Modelos Cuantitativos de Planificacion de Planta
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PAPER ARTÍCULO MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACIÓN DE PLANTA AUTORA: DELIA ANDREA MEJIA ARENAS MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACION DE PLANTA ANDREA MEJIA ARENAS Información de los autores: Andrea Mejia Arenas, estudiante de ingeniería industrial X semestre de la Corporación Universitaria del Meta, número telefónico 3132106565 y dirección de correo electrónico [email protected]. 1. RESUMEN El documento que a continuación se presenta consiste en la presentación de diferentes modelos cuantitativos que existen para resolver problemas de ubicación y disposición de plantas. Ya que el objetivo de la distribución de planta es; “la misión del diseñador es encontrar la mejor ordenación de las áreas de trabajo y del equipo en áreas a conseguir la máxima economía en el trabajo al mismo tiempo que la mayor seguridad y satisfacción de los trabajadores”. Las decisiones de distribución en planta pueden afectar significativamente la eficiencia con que los operarios desempeñan sus tareas, la velocidad a la que se puedan elaborar los productos, la dificultad de automatizar el sistema, y la capacidad de respuestas del sistema productivo ante los cambios en el diseño de los productos, en la gama de productos elaborada o en el volumen de la demanda. 2. MODELOS CUANTITATIVOS Los modelos cuantitativos sirven para facilitar el desarrollo de planes de plantas alternos. 2.1 Modelos De Ubicación De Plantas La ubicación se puede aplicar a muchos problemas; entre otros, ubicar un aeropuerto, una escuela, una máquina herramienta, un almacén, una planta de tratamiento de aguas negras, una planta de producción, una oficina postal, un hospital, una biblioteca, un matadero municipal, una universidad, un mercado publico etcétera. Debido a la amplitud de la aplicación del análisis de ubicación, existe un gran interés interdisciplinario en el tema. Las decisiones de ubicación de una planta pueden tener varios objetivos; por ejemplo, minimizar la suma de las distancias ponderadas entre la nueva planta y las otras plantas existentes (lo que se denomina problema de la ubicación minisuma) y minimizar la distancia máxima entre la planta nueva y cualquier planta existente (llamado problema de la ubicación minimáx) Las medidas de las distancias relacionadas con un problema de ubicación de plantas constituyen un elemento importante al formular un modelo analítico. Las medidas de distancia se clasifican como: 1. Rectilínea cuando las distancias se miden a lo largo de trayectorias ortogonales (o perpendiculares) entre sí. Esta medición también se conoce como distancia Manhattan debido a que muchas calles de una ciudad están perpendiculares o paralelas entre 2. Euclideana (o en línea recta) en donde las distancias se miden sobre la trayectoria en línea recta entre dos puntos. 3. La distancia de la trayectoria de flujo, en donde las distancias se miden sobre la trayectoria real recorrida entre dos puntos.
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PAPER ARTCULO MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACIN DE PLANTA
AUTORA: DELIA ANDREA MEJIA ARENAS
MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACION DE PLANTA
ANDREA MEJIA ARENAS
Informacin de los autores: Andrea Mejia Arenas, estudiante de ingeniera industrial X semestre de la Corporacin Universitaria del Meta, nmero telefnico 3132106565 y
direccin de correo electrnico [email protected].
1. RESUMEN
El documento que a continuacin se presenta
consiste en la presentacin de diferentes
modelos cuantitativos que existen para
resolver problemas de ubicacin y
disposicin de plantas.
Ya que el objetivo de la distribucin de
planta es; la misin del diseador es
encontrar la mejor ordenacin de las reas de
trabajo y del equipo en reas a conseguir la
mxima economa en el trabajo al mismo
tiempo que la mayor seguridad y
satisfaccin de los trabajadores.
Las decisiones de distribucin en planta
pueden afectar significativamente la
eficiencia con que los operarios desempean
sus tareas, la velocidad a la que se puedan
elaborar los productos, la dificultad de
automatizar el sistema, y la capacidad de
respuestas del sistema productivo ante los
cambios en el diseo de los productos, en la
gama de productos elaborada o en el
volumen de la demanda.
2. MODELOS CUANTITATIVOS
Los modelos cuantitativos sirven para
facilitar el desarrollo de planes de plantas
alternos.
2.1 Modelos De Ubicacin De Plantas
La ubicacin se puede aplicar a muchos
problemas; entre otros, ubicar un aeropuerto,
una escuela, una mquina herramienta, un
almacn, una planta de tratamiento de aguas
negras, una planta de produccin, una
oficina postal, un hospital, una biblioteca, un
matadero municipal, una universidad, un
mercado publico etctera. Debido a la
amplitud de la aplicacin del anlisis de
ubicacin, existe un gran inters
interdisciplinario en el tema.
Las decisiones de ubicacin de una planta
pueden tener varios objetivos; por ejemplo,
minimizar la suma de las distancias
ponderadas entre la nueva planta y las otras
plantas existentes (lo que se denomina
problema de la ubicacin minisuma) y
minimizar la distancia mxima entre la
planta nueva y cualquier planta existente
(llamado problema de la ubicacin minimx)
Las medidas de las distancias relacionadas
con un problema de ubicacin de plantas
constituyen un elemento importante al
formular un modelo analtico. Las medidas
de distancia se clasifican como:
1. Rectilnea cuando las distancias se
miden a lo largo de trayectorias ortogonales
(o perpendiculares) entre s. Esta medicin
tambin se conoce como distancia
Manhattan debido a que muchas calles de
una ciudad estn perpendiculares o paralelas
entre
2. Euclideana (o en lnea recta) en donde
las distancias se miden sobre la trayectoria
en lnea recta entre dos puntos.
3. La distancia de la trayectoria de flujo, en
donde las distancias se miden sobre la
trayectoria real recorrida entre dos puntos.
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AUTORA: DELIA ANDREA MEJIA ARENAS
MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACION DE PLANTA
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Informacin de los autores: Andrea Mejia Arenas, estudiante de ingeniera industrial X semestre de la Corporacin Universitaria del Meta, nmero telefnico 3132106565 y
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2.2 Modelos Especiales De Disposicin De
Plantas
Las soluciones se limitarn a ubicaciones
discretas. Adems, se considerarn las
instalaciones que ocupan mayor espacio y
sus ubicaciones respectivas en un intento de
encontrar la mejor disposicin. Entre los
ejemplos de instalaciones que ocupan
espacio estn el entorno de trabajo de una
mquina herramienta y el rea requerida
para guardar los materiales en un almacn.
PROBLEMA DE LA ASIGNACION
CUADRATICA
Los problemas de ubicacin-asignacin
implican determinar el nmero y la
ubicacin de plantas nuevas. En algunas
situaciones, se conoce de antemano el
nmero de plantas nuevas y el problema de
la decisin entraa slo ubicar las plantas
nuevas. Tal problema se considera de
asignacin porque el problema se reduce a
asignar plantas nuevas a los sitios.
2.3 Modelos De Disposicin Para
Maquinas
Existen otros aspectos de diseo que afectan
los problemas de disposicin de una
mquina, los cuales no se abordaron en los
modelos anteriores. En particular,
mencionaremos los dos siguientes:
a. Los puntos de interaccin para las partes
que llegan y salen para las mquinas
individuales suelen estar en lugares fijos en
relacin con todo el entorno de trabajo de la
mquina.
b. Deben proporcionarse espacios mnimos
entre las mquinas para permitir el
mantenimiento y el servicio a las mquinas,
as como para los dispositivos de manejo de
materiales y las reas de almacenamiento en
proceso.
Con base en estos dos factores, se aprecia
que la posicin relativa de dos mquinas
adyacentes producira dos valores diferentes
para, por ejemplo, la distancia total por la
que se mueven las partes entre las dos
mquinas.
Existen diversas formulaciones para el
problema de la disposicin de una mquina;
por ejemplo, disposiciones circular, lineal de
una sola fila, lineal de dos filas y de
mquinas agrupadas.
2.4 Modelos Para Almacenamiento
Convencional
Se analizaran modelos de mtodos diversos
de almacenar y recuperar productos. Se
determinaran las configuraciones "ptimas"
de los sistemas de almacenamiento en los
cuales se guardan y se recuperan las cargas
unitarias con mtodos convencionales. En
particular, consideraremos el
almacenamiento y la recuperacin de cargas
unitarias por medio de montacargas de
operacin manual.
Apilamiento en bloques
El apilamiento en bloques implica guardar
cargas unitarias en pilas dentro de las filas de
almacenamiento. Se suele emplear cuando
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se van a almacenar grandes cantidades de
pocos productos y el producto se puede
apilar a una altura razonable sin que se
aplaste la carga. A menudo, las cargas
unitarias se apilan en tres niveles en filas de
10 o ms cargas de profundidad. La prctica
del apilamiento en bloques.es comn para
alimentos, bebidas, aparatos electrnicos y
productos de papel, entre otros.
2.5 Sistemas Automatizados De
Almacenamiento Y Recuperacin
Los sistemas automatizados de
almacenamiento y recuperacin (AS/RS)
han tenido un impacto notable en la
fabricacin y el almacenamiento. Con el uso
de control por computadoras, los sistemas de
manejo y almacenamiento se han integrado
en los procesos-de fabricacin y
distribucin. Si bien al principio el nfasis
estaba en almacenar y recuperar artculos
terminados, en pocas ms recientes se ha
concentrado en el trabajo en proceso (WIP),
las materias primas y los suministros.
Consideraciones ms importantes:
1. Los tamaos de las cargas y de las
aberturas.
2. El nmero y la ubicacin de las estaciones
de P/D.
3. La construccin del edificio; sostenida
con anaqueles o convencional.
4. Las restricciones de disponibilidad,
condiciones, costo y de uso de sudo.
5. La cantidad, altura y longitud de los
pasillos de almacenamiento.
6. Porcentaje de las operaciones
(almacenamientos y recuperaciones) que se
van a efectuar con base en acciones dobles.
7. Aplicabilidad de vehculos de
transferencia.
8. Almacenamiento aleatorio o dedicado o
alguna combinacin de ambos.
9. Punto de estacionamiento para la
mquina S/R cuando est inactiva, en un
pasillo, o en una estacin de P/D.
10. Nivel de automatizacin.
11. Entre otros
Desde el principio del proceso de diseo de
un AS/RS debe determinarse el-alcance
especfico de las labores por realizar. Deben
prepararse para el proyecto un programa de
las revisiones por parte de la administracin,
una lista de los entregables y el
dimensionamiento del nivel de esfuerzo por
realizar.
Estimacin del tamao y el costo
Con el propsito de desarrollar una base para
estimar los costos de inversin en un AS/RS,
Zollinger compil informacin detallada de
costos para ms de 60 instalaciones de
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AS/RS. Encontr que se poda obtener un
estimado razonablemente preciso del costo
de adquisicin de un AS/RS al sumar los
costos de los anaqueles para
almacenamiento, las mquinas de S/R y el
edificio utilizado para alojar el AS/RS.
2.6 Sistemas De Recoleccin De Pedidos
(Order Picking)
Con los sistemas de
almacenamiento/recuperacin (de cargas
unitarias), cada operacin de
almacenamiento o recuperacin se relaciona
con una carga unitaria; en otras palabras, las
partes se guardan como una carga unitaria y
se recuperan como una carga unitaria. No
obstante, en algunos sistemas de
almacenamiento las partes pueden guardarse
como una carga unitaria, pero recuperarse en
cantidades menores que una carga unitaria.
Existen dos mtodos principales para la
recoleccin de pedidos. El primero se basa
en que el recolector viaja a cada contenedor
que ha de visitar, para recoger las partes de
uno o ms pedidos. Como a menudo los
contenedores se almacenan a lo largo de
pasillos, el trmino que se usa para tales
.sistemas es OP en el pasillo. Por ejemplo,
cuando se prepara una lista para comprar en
una tienda de autoservicio, en esencia,
efectuamos un OP en el pasillo al recorrer los
pasillos y llenar nuestro carro de compras
con una o dos piezas de cada artculo que
adquirimos. Por ellos, a este tipo de OP en el
pasillo se le suele llamar sistema tipo
"caminar y recolectar.
Recoleccin de pedidos en el pasillo
Existen diversos tipos de configuraciones y
de equipo para manejo de materiales para
realizar recoleccin de pedidos en el pasillo.
El ejemplo del autoservicio (es decir, los
sistemas tipo caminar y recolectar) se
aplican a muchos almacenes donde los
recolectores llenan sus carros con uno o ms
pedidos conforme recorren los pasillos. No
obstante, en algunos sistemas en el pasillo
cada recolector se dedica slo a un pasillo y,
para reducir el cansancio y mejorar los
tiempos de viaje, el recolector se desplaza
hacia cada contenedor en un dispositivo
automatizado o semi automatizado.
Recoleccin de pedidos en el extremo del
pasillo
La OP en el extremo del pasillo se basa en
llevar los contenedores al extremo del
pasillo donde el recolector efecta la
recoleccin y luego regresar el contenedor al
anaquel de almacenamiento. Aunque existen
varios sistemas de OP en el extremo del
pasillo, nuestro anlisis se limitar al AS/RS
de minicarga, el cual se usa sobre todo para
piezas de tamao pequeo a mediano. Se
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insiste en que los resultados presentados
aqu se pueden aplicar a otros sistemas
siempre y cuando el dispositivo que lleva los
contenedores al recolector siga la mtrica de
Chebyshev o curva normal de gauss y el
rea de almacenamiento sea rectangular.
2.7 Modelos De Manejo De Materiales De
Trayectoria Fija
El inters en los modelos de manejo de
materiales de trayectoria fija surge del hecho
de que los sistemas de manejo de materiales
de trayectoria fija son ampliamente
utilizados. Incluyen equipo para manejo de
materiales como las bandas transportadoras
elctricas y de rodillos, las bandas
transportadoras de lnea de remolque y de
carretillas, los vehculos conducidos en
forma automtica y los montacargas
despachados por medio de computadoras.
Bandas transportadoras de lnea de
remolque o de carretillas
Clculos de la potencia
En la seccin anterior se consider un
modelo de una banda transportadora de
carretillas re circulantes. El modelo nos
permiti evaluar el efecto de los cambios en
las secuencias de carga y descarga sobre la
capacidad de carga de un vehculo individual
(carretillas). Asimismo, el modelo nos
indic la cantidad de inventario en la banda
transportadora durante condiciones de
estado estable.
Bandas transportadoras elctricas de
unidades y de paquetes
Modelos con diseo de trayectoria de flujo
En los modelos con diseo de una
trayectoria de flujo existen numerosos tipos
de sistemas de manejo de materiales en
donde el desempeo del sistema se puede
mejorar con el diseo optimizado de la red
de la trayectoria de flujo. Entre estos
modelos estn las bandas transportadoras de
lnea de remolque dentro del piso, las bandas
transportadoras de carretilla colgantes y los
sistemas de vehculos de conduccin
automtica.
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Bandas transportadoras de rodillos
Con valores diferentes de FF, BV y LF, se
puede usar la misma frmula para
determinar el requerimiento de potencia para
bandas transportadoras de rodillos.
2.8 Modelos De Simulacin
En realidad, la
tecnologa de
simulacin ha
evolucionado hasta el
grado de que los
planificadores de
plantas ms calificados
manejan la simulacin
una o ms veces durante el ciclo de
planificacin de plantas. En la actualidad se
pueden efectuar simulaciones relativamente
sofisticadas con microcomputadoras o
simulaciones rudimentarias con
minicomputadoras porttiles; con
frecuencia, el software de hoja de clculo
incluye generadores de nmeros aleatorios
para llevar a cabo simulaciones. Los avances
en el software con animacin permiten
mostrar los resultados de la simulacin con
representaciones animadas de los sistemas.
La simulacin involucra el desarrollo de un
modelo de un sistema y la experimentacin
con el modelo para determinar cmo
reacciona el sistema ante diversas
condiciones. La simulacin no nos
proporciona una solucin ptima, dado que
es un modelo descriptivo, slo nos brinda un
mecanismo til para comprender y, tal vez,
predecir el comportamiento de un sistema.
Al formular suficientes preguntas tipo "Qu
sucede si...?", se puede elegir la
configuracin del sistema que satisfaga
mejor algunos criterios.
Algunas de las razones principales para
emplear una simulacin son:
1. Cuando no se puede obtener con facilidad
o en lo absoluto una solucin matemtica.
2. Vender el plan de la planta a la direccin.
3. Explicar al personal operativo cmo
funcionar un sistema propuesto.
4. Probar la factibilidad de un sistema
propuesto.
5. Desarrollar los requerimientos de
rendimiento y de almacenamiento.
6. Validar modelos matemticos.
7. Predecir el impacto de un cambio en el
sistema fsico, el ambiente, o los
procedimientos de operacin.
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AUTORA: DELIA ANDREA MEJIA ARENAS
MODELOS CUANTITATIVOS DE PLANIFICACION DE PLANTA
ANDREA MEJIA ARENAS
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Software de simulacin
Es comn que los modelos de simulacin se
implementan con un lenguaje de simulacin
especializado, ms que usando los lenguajes
de programacin ms generales como
BASIC, C, PASCAL, o FORTRAN. Se han
diseado varios lenguajes de simulacin con
el flujo de materiales y la planificacin de
plantas como los principales objetivos de
aplicacin.
Entre los lenguajes de simulacin diseados
o convenientes para la planificacin de
plantas y la simulacin de sistemas de
manejo/fabricacin de materiales se
encuentran ARENA, AutoMod, eMPlant,
Factory Explorer, GPSS/H, (y SLX), GPSS
World for Windows, MAST Simulation
Environment, ProModel 2001, Quest,
Simscript 11.5, Simul8, Taylor ED y
Witness.
En aos recientes, se han sucedido
mejoramientos considerables en el
desarrollo de software de animacin y el
modelado 3-D para acompaar los paquetes
de simulacin mencionados. En realidad,
casi todo el software actual incluye opciones
de animacin y/o modelado 3-D.
El sentido dado por la simulacin asimila
que la experiencia verdadera es costosa en
tiempo en dinero de este modo la idea bsica
de la simulacin consiste en construir un
recurso experimental que "actue como",
(simule) el sistema de inters en algunos
aspectos importantes.
La incertidumbre es un aspecto frecuente en
donde el proceso de simulacin analiza la
situacin y representa el comportamiento
mediante una distribucin de probabilidad,
esto tambin es llamado Mtodo de
Montecarlo.
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
Modelos cuantitativos de planificacin de
plantas
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2565
96/2014I/ModuloExe/MATERIAL/910_mo
delos_de_simulacin.html
http://www.gestiopolis.com/distribucion-
planta-area-trabajo/
