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Arturo Noe Rosales Hdez

2907092

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Planeación de plantas industriales Módulo: 1

Ensayo, comprobación de lectura 4-5

Fecha: 30/03/2020 Bibliografía: http://www.ergonomos.es/ergonomia.php Chase, R., Jacobs, F. y Aquilano, N. (2014). Administración de operaciones: producción y cadena de suministros (13a ed.). México: McGraw Hill. Meyers, F. y Stephens, M. (2006). Diseño de instalaciones de manufactura (3a ed.). México: Pearson. Sign In. (2020). Retrieved 17 March 2020, from https://cursos.tecmilenio.mx/courses/19866/pages/mi-curso?module_item_id=67495

Planeación de las instalaciones industriales El diseño de la instalación es uno de los desafíos más importantes que un ingeniero industrial o de manufactura pueda enfrentar, ya que constituye una parte fundamental para el alcance de la productividad de los procesos y de la rentabilidad de la empresa. Por ejemplo, si el diseño no contempla el uso de tecnología de acuerdo al tipo de producto, es muy probable que una vez puesto en marcha se generen gastos extras, por los conceptos de ajustes en el proceso, en el producto o en el uso de maquinaria; entonces, será necesario decidir si se realizan las adecuaciones o se cancela el proyecto. Por tal motivo es fundamental que conozcas el concepto de la planeación de las instalaciones industriales, el cual se define como:

Un proceso sistemático enfocado a la elaboración de un plan que atiende a una estrategia de negocio de la compañía, el cual parte de la definición, del diseño del producto, del proceso, la ubicación y la distribución de la planta (Chase, Jacobs, y Aquilano, 2014).

Meyers y Stephens (2006) comentan que “La calidad y el costo del producto y, por tanto, la proporción de suministro se ve afectada directamente por el diseño de la instalación”. A continuación analizaremos el concepto de diseño de instalaciones de manufactura, el cual se refiere al arreglo y organización del espacio físico de la compañía, con la finalidad

optimizar los recursos disponibles, como materias primas, mano de obra, maquinaria, materiales y energía. El diseño de instalaciones incluye: 

La localización de la planta

La mayoría de las veces la ubicación es establecida por decisiones propias de los directivos, poco relacionadas con la optimización de los recursos, es decir con la eficiencia y eficacia operativa; sin embargo, algunas veces se determina con base en la cercanía de materias primas, mercados y sistemas de transportación. 

El diseño del inmueble

Es un trabajo de arquitectura; para el proyecto de diseño de las instalaciones es muy importante la experiencia del despacho de arquitectos, en cuanto al diseño de edificios y técnicas de construcción. El despacho reportará directamente al gerente del proyecto de diseño de las instalaciones. 

La distribución de la planta

Es el arreglo físico de la maquinaria necesaria para la producción, las estaciones de trabajo, la mano de obra, la ubicación de materiales y el equipo para el manejo de materiales. La distribución de la planta es el resultado final del proyecto de diseño de la instalación de manufactura. La distribución afectará a los empleados por varios años, por ello es importante que sea la más adecuada para una producción segura y eficiente.

Asimismo las empresas realizan redistribuciones cuando experimentan crecimiento o expansión en la demanda de productos o servicios. En este caso se debe estudiar a profundidad la dinámica del mercado para tomar decisiones adecuadas relacionadas con la redistribución. 

El manejo de materiales

Es cuando se cambia de lugar el material. Las buenas prácticas o mejoras en el manejo de materiales han originado un efecto positivo en los trabajadores más que cualquier otra área de diseño del trabajo y la ergonomía. Actualmente, los trabajos físicos pesados o con sobrecarga se han eliminado de las tareas manuales gracias a los equipos para el manejo de materiales. Por otra parte, Meyers y Stephens (2006), comentan que se deben tomar en cuenta los tipos y fuentes de los proyectos del diseño de instalaciones de manufactura: 1.

Producto nuevo: es cuando la compañía agrega un nuevo producto a la línea, por lo que el planeador deberá incorporarlo al flujo del resto de la planta y de la maquinaria. 2. Instalación nueva: se caracteriza porque hay pocas restricciones y limitantes ya que no hay instalaciones anteriores. 3. Cambios en el diseño: cuando se desea mejorar la calidad y el costo se recomienda realizar un cambio en el diseño; en este caso el planeador debe evaluar las consecuencias en la distribución de planta y en el manejo de materiales.

4.

Reducción del costo: el planeador debe revisar constantemente el mejor arreglo físico, que contribuya a optimizar los recursos, disminuyendo los costos por traslados y demoras. 5. Retroajuste: debido a que muchas plantas antiguas tienen distribuciones deficientes, los diseñadores de instalaciones de manufactura viejas quizá pasen gran parte de su tiempo trabajando en hacerlas más funcionales y productivas. El retroajuste es el mismo que para una planta nueva, sólo que hay más restricciones. Entre ellas están las paredes que ya existen, techos bajos, etc Un concepto fundamental que se debe tener presente al diseñar la planeación de las instalaciones es el de manufactura esbelta. Los especialistas en el tema han identificado ocho tipos de desperdicios: exceso de inventario, exceso de mano de obra, exceso de producción, demoras o esperas en el proceso, transportes, procesamiento inapropiado, fallas o defectos en los productos y movimientos innecesarios. El planeador deberá tomar en cuenta estos factores para evitar ajustes en el proceso, una vez que se ejecute la planeación y se encuentre activa la operación. Procedimiento del diseño de las instalaciones industriales Los planeadores de las instalaciones se formulan seis preguntas referentes a todo lo que pueda sucederle a un elemento que forme parte del flujo de la instalación de producción, con la finalidad de eliminar actividades, combinarlas, cambiar su flujo o simplificarlas. Meyers y Stephens (2006) recomiendan seguir en el diseño de instalaciones: 1. 2. 3.

4.

5. 6. 7.

Determina lo que la planta fabricará. Por ejemplo, refrescos, tornillos, envases, etc. Calcula el volumen de piezas o artículos que se fabricarán por unidad de tiempo. Por ejemplo 120 000 refrescos por un turno de 8 horas. Define cuáles piezas se fabricarán y cuáles se comprarán terminadas, ya que algunas empresas adquieren todas las partes (a éstas se les denomina plantas de ensamble). Para las partes que se fabricarán en la empresa será necesario considerar la maquinaria necesaria y el diseño de las mismas. Determina cómo se fabricará cada pieza, es decir, la planeación del proceso; en algunas ocasiones se incluye el diseño de herramientas, máquinas y estaciones de trabajo. Por ejemplo, si el objetivo de la instalación es fabricar refrescos, se debe diseñar el mapeo del proceso, con sus respectivos diagramas de bloques o de operaciones, así como el orden o secuencia de los equipos que se requieren, como máquina lavadora, llenadora, torque, etc. Determina el flujo o secuencia del proceso, conocido como balanceo de la línea de ensamble. Por ejemplo: balanceo de ensambladora de sillas ergonómicas. Establece especificaciones o estándares de tiempo para cada operación. Determina el tiempo de fabricación o la tasa de la planta, es decir qué tan rápido se necesita producir. Por ejemplo, se requiere fabricar 2 500 unidades por un turno de 8 horas (480 minutos); 480 minutos divididos en 2 500 unidades son igual 0.19 minutos, entonces se debe producir un pieza cada 0.19 minutos.

8.

9.

10. 11.

12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

21. 22. 23. 24.

Calcula la maquinaria necesaria. Una vez que conoces la tasa de planta y el tiempo estándar para cada operación, divides el tiempo estándar entre la tasa de línea y el resultado es el número de máquinas. Por ejemplo, si tienes un proceso con un tiempo estándar de 0.95 minutos y una tasa de planta de 0.19 minutos, ¿cuántas máquinas se necesitan? 0.95 dividido entre 0.19 es igual a 5 máquinas, por tanto es necesario adquirir 5 máquinas para fabricar 2 500 unidades en un turno de 8 horas. Balancea líneas de ensamble o celdas. Esto es dividir o segmentar el trabajo entre los operadores de acuerdo a la tasa de planta. Es importante tratar de equilibrar la cantidad de trabajo a cada operador. Estudia los patrones de flujo del material para definir cuál es la mejor, es decir el recorrido o distancia más corta a través de la instalación. Determina las relaciones de cercanía entre actividades. Evalúa la dependencia entre los departamentos con la finalidad de minimizar el movimiento de personal y de materiales. Realiza la distribución de cada estación de trabajo. Identifica los servicios necesarios para el personal y determina el espacio requerido. Identifica las necesidades de oficina y realiza la distribución de la misma. Con lo analizado anteriormente desarrolla los requerimientos del área o espacio total. Elige el equipo para el manejo de materiales. Asigna el área de acuerdo con el espacio necesario y las relaciones entre actividades. Revisa la forma en que la instalación se ajusta al terreno y elabora un plan gráfico. Desarrolla un plan maestro. Este es el diseño de la instalación de manufactura. Identifica las fallas y realiza ajustes. Solicita a colegas ingenieros que revisen el plan para ver si pueden identificar los errores en el diseño antes de que lo presentes para su autorización. Acepta las recomendaciones y cambia lo que se requiera en el diseño. Instala la distribución. En esta etapa el plan se ejecuta y pasa de ser un diseño a ser algo real: es uno de los momentos más gratificantes para el planeador. Inicia con la producción. Realiza los ajustes que consideres necesarios y elaborar el reporte final del proyecto y desempeño presupuestal.

strategia de operaciones La estrategia debe describir la ruta que la empresa pretende seguir, con la intención de generar valor para los accionistas y para garantizar su permanencia en el mercado. La estrategia de operaciones se encarga de la definición de lineamientos y la formulación de planes a largo plazo, para utilizar los recursos de una empresa de forma adecuada, con la finalidad de apoyar mejor su estrategia competitiva (Chase, Jacobs y Aquilano, 2014). Una estrategia de operaciones incluye decisiones relacionadas al diseño del procesamiento y a la infraestructura necesaria para llevarlo a cabo. El diseño del proceso incluye:

1.

Seleccionar la tecnología adecuada Una vez definido el producto y sus especificaciones, el siguiente paso será que el planeador, en conjunto con el responsable del proceso, realice una investigación de mercado sobre las opciones tecnológicas disponibles que contribuyan a la eficiencia operativa y a la selección de la maquinaria y equipo que más se ajuste a la fabricación del producto. Algunos factores que se deben tomar en cuenta son el precio, la cercanía de proveedores, el costo del mantenimiento, la disponibilidad de refacciones, entre otras.

2.

Definir las dimensiones del proceso Consiste en definir el tamaño o capacidad del proceso, es decir, las piezas o unidades teóricas de producción; para esto es necesario considerar el estudio de la demanda potencial, ya que ésta determina el tamaño.

3.

Declarar los niveles del inventario dentro del proceso Consiste en definir las políticas de reserva de inventario, las cuales deben garantizar un flujo continuo. Lo ideal es que no se tenga inventario, o bien que sean los niveles más bajos posible, para que los costos operativos se mantengan dentro de control.

4.

Determinar la localización del proceso Consiste en estudiar todos los factores posibles que afectan a la distribución, como el flujo del proceso, el manejo de materiales, la seguridad laboral, los principios de la economía de movimientos, etc. Posterior al análisis, el planeador deberá evaluar las relaciones de cercanía de las áreas y definir una propuesta de diseño.

Las decisiones relacionadas a la infraestructura consideran: 1. 2. 3. 4.

El razonamiento asociado a los sistemas de planeación y control Los principios para asegurar y controlar la calidad La estructura organizacional para definir la remuneración del trabajo El ordenamiento u organización de la tarea de operaciones

Es importante aclarar que la estrategia de operaciones es parte fundamental del proceso de planeación que formula y administra las metas de la empresa. Debido a que las metas de la empresa general se modifican con el paso del tiempo, la estrategia de las operaciones debe diseñarse contemplando las necesidades o requerimientos futuros. Chase, Jacobs, y Aquilano (2014), comentan que por lo general la estrategia se divide en tres aspectos básicos: Eficacia de las operaciones Administración de los clientes Innovación de productos

La eficacia de las operaciones se constituye por los procesos centrales o críticos de la compañía, que son indispensables para su funcionamiento. Los procesos de la compañía incluyen todas las operaciones, desde el levantamiento de los pedidos de los clientes, el manejo de las devoluciones, la fabricación de los productos, hasta el embarque de los lotes producidos. La administración de los clientes se refiere al conjunto de actividades y procedimientos implementados para comprender mejor el comportamiento y las necesidades de los clientes. Estos permitirán aprovechar y fortalecer las relaciones actuales, así como diseñar productos y procesos de acuerdo a sus necesidades. Es aquí donde se implementan herramientas y técnicas modernas de calidad total, ya que favorecen el estudio integral de los procesos. La innovación de los productos involucra el diseño, la formulación de nuevos productos o reformulación de los existentes, el análisis de nuevos mercados y el fortalecimiento de relaciones, con el fin de garantizar la subsistencia de la compañía en el mercado competitivo La empresa de clase mundial reconoce que su fortaleza para competir en los mercados depende de qué tan bien se formulen las estrategias de operaciones y si dichas estrategias están directamente relacionadas con su misión. La competitividad de una empresa se refiere a la posición que tiene en relación con otras empresas dentro del mercado; en el caso de la planeación de las instalaciones se deberá diseñar un sistema de producción óptimo, innovador y único que permita alcanzar altos niveles de productividad.

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Costo Calidad y confiabilidad del producto Rapidez de la entrega Confiabilidad de la entrega Respuesta a las variaciones de la demanda Oportunidad y flexibilidad en la introducción de nuevos productos

Otros aspectos importantes del producto:    

Coordinación y apoyo técnico Cumplir con una fecha de lanzamiento Asesoría al proveedor después de la venta Otras dimensiones como la localización de la planta, disponibilidad de ajustes, etc.

Meyers y Stephens (2006) mencionan algunas metas potenciales: 1. 2. 3. 4.

Optimizar y disminuir los costos unitarios del producto y del proyecto Asegurar la calidad Buscar el uso eficaz de la mano de obra, la maquinaria, el área física y la energía Brindar a los empleados seguridad, servicios adecuados, conveniencia y comodidad

5. 6. 7. 8. 9.

Disminuir y controlar los costos asociados con el proyecto Respetar la fecha de arranque de la producción Ser flexibles en la construcción del plan Buscar la reducción de inventarios y la sobreestadía Alcanzar distintas metas

Resúmenes de videos

Cómo se hace una lata de Aluminio 

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Las fundiciones o plantas de reducción transforman el polvo blanco de alúmina en aluminio fundido. Primero el polvo se disuelve en un líquido salino y caliente en una olla grande, después una corriente eléctrica fluye en la olla provocando que el aluminio se asiente en el fondo de donde es removido. Este proceso consume una gran cantidad de electricidad. Las tapas se pasan a través de una prensa de alta precisión, donde en operaciones sucesivas se remacha, se raya y se coloca el anillo destapador. La bauxita, mineral con el que se hace el aluminio se extrae de minas de tajo o a cielo abierto. Primero se quitan todos los árboles y plantas, rocas y suelo. Entonces el mineral de bauxita se extrae del suelo y se lleva a la planta procesadora. El interior de una lata se rocía con una cubierta plástica muy delgada para garantizar que el contenido de la lata no toque o reaccione con el aluminio. Se le hace un “cuello” a la tapa de la lata para reducir el diámetro y se les forma una “pestaña” o borde para que se ajusten las tapas y que sean del tamaño y forma exacta. El aluminio se prepara para convertirse en productos. Para las latas de bebidas y otros productos como el papel aluminio y los aviones grandes trozos de aluminio son generalmente enrollados en hojas de varios grosores. Para otros productos como teteras o partes automotrices, los lingotes se funden y se vacían en moldes. Después que unos molinos pulverizan el mineral de bauxita en pequeñas pieza, el mineral se calienta para quitarle toda el agua que se pueda. En esta etapa el producto de desecho llamado lodo rojo, se deja ahí. Las latas y tapas van a la planta embotelladora. Allí las latas son llenadas con las bebidas y las tapas se fijan a las latas. Una lámina de aluminio enrollada se pasa por una prensa que la corta en cuerpos chicos y huecos, los cuales forman el fondo y los lados de la lata.

El aluminio fundido es casi siempre una aleación (se mezcla con otros metales y elementos para hacerlo más fuerte). Entonces se vacía en moldes para formar los lingotes. Estos pueden ser varillas largas, trozos grandes que pesan más de 20 toneladas (18,144 kg.) o en pequeños ladrillos que sólo pesan 4 libras (1.8 kg.) Los cuerpos de las latas se pasan por una prensa que les reduce el grosor y las alarga para tener una lata de tamaño normal. Al fondo de la lata se le da forma cónica, para que resista la presión interna. Las tapas se cortan de una lámina de aluminio enrollada. Se agrega un compuesto para asegurar un sello perfecto entre la lata y la tapa cuando se unen. La bauxita molida pasa por una serie de acciones químicas en la refinería, la bauxita se refina a un polvo blanco llamado alúmina

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Diseño de una planta industrial en 3D Luego de observar el video de diseño de una planta industrial en 3d podemos decir que: El diseño de plantas industriales es una labor de gestión que son dirigidas por especialistas con la finalidad de una buena distribución de espacio físico; en muchos casos el diseño está orientado para plantas nuevas y para la expansión de una existente. Las plantas industriales son fábricas donde se elaboran diversos productos, su función es combinar el trabajo humano con las máquinas que se encuentran en sus instalaciones para transformar las materias primas y la energía. Son importantes para contribuir a los objetivos empresariales, por lo que no debe realizarse superficialmente; se debe analizar todas las alternativas antes de seleccionar el lugar donde la fábrica opere en las mejores condiciones de costos, que tenga acceso a la infraestructura adecuada y un suministro. Los efectos favorables y desfavorables para las plantas prevalecen en largo plazo, afectando la rentabilidad de la empresa. Objetivos del diseño de plantas industriales

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Reducción del riesgo para la salud y aumento de la seguridad de los trabajadores.

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Incremento de la producción.

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Disminución en los retrasos de...