El documento presenta una introducción al tema de la distribución en plantas y el diseño de layouts. Explica que el layout busca optimizar el flujo de materiales, personas e información mediante la ubicación de las diferentes áreas de una planta. Luego describe métodos como la matriz REL y la planificación sistemática de layout para analizar y diseñar la distribución, considerando factores como las relaciones entre departamentos, el flujo de procesos y las restricciones espaciales.

1. Profesor: Pablo Diez Bennewitz Ingeniería Comercial - U.C.V. O PERACIONES 2 Distribución en Planta

5. DISTRIBUCION EN PLANTAS Magnitud Disposición Relativa Énfasis Problema : Asignación de espacio a actividades Depende mucho de la capacidad de la planta

6. DISTRIBUCION EN PLANTAS Flujo Principal: Materiales Flujo Principal: Personas e Información Situaciones Proyectos Industriales Fábricas Servicios Hospitales, oficinas

8. LA PLANEACION DEL LAYOUT Mercado Centralización v/s Fraccionamiento Localización Capacidad Tasa de Producción Layout De Producto De Proceso (Flow Shop) (Job Shop)

9. DIAGRAMA P-Q : ELECCION DEL TIPO DE LAYOUT Cantidad, Volumen Variedad de Productos Layout de Producto Layout de Proceso Combinación de ambos FMS

10. ERRORES TIPICOS AL CONFIGURAR LAYOUTS 1) Fenómeno del Spaguetti: Muchas rutas de proceso , rutas muy largas, que consumen muchos recursos y no agregan valor. Las pérdidas son crónicas 2) Cuellos de Botella: Etapas de proceso más lentas , donde se acumula un gran flujo de recursos , ya que la tasa de llegada de los recursos excede a la tasa de salida de los recursos

12. LAYOUT DE PROCESO (JOB SHOP) Entrada Salida B : Biblioteca P : Oficinas de Profesores S : Salas de Clases C : Salas de Computadores B B B B B B S S S S S S C C C C C C P P P P P P

14. LAYOUT DE PRODUCTO (FLOW SHOP) L F S P T T P F S L F T P Entrada Salida

15. LAYOUT DE PRODUCTO Productos indican cuál es la ruta de proceso : la cartera de productos indica cuáles son las líneas productivas que atraviesan los productos Hay un equilibrio de líneas , puesto que la disposición relativa del layout queda determinada por la ruta de proceso que atraviesa el producto En el layout de producto, un objetivo importante es que las etapas de la secuencia del diagrama de recorrido, tengan la misma tasa de utilización

16. TASA DE UTILIZACION EN EL LAYOUT DE PRODUCTO Se busca que todos los equipos tengan la misma o similar tasa de utilización . Ya que, siendo un sistema en serie , si algún equipo presenta un cuello de botella , entonces la tasa de utilización del sistema productivo queda determinada por la tasa de utilización del equipo con cuello de botella Sistema en Serie:

17. LIMITACIONES TIPICAS DE LA CONFIGURACIÓN DE LAYOUT Limitaciones del Layout de Procesos Limitaciones del Layout de Producto Fenómeno del Spaguetti Cuellos de Botella

24. En el layout hay restricciones positivas y negativas Restricciones Positivas: dos secciones necesariamente deben quedar juntos , adyacentes Restricciones Negativas: dos secciones no deben estar en forma conjunta o adyacente, por alguna razón de riesgo . Por ejemplo: soldadura con combustibles FACTORES RELACIONADOS CON EL LAYOUT

30. SIMBOLOGIA EN LA MATRIZ REL A Absolutamente Necesaria E Especialmente Importante I Importante O Ordinaria (Corriente) U Irrelevante X No Deseable XX Imposible Letra Líneas Adyacencia

32. CODIGOS EN LA MATRIZ REL Código Razón (Subjetiva) 1 Flujo de Materiales 2 Fácil de Supervisar 3 Personal Común 4 Contacto Necesario 5 Conveniencia 6 Seguridad 7 Etc Por Ejemplo :

33. MATRIZ REL 1) Oficinas 3) Salón 2) Director 6) Repuestos 4) Compras 5) Despacho O4 O3 U U U U U U U U U U U E3 E3 E3 E5 I4 I2 I5 O4 O2 O4 I2 I2 I2 I2 U U U U U 7) Servicios 8) Recepción 10) Almacén 9) Pruebas U U U U U U U U U U U A1 A1

34. DIAGRAMA REL Departamentos Relaciones Este diagrama es adimensional , muestra una disposición relativa aceptable 5 8 7 10 9 6 4 2 3 1

41. ETAPAS DEL SLP I. Localización II. Layout General III. Layout de Detalle IV. Instalación Tiempo Nivel de Detalle

42. Antiguo Edificio Edificio I Edificio II FASE I : LOCALIZACION

43. Antiguo Edificio Edificio I Edificio II FASE I : LOCALIZACION

44. A C B D E FASE II : LAYOUT GENERAL Departamentos

45. A C B D E Departamentos FASE II : LAYOUT GENERAL

46. B FASE III : LAYOUT DE DETALLE

47. B FASE III : LAYOUT DE DETALLE

48. FASE IV : INSTALACION

49. FASE III FASE IV FASE I FASE II Antiguo Edificio Edificio I Edificio II A C B D E

50. Selección del Layout General LAYOUT GENERAL 1. Flujo de Materiales 2. Interacciones entre procesos Datos de Entrada : P,Q,R,S,T y Procesos 3. Diagrama de relaciones (REL) 10. Evaluación 4. Necesidades de Espacio 5. Espacio Disponible 7. Otras Consideraciones 8. Restricciones Prácticas 6. Diagrama de Relaciones de Espacio 9. Plan X 9. Plan Y 9. Plan Z Análisis Búsqueda Evaluación

51. CONVENCIONES USADAS EN SLP Identificación Verde Rojo Amarillo Azul Café B y N Color Símbolo y Acción Operación Transporte Stock Espera Inspección Servicios Oficinas Norma ASME

52. (*) A 4 Absolutamente Necesaria Rojo E 3 Especialmente Importante Amarillo I 2 Importante Verde O 1 Ordinaria (Corriente) Azul U 0 Irrelevante Sin Color X -1 No Deseable Café XX -2, -3, ... Imposible Negro Letra Número Líneas Adyacencia Color (*) Según la norma ASME CONVENCIONES USADAS EN SLP

54. NOMENCLATURA DE GRAFOS Superficie Vértice o Nodo Arco

55. Superficies: Son las áreas que quedan encerradas por un conjunto de nodos y arcos . También es una superficie aquella exte r na al conjunto global de nodos y arcos En el ejemplo reciente hay dos superficies : una interna y otra exte r na TEORIA DE GRAFOS : EL ESTADO DEL ARTE

59. Ejemplo : 3 Departamentos (N = 3) Objetivo : Minimizar Intersecciones Todos relacionados, sin intersecciones Sin embargo , existe un N para el cual necesariamente hay intersecciones TEORIA DE GRAFOS : CRUCE DE RELACIONES

60. Aquí hay 5 departamentos (N = 5) y existen 10 relaciones: hay un inevitable cruce de relaciones Cruce de Relaciones Es indeseable , debido a que representa un choque en el flujo de los recursos TEORIA DE GRAFOS : CRUCE DE RELACIONES

61. Se busca evitar el cruce de relaciones , ya que la situación es indeseable, pero en ocasiones no es posible evitar dicho cruce de relaciones , puesto que se deben realizar las actividades A su vez, el grafo plano es incapaz de representar todas las relaciones , desde N > 4 , que quizás podrían darse TEORIA DE GRAFOS : CRUCE DE RELACIONES

62. TEORIA DE GRAFOS : CRUCE DE RELACIONES Para un grafo plano de peso máximo : Mientras mayor es el nº de departamentos , entonces hay mayor nº de relaciones afuera del grafo plano

63. Si se diseña un layout con un gran número de departamentos (por ejemplo, sobre 30), hay un gran número de relaciones que no alcanzan a representarse en el grafo plano de peso máximo , lo que limita las relaciones TEORIA DE GRAFOS : CRUCE DE RELACIONES

65. CONCEPTO DE DUAL Grafo G El Grafo G es el grafo principal de G Para obtener el Grafo Dual de G , lo que se hace es insertar un nodo en cada superficie del grafo principal El grafo principal no es un grafo plano de peso máximo , luego sus superficies no son triangulares

66. CONCEPTO DE DUAL Grafo G Grafo Dual de G

67. GRAFO DUAL Depto 1 Depto 2 Depto 3 Depto 4

68. CONCEPTO DE DUAL Para obtener el Grafo Dual de G , lo que se hace es insertar un nodo en cada superficie del grafo principal Este grafo principal sí es un grafo plano de peso máximo , luego sus superficies sí son triangulares

69. Grafo G Grafo Dual de G CONCEPTO DE DUAL

70. GRAFO DUAL Depto 1 Depto 4 Depto 3 Depto 2

75. GRADO TOTAL DE DEPENDENCIA TCR i =  V (r ij ) N j = 1 Mide la relación de dependencia que tiene cada i-ésimo departamento con todos los demás departamentos En la asignación inicial , debe darse TCR i > 0 siempre. Por ello, se excluyen las relaciones tipo X en la asignación inicial de TCR i j = i

76. Donde V(rij) es un valor arbitrario que cuantifica la importancia relativa de la adyacencia entre los departamentos “i” y “j” 1. Clasificar los departamentos en orden decreciente con respecto a los TCR i 2. Se forma un tetraedro inicial , a partir de los departamentos ubicados en los primeros 4 lugares de la clasificación anterior GRADO TOTAL DE DEPENDENCIA

78. VALORES ASIGNADOS A CADA V (r ij ) Los valores son arbitrarios , tomando en cuenta la importancia de la adyacencia entre departamentos 3 4 3 3 3 2 3 1 3 0 - 3 5 r ij V (r ij ) A 81 E 27 I 9 O 3 U 1 X - 243

79. EJEMPLO DEL USO DE GRAFOS Desde - Hacia SR PC PS IC XT AT SR --- 40 10 30 10 50 PC 40 --- 30 100 PS 40 30 --- 102 IC 40 --- 5 100 XT 40 100 10 --- 40 AT 100 5 2 5 5 --- Materiales movidos por día : Cifras en unidades PC es depto de explosivos y PS es de combustibles

80. Desde - Hacia SR PC PS IC XT AT SR --- 80 50 70 50 150 PC --- 60 0 0 105 PS --- 0 100 104 IC --- 15 105 XT --- 45 AT --- Cifras en unidades El paso siguiente es establecer la matriz diagonal del movimiento de materiales, ya que la importancia relativa por la adyacencia de los departamentos es indiferente del origen y destino entre cada pareja de departamentos EJEMPLO DEL USO DE GRAFOS

81. A continuación, se establece una escala de cinco intervalos (pues existen cinco categorías con puntuación para la importancia relativa de la adyacencia entre departamentos : A, E, I, O, U), a partir de la partición en intervalos equivalentes entre el límite superior ( máximo puntaje ) y el límite inferior ( mínimo puntaje ) de la matriz diagonal REL. Los intervalos se determinan según: Amplitud Intervalo = Límite Superior - Límite Inferior Número de Categorías EJEMPLO DEL USO DE GRAFOS

82. Mínimo Puntaje = 0 Máximo Puntaje = 150 Amplitud de Intervalo para 5 categorías = (150 - 0) / 5 En el ejemplo : Amplitud Intervalo = 30 Intervalo Puntuación 0 - 30 U 31 - 60 O 61 - 90 I 91 - 120 E 121 - 150 A Entonces EJEMPLO DEL USO DE GRAFOS

83. MATRIZ REL : SR PS PC AT IC XT El paso siguiente es determinar los grados totales de dependencia TCR i , para cada departamento I1 O1 O1 E1 A1 I1 O1 X2 U U U U E1 E1 E1

84. TCR SR = V(I) + V(O) + V(I) + V(O) + V(A) = 9 + 3 + 9 + 3 + 81 = 105 TCR PC = V(U) + V(U) + V(E) + V(I) = 1 + 1 +27 + 9 = 38 TCR PS = V(U) + V(E) + V(E) + V(O) = 1 + 27 +27 + 3 = 58 TCR IC = V(U) + V(E) + V(U) + V(U) + V(I) = 1 + 27 + 1 + 1 + 9 = 39 TCR XT = V(O) + V(U) + V(E) + V(U) + V(O) = 3 + 1 + 27 + 1 + 3 = 35 TCR AT = V(O) + V(E) + V(E) + V(E) + V(A) = 3 + 27 + 27 + 27 + 81 = 165 GRADOS TOTALES DE DEPENDENCIA TCR Se define : TCR i =  V (r i ) N i = 1 j j = i

85. Clasificación en orden decreciente de los departamentos respecto a TCR i : 1º) AT = 165 2º) SR = 105 3º) PS = 58 4º) IC = 39 5º) PC = 38 6º) XT = 31 OBS: Para el cálculo de TCR i , no se considera el valor - 243 de las relaciones tipo X , pero sí se debe tener plenamente presente que aquellos departamentos por ningún motivo deben quedar juntos en el layout GRADOS TOTALES DE DEPENDENCIA TCR

86. TETRAEDRO INICIAL Puntuación : V (r SR,AT ) + V (r SR,PS ) + V (r SR,IC ) + V (r PS,AT ) + V (r PS,IC ) + V (r AT,IC ) = 81 + 3 + 9 + 27 + 1 + 27 = 148 SR AT PS IC A O I E E U

87. RESOLUCION Unión óptima = (3·6) - 6 = 12 1-A, 4-E, 2-I, 3-O y 2-U  81 + 108 + 18 + 9 + 2 = 218 Puntuación : V (r SR,PC ) + V (r AT,PC ) + V (r PS,PC ) : 9 + 27 - 243 = - 207 (no conviene) Pero PC con SR-AT-IC  9 + 27 + 1 = 37 (conviene) Nuevo Puntaje = 185 + 33 = 218 Adyacencia óptima Al agregar cada nodo , se deben agregar 3 arcos y 2 superficies , para cumplir con la planaridad

88. INSERCION DE PC SR AT PS IC A O I E E U

89. SR AT PS IC PC INSERCION DE PC A U U I I O E E E

90. RESOLUCION Finalmente, se debe insertar el departamento XT Superficies : SR - AT - PS  33 (Óptima) SR - IC - PS  31 SR - PC - IC  5 SR - AT - PC  7 IC - AT - PS  31 IC - AT - PC  5 Luego, se inserta XT en la superficie SR - AT - PS OBS : MPWG = 185 + 33 = 218

91. INSERCION DE XT SR AT PS IC PC

92. INSERCION DE XT SR AT PS IC PC XT

93. EL GRAFO DUAL SR AT PS IC PC XT

94. SR IC PC XT PS AT EL GRAFO DUAL

95. PLANO DE BLOQUES PC SR IC XT PS AT

98. DIMENSIONAMIENTO Una buena forma para realizar un borrador de las superficies asignadas a cada departamento , es utilizando una hoja cuadriculada que asigne una determinada cantidad de bloques (nº ) a cada departamento , tal que dicha cantidad de bloques (nº ) representa el requerimiento de superficie (por ejemplo en m 2 ) para cada departamento , como una parte de la superficie total establecida ( largo x ancho , L x A ) para todos los departamentos , según el espacio disponible

99. DIMENSIONAMIENTO Procedimiento para asignación de superficies a cada departamento: Identificar alternativas de superficies ( largo x ancho ), compatibles con la superficie total establecida y con la cuadriculación necesaria Determinar el número de bloques para cada departamento , según las alternativas de superficies establecidas en 1. Reconocer cuánta superficie (generalmente en m 2 ) representa cada bloque 1.- 2.- 3.-

100. DIMENSIONAMIENTO Procedimiento para asignación de superficies a cada departamento: Determinar según la superficie total establecida acaso la asignación de espacio físico (m 2 ) para los bloques es o no es viable Escoger alguna alternativa viable de superficie , y calcular el número de bloques requerido para cada departamento Dimensionar el layout considerando el diseño lógico , espacio disponible y plano de bloques 4.- 5.- 6.-

101. DIMENSIONAMIENTO Para el ejemplo anterior, dimensionar el layout si los requerimientos de superficie para cada depto son: Se cuenta con una superficie disponible de 30 metros de ancho por 40 metros de largo Se debe respetar el diseño lógico del plano de bloques Depto m 2 SR 200 PC 300 PS 100 IC 100 XC 100 AT 400

102. PLANO DE BLOQUES PC SR IC XT PS AT

103. ASIGNACION DE SUPERFICIES Paso 1 Paso 2 A x L 3 x 4 6 x 8 9 x 12 12 x 16 15 x 20 Nº Bloques 12 48 108 192 300 Paso 3 C/ en m 2 100 25 11,11 6,25 4 100 / {C/ en m 2 } 1 4 9 16 25 Viable NO SI SI SI SI Paso 4 Superficie 3(mt) x 4(mt) no es viable , pues es muy pequeña para representarla en hoja cuadriculada

104. Superficies viables 6 x 8, 9 x 12, 12 x 16 y 15 x 20 Paso 5 Escoger cualquiera de las superficies viables y calcular el número de bloques requerido para cada departamento Por ejemplo: 12 x 16 Depto m 2 Nº Bloques SR 200 32 PC 300 48 PS 100 16 IC 100 16 XC 100 16 AT 400 64 ASIGNACION DE SUPERFICIES

105. ASIGNACION DE SUPERFICIES Paso 6 Dimensionamiento (en hoja cuadriculada) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

106. ASIGNACION DE SUPERFICIES Paso 6 Dimensionamiento (en hoja cuadriculada) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 PC IC SR PS XT AT

113. INPUTS DEL CRAFT: LAYOUT INICIAL A B C D 5O ‘ 30 ‘ 40 ‘ 20 ‘ 20 ‘

114. INPUTS DEL CRAFT : FLUJO DE MA-TERIALES ENTRE DEPARTAMENTOS Cantidades en Ton / hora A B C D A 2 4 4 B 1 1 3 C 2 1 2 D 4 1 0 Hacia Desde

115. INPUTS DEL CRAFT : DISTANCIAS ENTRE DEPARTAMENTOS Distancias en metros A B C D A 40 25 55 B 40 65 25 C 25 65 40 D 55 25 40 Hacia Desde

116. INPUTS DEL CRAFT : DEPARTAMENTOS FIJOS C 40 ‘ 20 ‘

117. RESULTADO DEL CRAFT : LAYOUT FINAL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 A A A A A TTTTT VVVVVVVV RRRRRR 2 A A T T V V R R 3 A A T T V V R R 4 A A TTTTT V V R R 5 A A BBBBB V V R R 6 A A A A A B B VVVVVVVV RRRRRR 7 BBBBBBBBB BBBBBBBBB LLLLLLLLLL 8 B B L L 9 B B L L 10B B L L 11B B LLLLLLLLLL 12B B E EEEEEEE 13BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB E E 14 Q Q Q Q Q Q Q Q Q EEEEEEEE E 15 Q Q E E 16 Q Q E E 17 Q Q Q Q Q Q Q Q Q EEEEEEE EEEEEEEE