerzo de conocimientos fundamentales 3. Una empresa manufacturera de aspiradoras tiene un costo variable de 50 dólares por unidad producida y un ingreso de 70 dólares por unidad. Se están considerando dos diseños alternativos de distribución física para el almacenamiento y embarque de los productos terminados. La primera alternativa implicaría cargar los productos directamente en camiones para su embarque en una gran instalación de carga y descarga hacia la parte final de la línea de ensamble. Los costos fijos anuales de operación de la gran flotilla de camiones serían de 350,000 dólares; los costos de manejo de materiales serían de 150,000 dólares.

A

1 (90)

B

2 (60)

3 (30)

4 (50)

5 (40)

6 (90)

7 (70)

FIGURA 7.12 Los departamentos 1, 3 y 6 no se consideran en el análisis puesto que cada uno de ellos es equidistante de A o de B.

Para A

Departamento de recepción 2 4 5 7

Distancia en unidades desde A 1 2 2 3

Para B

Número de

Carga. por tiempo y Departamento Dista distancia de recepción nciae

cargas 60 60 50 100 40 80 70 2107 Total = 450

2 4 5

La ubicación B ofrece un menor costo

n 2, 1 3 2

Número de cargas 60 50 40 70

Carga por tiempo y

distancia 120 50 120 140 Total = 430

7 / Planeación de la distribución de planta311

La segunda alternativa, una gran bodega cerca del área de ensamblado, puede dar como resultado una flotilla de camiones cuyo costo sería de 170,000 dólares anuales; los costos promedio anuales por manejo de mercancía serían de 150,000 dólares; se gastarían 45,000 dólares por año en la administración y manejo de los inventarios; 20,000 anuales por daños a los productos y 10,000 para el proceso de carga, operación y mantenimiento del equipo de transporte local del área de ensamble hasta la bodega. Los costos fijos de operación existentes (además de las dos alternativas de distribución física) son de 400,000 dólares por año. ¿Qué impacto, si es que existe alguno, tienen los diseños de distribución física en el punto de equilibrio del volumen de operación?

4. La biblioteca de la universidad está considerando una nueva ubicación para el departamento 6, el departamento de proceso de compras. El personal de la biblioteca quiere cambiar los departamentos 6 y 2; el departamento 2 es el de personal de información sobre ciencias sociales. De acuerdo con los cálculos que se mencionan a continuación, ¿cuál sería el impacto de este cambio?

Efectividad (traslados mensuales de libros) Distribución

isica normal

1

2

3

6

5

4

5. Los centros de trabajo A a L, ubicados provisionalmente como se muestra, tienen los embarques de cargas en el flujograma de cargas.

Flujos interdepartamentales (unidades/año)

Distribución fisica (provisional) A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L


a) b) 6.

Suponiendo que el costo para cada carga es de 1 dólar de transporte/ unidad de distancia, buscar una buena distribución física. Suponer que el costo/unidad de distancia es de 4 dólares por cada carga desde el centro de trabajo E y de 1 dólar para cada carga desde A y C. Encontrar una buena distribución física. Una pequeña imprenta desea ubicar sus siete departamentos en un edificio de un solo piso que mide 40 unidades de ancho por 50 unidades de largo. Las dimensiones de los departamentos son las siguientes:

Longitud

Ancho

Departamento (unidades) Distribución física 10 Corte 20 Embarque 10 Almacén de abastecimiento 20 25 Impresión Encuadernación 20 Arte 20

(unidades) 10 10 10 15 20 20 20

El número anual promedio de cargas que fluyen entre los departamentos se espera que sea:

Al departamento Del departamento Distribución de física — Distribución física — Corte — Embarque Almacén de abastecimiento Impresión Encuadernación Arte

Corte — — —

— —

600 —

_

100 100

—

Almacén de Embarque abastecimiento — — —

—

100

— — — —

—

1,000 —

100 500

Impresión

Encuadernación

Arte

— — —

.— 400

—

—

—

400

100 1,200

—

—

200 100

— —

_

100 — —

¿Cuál sería su recomendación?

7.

Al considerar una nue va distrib ución física de la ofic ina, un dis eñad or ob tuvo calificaciones sobre la importancia para la ubicación de los grupos de servicio cercanos entre sí. En una escala de 1 (importancia mínima) hasta 10 (importancia máxima) las calificaciones sobre cercanía de los grupos de servicio fueron las de la tabla 7.8. Suponer que el espacio total es de tres unidades de ancho y d e tres unidades de longitud; todas las áreas reservadas a los grupos de servicio tienen las mismas dimensiones, una unidad por una unidad. ¿Cuál diseño de distribución física recomendaría usted?


Tabla 7.8 Importancia de la cercanía entre grupos de servicio Grupo de servicio Mantenimiento Biblioteca Diseño 4 Contabilidad Cálculo

Cómputo Registros Ingenieros de ventas

Diseño — —9 —

—

4

— —

Cálculo

Contabilidad

Cómputo

Registros

— — —

— —

— —

— —

8

—

— —

7

4 6 —

10

10 —2

— —

-

—

Ingenieros de ventas

Administración

—

— —

7

10 25 6

2

—

—

5

-

-

-

-

34 3

—

8

8. De acuerdo con las siguientes actividades y requerimientos para una línea de ensamblado, ¿cuál es la máxima producción diaria y la eficiencia más alta?

Actividad

Tiempo de realización (minutos)

A B C D


5 2 3 7

E F

8 4

G H

6 3

F F E, G A, B D, H

D D

9. Tomando en cuenta la siguiente línea de producción, en la que los elementos de trabajo A a H deben de ser llevados a cabo en orden alfabético:

Centro de trabajo Elementos de trabajo Tiempo de los elementos (minutos)

1 A, B 2, 1.5

2 C

3 D, E

4 F

5 G

6 H

4

2, 2

3

2.5

3

a) Identificar la operación cuello de botella. b) ¿Cuál es el tiempo mínimo del ciclo? c) Suponiendo un día de trabajo de ocho horas, ¿cuál es la máxima producción diaria?

d) Si la línea e mplea un trabajador por estación, ¿cuántas son las horas de inactividad diariamente? ¿Cuántas son las horas de tiempo productivo?

e) Calcular la eficiencia de la línea. 10. Para una planta procesadora de alimentos, existen los siguientes datos

314 II /

PLANEACION (DISEÑO) DEL SISTEMA DE CONVERSION

sobre relaciones de precedencia de las actividades. Suponer que las actividades no se pueden subdividir. a) ¿Cuál es el tiempo del ciclo teórico mínimo? b) Equilibrar la línea empleando la regla del tiempo de operación más largo. Usar el tiempo del ciclo teórico mínimo. c) Calcular la eficiencia de la línea equilibrada.

Actividad


A B C D

3 6 7 5

Predecesor inmediato

Actividad

—


Predecesor inmediato

2 4 5 5

A C, B C D, E, F, G

E F G H

A A A

Ejercicios que representan un reto 11. Un grupo de médicos está planeando instalar una nueva clínica médica en un solo piso, en un área suburbana. Aun cuando se están haciendo los planes de diseño, se ha decidido tener departamentos de servicio más o menos con estas dimensiones (requerimientos de espacio).

Departamento de servicio

Tamaño (pies cuadrados)

Departamento de servicio

Tamaño (pies cuadrados)

Laboratorio Cirugía plástica Sala de espera Obstetricia y ginecología

600 600 600 800

Neurología Pediatría Farmacia Rayos X

600 1,800 400 600

El número de pacientes que circularán por mes entre dos departamentos se espera que sean:

Departamento Lab. — Lab. 20 Cirugía — plástica Sala de espera — — Obs. /gin. — Neurología — Pediatría — Farmacia

Cirugía plástica 50 — — — — — —

Sala de espera

Obs./gin.

100 70 — 400 — — —

Neurología

80 — — —

100

Pediatría

Farmacia

Rayo s

—

200

200 —

10

900 — 50 — 10 — —

150

40 20 —

20

—

200

—

50 80

5 50

30

Los médicos aún no han pensado sobre la configuración total del edificio, siempre y cuando todos los departamentos se puedan ubicar en una sola planta. Existe una relación directa entre el número de pacientes y la dis-


tancia que éstos deben de recorrer a pie. ¿Cuáles son las ubicaciones aproximadas entre los departamentos que se recomiendan para reducir al mínimo los flujos de pacientes (distancias que recorrerán)?

12. Hay que establecer una línea de ensamblado que incluya las siguientes actividades:

Actividad

Tiempo (segundos)

A B C D E

120 50 40 80 100

Predecesores inmediatos —

A B C, F A

Actividad

F

Tiempo (segundos)

20 G H I J


E 90 60 30 60

H A A D, G, I

a) Constru ir un diagrama de precedencia para las actividades. b) Para equilibrar la línea para un tiempo del ciclo mínimo de 120 segundos, ¿cuál es el número teórico mínimo de estaciones de trabajo?

c) Usar la regla del tiempo máximo de operación para equilibrar la línea hasta un ciclo de 120 segundos.

d) ¿Cuál es la eficiencia de la línea? 13. Para los datos del problema 12, hacer los incisos c y d empleando la regla del tiempo mínimo de operación. Usando la regla del número más largo de actividades subsecuentes (la actividad con el número más largo de actividades subsecuentes).

14. Una fábrica de juguetes, la Electro Play, Inc., se interesa en equilibrar una línea de producción que hará un juego de futbol americano electrónico para competir con el modelo de mayor demanda, que es del tamaño de una calculadora de bolsillo y que hace la Mattel. Las actividades, los tiempos de realización y las relaciones de precedencia se mencionan en la tabla siguiente:

Tiempo de Actividad A B C D E F

realización (segundos) 40 20 15 60 20 10

Tiempo de Predecesores inmediatos

realización Actividad (segundos)

— G

A B

—

D C

J

H I K

10 5

C 10 10 10

Predecesores inmediatos E E F, G, H, I J

a) Construir un diagrama de precedencia de las actividades. b) Para equilibrar la línea con un tiempo del ciclo mínimo de 60 segundos, ¿cuál es el número teórico mínimo de estaciones de trabajo? Se trabaja un día de 7 horas.


c) Equilibrar la línea con la regla del tiempo de operación más largo (TOL), equilibrándola a un ciclo de 60 segundos. d) ¿Cuál es la eficiencia de la línea? e) Muchos de los problemas de comportamiento en el equilibrio de las líneas también se aplican al problema más general de diseño de puestos. ¿Qué sugerencias se pueden hacer si se deseara incorporar un crecimiento o enriquecimiento en la línea equilibrada que se citó anteriormente? 15. La Able Manufacturing tiene oportunidad de c otizar un contrato para producir un ensamble electrónico. Able podría emplear el exceso de capa cidad de ensamblado como principal instalación de producción. E contrato implicaría la entrega (dentro de los dos arios siguientes) de 30,00( unidades. Los ingenieros de organización y métodos de Able recomiendar una línea de ensamblado que abarque nueve actividades.

Actividad


A B C D E

2 6 2 5 3

Predecesores inmediatos G G B, D A, F D

Actividad



F G H I

4 3 2 4

G I C, E —

El ensamblado se llevaría a cabo en un turno con un tiempo promedio de producción de 71/2 horas diarias por empleado (recesos para interrupciones, fatiga, cierre de instalaciones, etc). Se tendrían 22 días productivos por mes. Los costos directos de mano de obra son de 9 dólares/hora; los gastos variables se calculan en un 10 por ciento del costo de mano de obra directa; el costo directo de materiales es de 12 dólares por unidad; las herramientas iniciales para el proyecto se consideran con un costo de 100,000 dólares, y los costos semivariables de manufactura para la línea de ensamblado se calculan en 7,000 dólares por mes. Able desea tener ún margen de utilidad de 15 por ciento sobre el precio de venta para cumplir con sus compromisos. ¿Debería Able someter una cotización y, si lo hace, a qué precio de venta?

Empleo de paquetes de software de cómputo QSOM 16. Reconsiderando al problema 6, ¿qué ocurre si un sistema de manejo de materiales que se propone permite un ahorro del 50 por ciento de los costos actuales de manejo en cada carga que sale del departamento de encuadernación ? Preparar sus recomendaciones apoyándolas con datos. 17. Reconsiderando el problema 14, ¿qué sucede si la línea es equilibrada a tiempos de ciclo distintos a otros tiempos distintos al ciclo de 60 segundos? Preparar un informe sobre los efectos de los distintos tiempos de ciclo, defendiendo sus ideas con datos.


GLOSARIO Actividad elemental La más pequeña actividad que puede ser asignada a una estación de trabajo. Actividad predecesora "Una actividad que se debe llevar a cabo antes de hacer otra (subsecuente). Análisis de puestos Estudio minucioso de una actividad en un esfuerzo para eliminar las que no son necesarias y encontrar formas para hacer dicha actividad más rápida y más fácil. Balanceo (equilibrio) de la línea Asignación de

Kanban Un sistema de tarjetas empleado para controlar los movimientos y la producción de materiales en el área de trabajo, dentro de un sistema de manufactura sin existencias. Manufactura repetitiva Procesos en donde se producen por separado muchas unidades (completas) de un solo producto o muchas unidades por separado de los diferentes modelos de cada uno de los productos básicos.

actividades a las estaciones de la línea, de manera que los tiempos de trabajo sean iguales en todas las estaciones tanto como sea posible. Diseño de distribución física Ubicación o configuración de los departamentos, de las estaciones de trabajo y del equipo, que constituyen el proceso de conversión; ordenamiento espacial de los recursos físicos que se emplea para fabricar el producto. Distribución física orientada al proceso Ordenamiento de las instalaciones de tal manera que los centros de trabajo o departamentos se agrupan entre sí de acuerdo con el tipo de función que realizan. Distribución física orientada al producto Ordenamiento de las instalaciones, de manera que los centros de trabajo y los equipos se acomoden en línea; proporciona operaciones especializadas en secuencia, que darán como resultado la elaboración del producto.

Operación cuello de botella De todas las estaciones de trabajo en una línea de ensamble, aquélla que requiere el tiempo más largo de operación. Producción sin inventarios Sistemas de manufactura en el que sólo se cuenta con el esfuerzo para trabajar sin existencias de productos en proceso. Este término también hace referencia a sistemas de producción donde no existen lotes, y el término más popular de sistemas "just in time". Regla del tiempo de operación más largo (TOL) Una heurística para equilibrar las líneas, primero se asigna la actividad que tiene el tiempo de operación más largo.

Distribución física por componente fije Ordenamiento en las instalaciones en el cual el producto no cambia de

Sistema de "empujar" Un sistema de producción en donde las partes se hacen para cumplir con un programa predeterminado y luego se las envía hacia la siguiente etapa o a formar parte del almacén en espera de un procesamiento posterior. Sistema de "jalar" Un sistema de manufactura que implica que las partes se hagan sólo cuando son

lugar; todos loselrecursos son conducidos donde se encuentra producto, para realizaral sitio las etapas apropiadas de elaboración. Heurística Procedimiento de simplificación en el cual se aplica un conjunto de reglas sistemáticamente; su resultado es el descubrimiento de una solución satisfactoria del problema.

requeridas por los consumidores, por lo que las partes y los materiales son obtenidos o jalados a lo largo del sistema debido a las demandas de ellas por los consumidores. Tiempo del ciclo Tiempo transcurrido entre unidades terminadas que salen de la línea de ensamble.

LECTURAS SELECCIONADAS Bulla, Elwood S., Gordon C. Armour, and Thomas Vollmann, "Alloca ting Facilities with CRAFT," Harvard Business Review (March -April 1964), 136 -58. Francis, Richard L., and John A. White,Facility Lay

out and Location, Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1974. Hall, Robert W., Zero Inventories. Homewood, Dow Jones-Irwin, 1983. Hicks, Philip E., and Troy E. Cowan, "Craft-M for

318 II / PLANEACION (DISEÑO) DEL SISTEMA DE CONVERSION Layout Rearrangement," Industrial Engineering 8, no. 5 (May 1976), 30-35. McLeavey, D. W., and S. L. Narasimhan, Production Planning and Inventory Control. Boston: Allyn Bacon, 1985, chap. 12. Ritzman, Larry, John Bradford, and Robert Jacobs, "A Multiple Objective Approach to Space Planning for Academic Facilities," Management Science 25, no. 9 (September 1979), 895-906. Schonberger, Richard J. Japanese Manufacturing Techniques. New York: Free Press, 1982. _________ "The Transfer of Japanese Manufacturing

Management Approaches to U.S. Industry." The Academy of Management Review 7, no. 3 (July 1982), 479-87. Schuler, R. S., L. P. Ritzman, and V. Davis, "Merging Prescriptive and Behavioral Approaches for Office Layout," Journal of Operations Management 1,no. 3 (February 1981), 131-42. Crybus, Thomas W., and Lewis D. Hopkins "Human vs. Computer Algorithms for the Plant Layout Problem," Management Science 26, no. 6 (June 1980), 570-74.

Capitulo 7 - Administracion de La Produccion y Las Operaciones - Everett E. Adam Jr.

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