organización de plantas industriales.pdf

Escuela Ingeniería Industrial Arroyo, M.; Torres, J.

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INDICE

Pág.

Introducción 6

1. Conceptos de mercado y demanda 7

2. Capacidad de planta

2.1. Capacidad

2.2. Planificación de la capacidad

2.3. Productividad: indicadores

9

9

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13

3. Criterios de localización de planta industrial

3.1. Factores de macro localización

3.2. Factores de micro localización

3.3. Evaluación de los factores de localización

3.3.1 Método de los factores ponderados

3.3.2 Método del punto de equilibrio

3.3.3 Método del centro de gravedad

3.3.4 Método del transporte

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19

20

28

30

4. Tamaño de planta

4.1. Factores para determinar el tamaño de planta

4.1.1 Relación tamaño – mercado.

4.1.2 Relación tamaño-tecnología

4.1.3 Relación tamaño-punto de equilibrio

4.1.4 Relación tamaño-materia prima

4.1.5 Relación tamaño-financiamiento

4.1.6 Relación tamaño-inversión

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39

39

39

40

40

40

5. Distribución en planta

5.1 Principios de la distribución en planta

5.2 Tipos de distribución en planta.

5.2.1 Distribución por posición fija.

5.2.2 Distribución por producto.

44

44

45

45

46

5.2.3 Distribución por proceso 52

5.2.4 Distribución por grupos de tecnología

5.3. Disposición de áreas

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57

5.4 Disposición del recorrido y/o actividades 60

6. Elementos de servicio de las plantas industriales

6.1. Clasificación de los servicios

6.2. Factores de selección de un servicio

6.2.1 El factor costo

6.2.2 El factor eficiencia

6.3. Servicio de transporte y logística industrial

6.3.1 Características de los medios de transporte

6.3.2 Características de los materiales de transporte

6.4. Servicio de agua potable e industrial

6.4.1 Agua de lavado

6.4.2 Agua de refrigeración

6.4.3 Agua de proceso

6.4.4 Agua para calderos

6.4.5 Agua potable

6.5. Servicio de descarga de efluentes (sólidos-líquidos-gaseosos)

6.5.1 Efluentes líquidos

6.5.2 Residuos sólidos

6.5.3 Emisiones atmosféricas

6.6 Servicio antiincendios

6.6.1 Características de los incendios

6.6.2 Carga de incendio

64

64

64

65

65

65

66

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68

68

68

68

69

69

69

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70

71

71

72

Bibliografía


5

Introducción

El diseño de plantas industriales es uno de los principales pilares de las industrias que

permite integrar a los hombres junto a toda la maquinaria, materiales e instalaciones,

en una unidad operativa eficiente y económica. La tecnología dinámica y cambiante

hace que las técnicas de la distribución estén evolucionando constantemente, pero son

los principios básicos e inalterables, que establecen la línea de inicio hacia la práctica

más perfecta de la distribución de planta.

El tema de diseño de plantas industriales se basa en principios que se traducen en la

reducción de los costes de fabricación de modo que sea posible fabricar productos

con mayor margen de beneficios, sobretodo en mercados de alta competencia. El

conocimiento de plantas industriales a través de su configuración y el diseño de sus

instalaciones permitirán diagnosticar situaciones y proponer mejoras mediante la

investigación y el uso de técnicas cuantitativas específicas.

Entonces, la ingeniería por medio del diseño de plantas industriales busca aprovechar

las ventajas que pueden ofrecer las industrias para reducir los costes de manipulación,

material en proceso, y optimizar la productividad de la mano de obra. El ingeniero

ordena los espacios e instalaciones y a la vez va identificando y eliminado los cuellos

de botellas en cadenas de producción, producción por lotes, por pedidos, producción

celular, flexible, etc., ya sea en la fabricación, tratamiento, o montaje de los

materiales para la obtención de un producto.


6

1. CONCEPTOS BÁSICOS DE MERCADO Y DEMANDA

Conocer los aspectos fundamentales del mercado es un factor importante en la

determinación del tamaño de una planta. Teniendo en consideración que el mercado es

el conjunto de compradores reales y potenciales de un producto, es necesario definir

algunos términos relacionados:

Mercado potencial: conjunto de consumidores interesados en una oferta

definida de mercado.

Mercado disponible: conjunto de consumidores interesados y con acceso a una

oferta de mercado particular.

Mercado disponible calificado: cuando el consumidor potencial debe reunir

algún requisito.

Mercado meta: parte de mercado disponible que una empresa decide buscar.

Mercado penetrado: conjunto de consumidores que ya han comprado el

producto.

El estudio de mercado que permite conocer la evolución de la demanda y la cuota de

mercado de tal o cual producto según sea el interés de estudio, además de brindar

información sobre otros detalles como comportamiento del consumidor, alternativas

de consumo, estratificaciones, etc.

Para interés del diseñador de plantas industriales, el estudio de mercado permite

determinar la demanda de mercado. Ésta demanda de mercado no es más que el

volumen total de consumo en un momento dado (demanda efectiva).

Es importante el conocer la demanda histórica o pasada de un determinado producto,

porque permite junto a la demanda real o actual estimar la demanda potencial y la

demanda objetivo. La demanda insatisfecha potencial es la demanda de interés para

determinar las dimensiones y viabilidad de un proyecto. La demanda objetivo es el

porcentaje de la demanda insatisfecha potencial o futura.

Veremos a continuación algunas aplicaciones que permiten determinar la demanda

potencial de mercado de acuerdo a las restricciones y/o datos establecidos:


7

Ejercicio 1. Determinar el balance demanda-oferta para los años 3, 4 y, 5 a

partir de la siguiente información de mercado para los años 1 y 2:

Año Demanda potencial (unid) Oferta potencial (unid)

1 25.300 10.800

Tasa de Crecimiento de la demanda (%) 2,5

Tasa de Crecimiento de la oferta (%) 1,3

Días laborales 260

% de demanda objetivo 20

Con los datos anteriores, se proyecta la demanda y la oferta para los próximos

tres años. Luego se procede a determinar la demanda anual y diaria, además de

la demanda objetivo:

Año

Demanda Potencial (unidades)

Oferta Potencial (unidades)

Balance Demanda - Oferta

Demanda Demanda Objetivo

Anual Diario Anual Diario

1 25.300 10.800 14.500 56 2.900 11

2 25.933 10.940 14.992 58 2.998 12 3 26.581 11.083 15.498 60 3.100 12

4 27.245 11.227 16.019 62 3.204 12

5 27.926 11.373 16.554 64 3.311 13

Lo ideal es que la capacidad de una planta industrial no sea mayor que la demanda

actual y/o esperada del mercado y que la demanda objetivo sea superior al tamaño

mínimo económico de la capacidad diseñada.

El tamaño de planta no solo está condicionado a la demanda no satisfecha o por

satisfacer, sino también por la comparación de costos de oportunidad sobre la

inversión ociosa y de crecimiento futuro.


8

2. CAPACIDAD DE PLANTA

Una planta productiva se diseña con el objetivo de satisfacer, teóricamente, una

demanda de productos. En ese sentido, el tamaño de la planta industrial viene a estar

determinado por la capacidad de producción de un número determinado de unidades en

un periodo de tiempo definido y que son ofrecidos al mercado.

2.1. Capacidad

La capacidad es el número de unidades que pueden producirse, almacenarse o recibirse

en una instalación en un determinado periodo de tiempo. La capacidad establece el

cumplimiento o no de una demanda dada, la inactividad de las plantas de producción,

así como una gran parte de los costos fijos.

En el presente texto se distinguen dos definiciones de capacidad de producción:

Capacidad proyectada o diseñada (CP). Es el número máximo teórico de

unidades que un sistema productivo es capaz de obtener durante un periodo de

tiempo determinado (en condiciones ideales).

Capacidad efectiva o real (CE). Es el volumen de producción que se espera

alcanzar teniendo en cuenta las condiciones particulares de la empresa.

La capacidad efectiva es menor que la capacidad proyectada porque se necesita

tiempo para desempeñar tareas auxiliares y de apoyo como el mantenimiento

preventivo y los ajustes necesarios.

Por lo general, las empresas producen menos de la cantidad efectiva, lo que significa

que el rendimiento del sistema es menor al 100%. Para medir el rendimiento de una

planta, es necesario conocer los niveles de eficiencia y utilización de la planta:

La utilización de la planta es el porcentaje obtenido del cociente entre la

producción real alcanzada con la capacidad proyectada

La eficiencia de la planta, es el porcentaje obtenido entre la producción real

alcanzada con la capacidad efectiva.

Cuando la tasa de utilización alcanza el valor de 1, se debe alertar sobre la posibilidad

de aumentar la capacidad proyectada o rechazar algunos pedidos. En ese sentido se


9

considera el colchón de capacidad que es la cantidad de capacidad que una fábrica

mantiene como reserva para afrontar incrementos repentinos de la demanda. El

colchón de capacidad viene determinado por la expresión:

Colchón de capacidad = 1 – tasa de utilización

Los valores de los colchones de capacidad varían según el tipo de industria, y son

apropiados cuando la demanda varía o es incierta, respondiendo de manera alguna a

problemas de ausentismo, vacaciones, y otros tipos de contingencias.

A estos indicadores se suma la necesidad de conocer cuál es la producción real (o en

todo caso, futura o esperada) de una instalación o proceso. Para ello, utilizamos la

expresión:

Producción real (o esperada) = Capacidad efectiva * eficiencia

La producción estimada de una planta se obtiene también de la expresión:

Producción estimada = Capacidad proyectada * utilización * eficiencia

2.2. Planificación de la capacidad

La decisión sobre capacidad es una decisión estratégica, pues supone elevadas

inversiones de capital, para lo cual es necesario integrar las decisiones sobre

capacidad en la misión y estrategia de la organización.

La decisión sobre cuánta capacidad y cuándo instalarla ha de planificarse

cuidadosamente, para lo cual hay que tener en cuenta cuatro consideraciones

especiales:

Previsión de la demanda. Debe ser lo más exacta y fundamentada posible. La

previsión y ciclo de vida debe estar suficientemente detallada para permitir

una acertada decisión.


10

Análisis de la capacidad del sector. El tema de costes, recursos humanos,

calidad, tecnología y fiabilidad son aspectos que las empresas deben tener en

cuenta, ya que serán factores determinante en las acciones a seguir respecto a

su capacidad.

Análisis de la capacidad interna. Es necesario analizar la capacidad actual de

la empresa y cotejarla con la demanda prevista y la situación del sector en

donde se compite.

Evaluación de alternativas. El análisis interno y del sector (externo) conducen

a la realización de cambios en la capacidad. El análisis táctico de la demanda

permitirá determinar si la alteración en la demanda tiene un carácter

coyuntural (a corto plazo) o estructural (a largo plazo). Es vital entonces que la

empresas incorporen flexibilidad en las instalaciones y equipos en la

planificación de su capacidad.

Veamos el siguiente ejercicio:

Ejercicio 2. Una planta productiva fue diseñada para satisfacer una demanda

teórica de 2.000 unidades/día. De acuerdo a las cadenas de producción de la

empresa, solo se pueden elaborar 1.720 unidades/día. En las condiciones

actuales de las instalaciones, se espera alcanzar durante la semana una

producción de 1.800 unidades. ¿Cuál es el rendimiento de la planta de

producción? ¿Cuál será la producción estimada para la semana?

Solución:

De los datos anteriores, se puede ver que la CP = 2.000 unid/día; y la CE =

1.800 unid/día. Pero como en realidad se elabora 1.720 unid/día, significa que la

eficiencia del sistema no alcanza al 100%.

Entonces el rendimiento de la planta es:

%8686,0000.2

720.1

unid

unidnutilizació


11

%56,959556,0800.1

720.1

unid

unideficiencia

La producción estimada para la planta es:

Producción estimada = CP * utilización * eficiencia

Producción estimada = 2.000 * 0,86 * 0,9556

Producción estimada = 1.644 unid/día

Ejercicio 3 (propuesto). Una empresa regional tiene una producción teórica

máxima de 4.500 unid/mes, siendo el porcentaje efectivamente alcanzado del

92%. A pesar de ser una gran empresa, existe preocupación por la dirección de

operaciones, dado que se prevé una demanda futura de 4.000 unidades. ¿Podrá

la empresa hacer frente a la demanda con un factor de eficiencia del 93%?

¿Cuál debería ser el grado de de eficiencia para satisfacer la demanda futura

del mercado?

En ocasiones se deberán afrontar situaciones en la que se debe tomar decisiones en

ambientes de riesgo, en el cual se conocen o desconocen las posibilidades de acción.

Se tratan de procesos en el que se aplica el criterio del valor esperado.

Ejercicio 4. La empresa Beco está analizando dos posibilidades para influir en

la demanda del mercado: aumentar el precio del producto o ampliar el plazo de

entrega a clientes. Se conoce que la posibilidad de reacción positiva es del

65%; y las ventas en el caso del aumento del precio son de 54.000 euros

(positiva) y 32.000 euros (negativa); y en la situación de ampliar el plazo de

entrega es de 58.000 euros (positiva) y 30.000 euros (negativa). ¿Qué decisión

debe tomar el director de operaciones de la empresa?

Solución:

El problema presenta dos alternativas:


12

A1 = aumentar el precio del producto

A2 = ampliar el plazo de entrega

Y se conoce que la reacción positiva del mercado es de 0,65, y por lo tanto la

reacción negativa es de 0,35%. Y los datos de ventas son:

Alternativa Positiva Negativa

Aumentar precio 54.000 32.000

Ampliar plazo entrega 58.000 30.000

Entonces se calculan las ventas esperadas para las alternativas:

eurosA 300.4635,0000.3265,0000.541

eurosA 200.4835,0000.3065,0000.582

Si se ampliara el plazo de entrega la empresa alcanzaría una cifra de negocio

de 48.200 euros. Alternativa óptima de acuerdo con el criterio de valor

esperado.

2.3. Productividad: indicadores

En el proceso productivo es necesario medir el rendimiento de los factores empleados

de los que depende la producción. Esta medida de la producción, se denomina

productividad. Definimos a la producción como la cantidad de artículos fabricados en

un periodo de tiempo determinado, y se representa de la siguiente forma:

ciclo

basetiempooducción Pr

El tiempo base (tb) puede ser una hora, una semana, un año. El ciclo o velocidad de

producción (c) representa el “cuello de la botella” de la línea productiva y

prácticamente viene a ser la estación de trabajo que más tiempo se demora.

Se le llama también tiempo de ciclo, al tiempo que demora para la salida de un

producto.


13

c

tbP

Luego, la productividad puede definirse como el cociente entre la producción obtenida

en un periodo dado y la cantidad de recursos utilizados para obtenerla.

empleadorecursodecantidad

obtenidaoduccióndoductivida

PrPr

La cantidad del recurso empleado puede ser la mano de obra, materia prima (insumos),

capital, etc.

empleadosfactores

obtenidaoduccióntotaldoductivida

PrPr

La productividad sólo constituye una parte de la función productiva, y se hace

necesario analizar otros parámetros para controlar la producción, como la eficiencia

física y la eficiencia económica:

Eficiencia física (Ef). Es la relación aritmética entre la cantidad de materia

prima existente en la producción total obtenida y la cantidad de materia prima,

o insumos, empleados.

imaMateriapeso

adoTeroductopeso

imaMateriadeEntrada

imaMateriadeútilSalidaFísicaEficiencia

Pr

minPr

Pr

Pr

Eficiencia económica (Ee). Es la relación entre el total de ingresos o ventas y

el total de egresos o inversiones de dicha venta.

)(

)(

sInversioneCostos

IngresosVentasEconómicaEficiencia


14

3. CRITERIOS DE LOCALIZACIÓN DE LAS PLANTAS INDUSTRIALES

La toma de decisión que nos lleve a determinar el área en la cual situar una nueva

planta industrial parte del conocimiento de algunos términos. Como por ejemplo, el

termino “ubicación”, que se refiere al lugar en el cual se observa un determinado

fenómeno; y “localización”, proceso a través del cual el fenómeno viene a situarse en el

lugar en el cual lo observamos.

La ubicación se presenta bajo tres formas: punto, línea y área. Se habla entonces de

distribución cuando consideramos un conjunto de fenómenos. En ese sentido las

industrias se presentan generalmente distribuidas por puntos, las calles y flujos de

tráfico por líneas, los cultivos por áreas, etc. Pero aquello que interesa es el problema

de la localización individual de una unidad productiva bajo el nombre de planta

industrial.

Las plantas industriales se sitúan en un determinado lugar como consecuencia de

procedimiento de selección entre diferentes lugares cada uno con factores que lo

hacen más o menos conveniente. Es justamente el proceso de selección en donde se

concretiza la diferencia fundamental entre los ingenieros, los economistas y los

geógrafos. Los ingenieros operan en base a un análisis con el uso de parámetros y

valores relativos, cuya definición y cuantificación es el objeto de estudio de los

economistas y geógrafos.

El estudio de ubicación de una planta industrial tiene el objetivo de individuar las

actividades industriales más adaptas para un determinado lugar; de analizar los

recursos y su potencialidad en términos de mercado, de evaluar la susceptibilidad del

medio según el tipo de industria, y de definir las característica técnico-económica del

estudio. La dimensión de la planta tiene un peso relevante en la relación con el

ambiente que la circunda, para lo que se considera tres tipos:

Pequeñas empresas. Caracterizadas de un bajo grado de libertad en su relación

económica con el espacio. Están estrechamente vinculados con los factores

ambientales y siguen una política de adaptación.


15

Medianas empresas. Caracterizadas de un cierto grado de libertad en su

relación económica con el espacio. Tiene problemas de adaptabilidad.

Grandes empresas. Tienen un mayor vínculo de impacto con el ambiente y han

minimizado sus problemas de adaptación.

La localidad donde construir una nueva planta industrial dependerá de las ventajas y

desventajas que los espacios puedan ofrecer:

Suburbana. Llamada también centralizada, tiene ventajas en cuanto a

disponibilidad de mano de obra, acceso a los servicios y mercado, disponibilidad

de repuestos y materiales. Pero también presenta desventajas, tales como el

elevado costo de los terrenos, dificultad de ampliación, impuestos altos,

seguridad, problemas ambientales, y costo de mano de obra.

Periférica. Llamada también descentralizada es una necesidad de las grandes

industrias, siempre que existan vías de transporte y comunicación. Las ventajas

de esta decisión no solo es la mayor disponibilidad de terreno, sino también las

facilidades financieras, posibilidad de adoptar políticas de salarios, premios,

promoción, etc., y menor impacto en la población. Desventajas las tiene en

cuanto a la menor disponibilidad de materiales, repuestos, servicios

especializados, y transporte hacia-desde la planta.

Determinar la localización de una empresa industrial, requiere una cuidadosa previsión

de las consecuencias en el largo plazo, en ese sentido, es necesario un estudio

detallado de todos aquellos elementos que pueden afectar la empresa desde el punto

de vista de la macrolocalización o de la microlocalización.

El estudio de macrolocalización viene realizado cuando una empresa ubicada en cierta

región del país, analiza otras regiones para fijar sus operaciones de producción o de

servicios.

Una vez determinada la región (analizando sus ventajas y desventajas), se comienza a

realizar un estudio más detallado de las posibles ciudades o emplazamientos de

interés dentro de la región seleccionada, o también conocida como microlocalización.


16

3.1. Factores de macrolocalización

Los principales factores que se deben analizar para la toma de decisiones son:

Aspectos culturales de la región (o país)

- porcentaje de analfabetismo

- logros educativos

- porcentajes de formación técnica y/o especializada

Reglamentos y/o normas jurídicas

- disponibilidad de terrenos

- normativa de edificaciones

Condiciones climáticas

- condiciones de temperatura y humedad

- exposición a desastres naturales

Existencia de parques industriales

- cercanía con materia prima y/o consumidores

- facilidades de instalación

- servicios instalados

Abastecimiento de energía

- confiabilidad del servicio

- capacidad instalada

- tipo de servicio

- tarifas

- proyectos de expansión

- datos técnicos: fases, ciclos, voltaje.

- penalizaciones

Cercanía al mercado consumidor

- localización geográfica (actual y futura)

- competencia

- exportaciones


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- tendencias de consumo

- logística (flete, inventario, venta, etc.)

Fuentes de abastecimiento de materias primas (actual y futura)

- disponibilidad actual y futura

- fuentes

- materia prima substituta

- importaciones de materia prima

Terrenos

- topografía, clases de terreno

- capacidad de carga

- condiciones geológicas

Compromiso con la protección del medio ambiente

- leyes y especificaciones de protección (agua, aire, y tierra)

- áreas para disposición de residuos y/o efluentes

- índices de contaminación atmosférica

3.2. Factores de microlocalización

Los factores de microlocalización, también consideran

Disponibilidad de servicios públicos

Disponibilidad de mano de obra

Costo del combustible

Espacio para la expansión

Servicios de transporte

Estudio de suelos

Condiciones de vida de la comunidad

Cercanía a universidades y/o centros de investigación

Los factores de localización que se han mencionado, representan quizá los elementos

más importantes que se deben considerar en el análisis.


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Los factores pueden ser muy variados, según sea la naturaleza de la planta que se

estudia.

3.3. Evaluación de los factores de localización

Para seleccionar la mejor localización a partir de las posibles ubicaciones

seleccionadas, se debe fijar el orden de prioridad de los factores. Luego se determina

el método de análisis que permita combinar los factores para la toma de decisiones.

Los métodos principales que se proponen son:

Método de los factores ponderados.

Métodos del punto de equilibrio.

Método del centro de gravedad.

Método del transporte

3.3.1. Método de los factores ponderados

Los pasos a seguir en éste método son:

Ponderar porcentualmente los factores de localización analizados, con relación

a la naturaleza del proyecto. La suma de los porcentajes debe ser 100%.

Calificar del 1 al 10 cada factor de localización con relación a las ciudades

potenciales para el proyecto industrial.

Multiplicar la ponderación porcentual de cada factor por las puntuaciones

asignadas a cada una de las ciudades potenciales

La localización elegida será aquella que obtenga una mayor puntuación total.

A continuación se muestra un ejemplo de la aplicación del método de factores

ponderados:

Ejercicio 5. Una empresa ha decidido abrir una planta de producción. Luego de

un análisis de varias alternativas, ha seleccionado dos países: Colombia y

Venezuela. ¿Qué país es el más conveniente? La decisión final se tendrá que

tomar analizando los datos para ambos países en la tabla siguiente:


19

Factores Ponderación Colombia Venezuela

Productividad mano de obra 0,25 7 8

Distancia clientes 0,20 8 4

Ayuda del gobierno 0,12 7 6

Inestabilidad política 0,15 8 5

Servicios públicos 0,16 7 5

Normas ambientales 0,12 4 6

Solución:

Factores Ponderación Colombia Venezuela

Productividad de MO 0,25 0,25 x 7 = 1,75 0,25 x 8 = 2

Distancia clientes 0,20 0,20 x 8 = 1,6 0,20 x 4 = 0,8

Ayuda del gobierno 0,12 0,84 0,72

Inestabilidad política 0,15 1,2 0,75

Servicios públicos 0,16 1,12 0,8

Normas ambientales 0,12 0,48 0,72

Totales 1,00 6,99 5,79

Por lo tanto, la planta se debe localizar en Colombia (pero no determina el

punto exacto dentro de Colombia en donde se ubicará la planta).

3.3.2. Método del punto de equilibrio

El método del punto de equilibrio evalúa las distintas alternativas a partir de un

análisis coste-volumen. Cada volumen de producción permitirá identificar la

localización que minimiza los costos totales de operación (costos fijos + costos

variables).

Los datos de costo fijo y costo variable permiten definir las ecuaciones de costes de

cada una de las localizaciones a través de la ecuación:


20

bXaY ,

Donde, “Y” representa el costo total;

“a” viene a ser el costo fijo;

“b” el costo variable unitario; y

“X” representa el volumen de producción.

El siguiente ejercicio muestra una aplicación gráfica del método:

Ejercicio 6. Una empresa Ecuatoriana dedicada a la fabricación de suelas de

teflón está a la búsqueda de una ciudad en Chile para poder implementar una

nueva planta de producción. Se ha hecho una pre-selección de dos ciudades

diferentes, tal como se muestra a continuación en la siguiente tabla:

Costos de producción Santiago Antofagasta

Coste fijo 750.000 600.000

Coste variable unitario 80 180

La empresa Ecuatoriana desea conocer qué nivel de producción es lo mejor en

cada ciudad. ¿Qué ciudad es más conveniente para una producción de 3.000

unidades?

Solución:

De acuerdo a la información de la tabla se tiene:

Para la ciudad de Santiago: SantiagoSantiagoSantiago CVCFCT

y considerando la ecuación bXaY se tiene

XCTSantiago 80000.750

Para la ciudad de Antofagasta: AntofagastAntofagastAntofagast CVCFCT

y considerando la ecuación bXaY se tiene

XCTAntofagast 180000.600


21

Si calculamos el punto de intersección de ambas ecuaciones, podremos calcular

el volumen de producción:

AntofagastSantiago CTCT

XX 180000.60080000.750

obteniéndose un valor de X = 1.500 unidades

Si llevamos los datos de las ecuaciones a una representación gráfica, veremos

que para volúmenes superiores a 1.500 unidades, la ciudad de Santiago será el

lugar más adecuado. En cambio, para valores por debajo de las 1.500 unidades,

la ciudad de Antofagasta resulta ser la mejor, por tener menores costos.

En el caso de una producción de 3.000 unidades, los costos totales en cada

ciudad son:

XCTSantiago 80000.750 ; 000.990000.380000.750 SantiagoCT

XCTAntofagast 180000.600 ; 000.140.1000.3180000.600 AntofagastCT

1000 2000 3000 4000

250.000

500.000

750.000

1.000.000

1.250.000 CT Antofagasta

CT Santiago

1500 unidades

Coste

mínimo

Antofagasta

Coste

mínimo

Santiago

Costes


22

Por lo tanto, para un volumen de producción de 3.000 unidades, la ciudad de

Santiago resulta ser la mejor localización, por sus menores costes de

producción.

El análisis del punto de equilibrio (punto muerto) es una herramienta que permite

determinar la capacidad que debe tener una instalación para ser rentable. Las

empresas deben estar por encima de éste punto para lograr beneficios. El análisis del

punto de equilibrio requiere el conocimiento de los costes fijos y variables, además de

los ingresos. Por tanto, el punto de equilibrio se puede determinar:

)(varPr

unidadesiableCosteecio

totalfijoCostesequilibrioPunto

)(

Pr

var1

monetariaunidad

ventadeecio

iablesCostes

totalfijoCostesequilibrioPunto

Otras fórmulas de apoyo:

)(unidadesunitariaónContribuci

fijosCostesequilibrioPunto

La contribución unitaria es igual al unitarioiableCosteunitarioecio varPr

)(

)Pr

var(1

monetariaunidad

unitarioecio

unitariosiablesCostes

fijosCostesequilibrioPunto

El coste variable unitario es igual a negocioCifra

totalesiablesCostes var

El punto de equilibrio hace referencia al volumen de ventas a partir del cual la

empresa comienza a obtener beneficios. Para saber si una planta pude obtener una


23

determinada cantidad de beneficio, bastará con añadir a la expresión del punto de

equilibrio el beneficio que se quiere lograr:

unitariaónContribuci

BeneficiofijosCostes

Otra expresión que permite determinar el beneficio, conociendo el número de

unidades (X):

fijosCostesXunitarioiableCosteunitarioecioBeneficio )var(Pr

Ejercicio 7. La empresa VOX fabrica altavoces para grandes fabricantes de

equipos de audio, con costes fijos de 16.000 euros, con un precio medio de

venta de 80 euros y un costo medio variable de 40 euros. La demanda de

altavoces más innovadores ha hecho que VOX evalúe la adquisición de

tecnología de punta, para lo cual tendría un costo fijo adicional de 6.000 euros,

reduciéndose un 10% el costo medio variable. Analice para un volumen de

producción de 800 unidades la conveniencia de la inversión, desde el enfoque

del análisis del punto de equilibrio.

Solución:

Para costos fijos de 16.000 euros, se obtiene la contribución unitaria:

euroseuroseurosunitarioiableCosteunitarioecio 404080varPr

y el beneficio que se alcanzaría es de:

altavocesBeneficio


BeneficiofijosCostes800

40

000.16

Beneficio = 16.000 euros

Para costos fijos de 22.000 euros, y una reducción del 10% del costo variable:

euroseuroseurosunitarioiableCosteunitarioecio 443680varPr


24

donde el beneficio que se alcanza es:

altavocesBeneficio


BeneficiofijosCostes800

44

000.22

Beneficio = 13.200 euros

Por lo tanto, no resulta interesante la inversión para el volumen de producción

de 800 unidades, desde un enfoque del análisis coste-volumen.

Ejercicio 8 (propuesto). Teniendo como base información sobre los costos de

producción (ver tabla) para cuatro ciudades, se pide determinar la ubicación

más conveniente; si se espera volúmenes de producción de 50.000 a 130.000

unidades por año.

Costos A B C D

Mano de obra (unidad) 0,75 1,10 0,80 0,40

Costo construcción (millones de $) 4,60 3,90 4,00 4,80

Materiales y equipo (unid) 0,43 0,60 0,40 0,55

Electricidad (año) 30.000 26.000 30.000 28.000

Agua (año) 7.000 6.000 7.000 7.000

Transporte (unid) 0,02 0,10 0,10 0,05

Impuestos (año) 33.000 28.000 63.000 35.000

Inversión anual 460.000 390.000 400.000 480.000

Ejercicio 9 (propuesto). Los costos unitarios estimados de cada una de las

localizaciones están en función de la cantidad producida y son 3,0 $ y 3,5 $ por

unidad respectiva. Localizarla en A implica producir 1500 unidades y en B

implica producir 1250. Se sabe que la comodidad es más importante que la

disponibilidad de servicios y la distancia; la disponibilidad de servicios y la

distancia son de igual importancia y el espacio es más importante que la


25

comodidad. Se conoce que el criterio de costos es la mitad de importante que

el criterio de los otros factores. Por otro lado se ha hecho una calificación de

las dos localizaciones, en una escala de 1 a 5, de acuerdo a la tabla siguiente.

¿Dónde ubicar la planta?

Costos Ciudad A Ciudad B

Mano de obra 31 35

Insumos 38 36

Transporte 15 18

Otros 25 26

Ejercicio 10 (propuesto). Un análisis ha determinado para cada ciudad un

estimado de los costos totales y costos de operación por unidad. Así mismo se

han estimado que los volúmenes de producción para el año uno, cinco y diez

sean iguales en cada lugar. Para el año uno el volumen de producción esperado

es de 1.200 unidades, de 1.500 para el año cinco, y 2.000 en el año diez. ¿Cuál

es la ciudad más conveniente? Otros datos se muestran en la tabla siguiente.

Costos (miles de

dólares)

A B C

1 2 3 1 2 3 1 2 3

Transporte M. P. 19 23 29 17,5 22 27 16,5 20 25

Transporte P. T. 6,2 7,5 10 6,1 8 10,5 6 7,8 10,2

Mano de obra 15 20,1 26 19 23 30,2 22 25,5 34

Materia prima 29 39 55,5 30 39,5 55,8 28,5 39 55,4

Servicios 4,1 4,3 6 4,5 5,1 6,1 5 5 6,3

Suministros 5,9 9,1 19 8,3 12,5 30,3 10,2 16,5 32

Costos variable 6 7 8,1 6 7,4 8 6,3 8 8,7

Costos fijos 10 10,5 14,5 10,3 12 15 10,6 12,1 15,5


26

Ejercicio 11 (propuesto). La empresa Chesty S.A. ha determinado expandir su

mercado, para ellos el departamento de estrategias a través de información

obtenida de los centros de información tecnológica más importantes del país,

ha identificado 3 alternativas tecnológicas que se adaptan a los requerimientos

exigidos para su implementación.

El costo fijo anual, de cada alternativa sería:

Producción A B C

0 – 10.000 300.000 350.000 500.000

10.001 – 20.000 300.000 350.000 500.000

20.001 – 30.000 400.000 350.000 500.000

30.001 – 40.000 400.000 450.000 500.000

¿Qué alternativa seleccionaría si la demanda esperada es de 10.000 unidades

anuales? Si la demanda no es conocida, ¿Cuál es el punto critico en que

convendría cambiar de un a otra alternativa? Los costos variables unitarios se

estiman en:

Producción A B C

0 – 30.000 10 9 6

30.001 – 40.000 9,5 8,5 5

Ejercicio 12 (propuesto). Se quiere determinar la localización más

conveniente para ubicar una planta de alimentos. Se tiene los costos anuales de

operación de las tres posibles ciudades, así como los costos relevantes por

cada una de ellas. ¿En qué caso es más conveniente la ciudad menos

recomendada?


27

Costos A B C

Costos anuales de operación

Transporte de materiales 95.000 90.000 86.000

Transporte de productos 165.000 170.000 174.000

Mano de obra 215.000 220.000 245.000

Electricidad 65.000 70.000 70.000

Agua 25.000 30.000 30.000

Combustibles 65.000 67.000 67.000

Renta de edificio 50.000 58.000 65.000

Impuestos 11.000 13.000 15.000

Seguros 5.500 5.500 5.500

Varios 5.000 7.000 9.000

Costos relevantes por lugar

Construcciones 1.500.000 1.400.000 1.600.000

Terrenos 105.000 80.000 95.000

Gastos especiales y permisos 25.000 10.000 5.000

3.3.3. Método del centro de gravedad

El método del centro de gravedad trata de encontrar una localización que minimice el

conjunto de desplazamientos desde el almacén central hasta las sucursales.

El centro de gravedad se va obteniendo a través de la multiplicación del número de

envíos diarios por el valor de la coordenada de ubicación de las sucursales (en un plano

de coordenadas “x” e “y”).

i

iix

Q

QdXCoordenada

i

iiy

Q

QdYCoordenada

Veamos la aplicación del método:


28

Ejercicio 13. Juan Torres ha decidido invertir su dinero en una pequeña

empresa industrial de pernos. Para localizar dicha empresa, Juan ha decidido

analizar las empresas del entorno y minimizar las distancias a recorrer en la

entrega de los productos. Para el análisis toma como referencia el número de

pedidos, que se muestran en la tabla siguiente:

Empresa Número de pedidos

(Qi)

Localización de la empresa

( dix ; diy )

Empresa A 600 (1, 1)

Empresa B 300 (2, 3)

Empresa C 900 (3, 4)

Se pide calcular la localización óptima de la empresa de pernos, suponiendo que

cualquier localización es posible.

Solución:

Aplicando la formula, se obtiene el valor para la coordenada “x”, multiplicando

el número de pedidos (Qi) por el valor de la accisa (dix):

16,2

800.1

900330026001

i

iix

Q

QdXCoordenada

De igual manera se procede para la coordenada “y”. Se multiplica el valor de Qi

por el valor de la ordenada diy:

83,2

800.1

900430036001

i

iiy

Q

QdYCoordenada

Entonces, el valor del centro de gravedad está dado por las coordenadas (2,16;

2,83). El siguiente paso (opcional) es graficar en un plano cartesiano la

ubicación de las empresas, así como el centro de gravedad obtenido. El gráfico


29

permite observar de manera general el impacto que tiene la ubicación de la

empresa distribuidora con respecto a los consumidores:

Ejercicio 14 (propuesto). Sea el caso de una empresa multinacional que cuenta

con una cadena de cuatro grandes almacenes situados en Chicago (30; 120),

Washington (90; 110), New York (130; 130), y Atlanta. (60; 40). La empresa ha

decidido encontrar alguna localización central. El número de contenedores

enviados cada mes a Chicago son de 2.000 unidades, Washington 1.000, para

New York 1.000 y Atlanta 2.000 unidades.

3.3.4. Método del transporte

Es un método que se utiliza para determinar el lugar óptimo ara construir nuevas

instalaciones. El método se aplica a empresas que ya tienen varias sucursales, y que

buscan aumentar su capacidad de producción o ampliar su territorio. En este método

el problema de localización pasa por obtener una solución que satisfaga la demanda al

menor costo, y en ese sentido la programación lineal resulta la técnica más útil.

1 2 3

1

2

3

4

Empresa A

Empresa B

Empresa C

X Centro de gravedad

Las coordenadas nos indican que la pequeña empresa debe ubicarse cerca de la empresa B, en el punto (2,16; 2,83)


30

Problema 15. Una empresa productora de llantas planea ubicar dos almacenes

suficientes para absorber 80 unidades semanales de las plantas de la empresa.

Determinar el costo total del transporte en la ubicación óptima. Aplíquese el

método de esquina noroeste y el Stepping – Steone.

Costos A B

1 10,00 12,00

2 12,00 15,00

Demanda

A 30

B 50

Solución

El objetivo es tener la localización óptima de la fábrica, sin dejar de cumplir

con la demanda requerida en los puntos A y B. Esta óptima localización tiene

que contemplar el menor costo posible. Se utiliza el Método Simplex de

Transporte, y se grafica la tabla que nos permitirá hallar la solución óptima:

De a A B Oferta

Planta 1

30

10

40

Planta 2

40

40

Demanda 30 50 80

Esta matriz permite resumir la información planteada por el problema. En ella

se considera la demanda que debe ser satisfecha por los puntos 1 y 2 y el costo

que implica (pequeños cuadrados dentro de la celda). Así tenemos:

Oferta

1 40

2 40

10 12

12 15


31

Paso 1: Empezando en la esquina Nor Oeste de la figura, por regla, se

escoge la celda 1A, a ella se le asigna 30 unidades que es lo que demanda

(según información de la tabla demanda), quedando 10 Unidades de la

oferta.

Puede surgir la pregunta: ¿por qué le tengo que asignar necesariamente los 30?

Se hace necesario recordar que el algoritmo exige satisfacer la totalidad de la

demanda, mientras se tenga unidades para hacerlo.

Paso 2: Siguiendo con el algoritmo, las 10 unidades restantes de la celda

1A, pasan a la celda 1B, agotándose la oferta de la Planta 1.

Paso 3: Luego, el algoritmo, para casos en los que la cantidad ofertada

de una planta ha terminado, exige seleccionar la celda 2B. A esta celda

se le asigna 40 unidades, que es la cantidad que demanda y que se puede

abastecer.

Con esto hemos terminado de generar las asignaciones, por lo tanto la ruta

Solución Básica Factible es:

1A 2A 2B

Ahora, evaluamos el costo factible:

Unidades asignadas

Precio Unidad ($)

Total en $

30 10 300

10 12 120 40 15 600

1.020

Pero es necesario mencionar que este algoritmo no determina la Solución

Óptima, para ello acudiremos al Algoritmo de Stepping – Steone. Este

algoritmo requiere cálculos de la ganancia o pérdida monetaria neta que se

puede obtener cambiando una asignación de una fuente de oferta a otra.


32

Una de las reglas importantes que se debe tener en cuenta, es que todo

incremento (o decremento) en la oferta de una ubicación debe estar

acompañado de un decremento (o incremento) en la oferta de otra.

El criterio para hacer una reasignación está en función del efecto que se desea

lograr sobre los costos. La alteración de los signos (+) o (-) depende de si un

envío fue añadido o reducido en un punto dado.

Así tenemos:

De a

A

B

Oferta

Planta 1

-

30

+

10

40

Planta 2

+

40

-

40

Demanda

30

50

80

Paso 1: Se escoge la celda 2A, porque es la que se encuentra vacía y es la que

está disponible para recibir unidades de otras celdas. Entonces, 40

unidades de la celda 2B pasan a la celda 2A, quedando vacía la celda

2B.

Paso 2: A la celda 2B pasan las 10 unidades de la celda 1B y 2B queda vacía.

Paso 3: A la celda 2B llegan las 30 unidades de la celda 1A y ésta queda vacía.

Paso 3: A la celda 1A llegan las 40 unidades de la celda 2A.

La trayectoria es: 2A 1A 1B 2B

Ahora evaluamos si efectivamente es la ruta más óptima:

10 12

12 15

Paso 1

Paso 2 Paso 4

Paso 3


33

2A 1A 1B 2B

+12 - 10 +12 -15 = -1

Hay $ 1 decremento en el costo, por tanto ésta es la ruta óptima, y su costo es:

40 unds de 1 a B a $ 12/und. = 480

30 unds de 2 a A a $ 12/und. = 360

10 unds de 2 a B a $ 15/und. = 150

COSTO TOTAL = $ 990

La ubicación óptima es un almacén en la ciudad A con una capacidad de 30

unidades del producto provenientes de la planta 2; un almacén en la ciudad B

con una capacidad de 40 unidades provenientes de la planta 1 y 10 unidades de

la planta 2.

3.4. Análisis prospectivo para la localización de plantas

Un estudio realizado por la Universidad de Carolina de Norte ha demostrado que son

18 los factores de mayor importancia para determinar la localización de una planta

industrial: mercado, trabajo, transporte, materia prima, disponibilidad de lugar,

características de la ciudad, servicios básicos, infraestructura, impuestos, planes de

desarrollo urbano, gestión de los gobiernos locales, disponibilidad de ambientes para

trabajo o gestión, aspectos culturales de la comunidad, disponibilidad de habitaciones,

calidad del sistema de seguridad y de las estaciones de bomberos, clima, proximidad a

los hogares e incentivos especiales. Estos 18 factores representan de manera general

los puntos de mayor preocupación de todas las empresas localizadas en la zona de

estudio.

La siguiente relación es una lista de control (check list) que deben ser consideradas en

toda propuesta de localización industrial. La lista de control comprende factores

macro y micro de manera, complementaria en algunos casos, a los factores mencionado

anteriormente:


34

Análisis prospectivo para la localización de planta

I. Localización

II. Características territoriales

A. Terreno

B. Elevación

C. Riesgo de inundación

III. Estadísticas poblacionales

A. Crecimiento

B. Urbana

C. Suburbana

D. Empleo

E. Breve reseña histórica

IV. Administración civil

A. Partidos políticos

B. Formas de gobierno

1. Policía

b. Personal

c. Equipamiento

d. Patrullaje (propiedades industriales)

2. Bomberos

a. Personal

b. Equipamiento

c. Pérdidas anuales

d. Tipos de seguro por incendio

e. ¿Las plantas cuentan con rociadores?

3. Calles y pistas

a. Limpieza (frecuencia)

b. Kilómetros pavimentados

c. Programa previsto de construcción

4. Alcantarillado

5. Disposición de basura

6. Instalaciones hospitalarias

a. Número de médicos

b. Número de camas

7. Poder judicial

C. Impuestos

1. Bienes inmuebles

2. Valor porcentual

3. Impuestos municipales. Predios

4. Licencia de funcionamiento

5. Excepciones

6. Facilidades. Promociones


35

D. ¿Es la actitud del gobierno actual el favorecer al sector industrial?

1. Libertad de prensa. Imparcialidad.

2. Comunicación de la industria a la comunidad

E. Ingresos y gastos

F. Endeudamiento

V. Clima

A. Descripción general del clima

B. Temperatura

1. Promedio anual

2. Promedio estacional

3. Niveles máximos y mínimos

C. Precipitación

1. Promedio anual y estacional

2. Nevadas. Promedio

D. Humedad relativa. Promedio

VI. Costo de vida (per cápita)

A. Alquiler

B. Alimentos

C. Vestido

D. Otras necesidades

E. Lujos

F. Tiendas. Supermercados.

G. Pagos de servicios: energía, gas y agua

H. Transporte. Tarifas de buses, avión, taxis y otros

VII. Trabajo

A. Empleos totales

B. Análisis de la disponibilidad de empleos

C. Análisis del desempleo

D. Análisis de disturbios laborales

E. Escalas salariales

F. Máximos y mínimos de horas laborables o turnos

G. Características del trabajo: rural, urbano, agrícola, industrial, minero

H. Porcentajes de empleo: mujeres y hombres

I. Bonificaciones

J. Capacitación

VIII. Facilidades de transporte: terrestre, aéreo, marítimo, fluvial

A. Tipos. Cantidades

B. Frecuencia de servicio. Coberturas

C. Volúmenes y rangos de carga

D. Tránsito privilegiado

E. Restricciones

F. Terminales carga –descarga

G. Tiempo promedio en tráfico urbano


36

H. tasa y costos por accidentes

I. Número anual promedio de pasajeros transportados

J. Calidad de los servicios

IX. Energía y combustibles

A. Energía

1. Servicio

a. Vapor

b. Hidroeléctrica

c. Diesel

2. Confiabilidad del servicio

3. Capacidad de abastecimiento

4. Restricciones estacionales

5. Precios

6. Servicio de iluminación. Rangos

7. Descuentos y penalidades

B. Carbón

1. Centros cercanos de producción

2. Costos

3. Usos del carbón

C. Gas

1. Natural

a. Descripción de la fuente y potencial de abastecimiento

b. Calidad y cantidad

c. Facilidades de distribución

d. Precios por sector: industrial y comercial

2. Artificial

a. Descripción del proceso

b. Calidad y cantidad de abastecimiento

c. Facilidades de distribución

d. Precios

X. Agua

A. Agua de cañerías

1. Descripción del sistema

2. Presión

3. Capacidad: bombeo, ablandamiento

4. Tratamiento para purificación

5. Consumo

6. Precios: comercial e industrial

B. Agua de ríos

1. Fuentes de abastecimientos. Distancia de la ciudad. Caudal

2. ¿Se aplican tratamientos? Costos

C. Agua de lluvias

1. Calidad. Temperatura

2. Costo de tratar el agua


37

XI. Manufactura

A. Número de establecimientos. Tipos de industria. Líneas de producción

B. Número promedio de empleados

C. Salarios promedio que se pagan

D. Costo de los materiales que se consumen

E. Valor de los productos

F. ¿Qué industrias han trasladado sus operaciones a otros sitios en los últimos cinco

años? ¿Por qué?

G. ¿Qué industrias se han trasladado internamente en los pasados cinco años?

H. Legislación. Seguridad. Zonificación

XII. Datos financieros

A. Bancos: tipos, cantidad, respaldo, etc.

B. Recursos. Tasas. Inversión en industrias

XIII. Educativos, recreacionales, cívicos

A. Instituciones educativas: colegios, universidades

B. Iglesias. Tipos. Cantidades

C. Deportivas. Cantidad. Tipos

D. Diarios. Locales. Internacionales. Cantidades de circulación

E. Hoteles. Categorías. Cantidades

XIV. Costo de construcción

A. Costo promedio por metro cuadrado (sector comercial)

B. Costo promedio por metro cuadrado (sector industrial)

XV. Sitio o zona de ubicación

A. Superficie

B. Proximidad a vías de comunicación

C. Elevación

D. Accesibilidad a energía, gas, agua

E. Servicios sanitarios: desagüe

F. Cercanía a bomberos. Tiempo de acceso

G. Nivel freático

XVI. Incentivos especiales

A. Exenciones fiscales

B. Liberaciones de impuestos

C. Cooperación internacional


38

4. TAMAÑO DE PLANTA

El impacto del tamaño de una planta industrial tiene gran incidencia en el nivel de las

inversiones y costos, y en la rentabilidad que puede generar la implementación. De

igual forma, determina el nivel de operaciones que justificará los ingresos por venta.

Por lo tanto, determinar el tamaño de una nueva planta industrial es un análisis de las

relaciones que existen entre el tamaño y la demanda, la disponibilidad de las materias

primas, la tecnología, los equipos y el financiamiento.

4.1. Factores para determinar el tamaño de planta

Determinar el tamaño de una planta responde al análisis integral de varios factores,

como la demanda del mercado, costos de inversión, transporte, tecnologías, recurso,

financiamiento, etc.

4.1.1. Relación tamaño – mercado.

Este factor considera la demanda insatisfecha de los consumidores sobre

determinado producto. La demanda insatisfecha debe ser mayor al tamaño propuesto

de la planta, y por lo general, la planta solo cubre una parte de dicha demanda. La

demanda cubierta nos señala el límite máximo de la planta.

Debe de considerarse, que el tamaño de planta no solo debe responder a una situación

de corto plazo, sino también a una demanda dinámica.

4.1.2. Relación tamaño-tecnología

El tamaño de la planta también puede ser definido por la capacidad productiva de los

equipos y maquinarias, que determina el volumen de unidades a producir. La selección

de la tecnología determinará la ampliación o el impedimento de expansión de la planta,

razón por la cual es recomendable optar por una capacidad instalada superior a la

requerida inicialmente. Esta relación permitirá determinar la capacidad instalada

mínima de la planta.

4.1.3. Relación tamaño-punto de equilibrio

Éste nivel mínimo de producción nos indica que por debajo de ese nivel no es

aconsejable producir porque los elevados costos unitarios. Se considera en este caso


39

el análisis del punto de equilibrio, que nos da aquella producción en el que la empresa

conoce también el límite mínimo del tamaño de planta.

Fig. 1: Relaciones determinantes del límite máximo y mínimo de una planta

4.1.4. Relación tamaño-materia prima

La relación analiza las limitaciones y disponibilidad de materia prima o insumos en la

cantidad y calidad necesaria, según la naturaleza de la planta.

El análisis incluye identificar a proveedores, verificar precios, importaciones,

exportaciones, etc. En base al análisis se decidirá por un tamaño de planta menor al

límite máximo.

4.1.5. Relación tamaño-financiamiento

La relación permite determinar un tamaño de planta que pueda financiarse, y en lo

posible con bajos intereses.

4.1.6. Relación tamaño-inversión

Los costos no crecen en la misma proporción que lo hace el tamaño de la planta. Por

este motivo, cuando se dispone de datos para un proyecto similar pero de diferente

capacidad del deseado, pueden aproximarse los costos de plantas o equipos. La

relación puede expresarse de la forma matemática:

LÍMITE MÁXIMO

DE PLANTA

LÍMITE MÍNIMO

DE PLANTA

MERCADO

TECNOLOGÍA

ó

PTO. EQUILIBRIO

LÍMITE MÁXIMO

DE PLANTA

LÍMITE MÍNIMO

DE PLANTA

MERCADO

TECNOLOGÍA

ó

PTO. EQUILIBRIO


40

X

Q

QII

1

212

22 QcapacidadlaparadeseadainversiónI

11 QcapacidadlaparaconocidainversiónI

El exponente “x” de la ecuación se conoce como el factor costo-capacidad. Como valor

promedio, éste tiende a 0,6 y es por ello que esta relación se conoce como la regla de

los seis décimos.

A esta relación también se le conoce comúnmente como la Ley de Williams. Por

ejemplo, se ha determinado que la inversión necesaria para implementar un proyecto

para la producción de 30.000 toneladas anuales de azufre es de $18.000.000, para

calcular la inversión promedio requerida para producir 60.000 toneladas anuales, con

un “x” de 0,64, se obtiene un valor de $ 28.049.925. El cual representa la inversión

promedio que se puede asociar a ese tamaño de planta.

Lo anterior es valido dentro de ciertos rangos, ya que las economías de escala se

obtiene creciendo hasta un cierto tamaño, después del cual “x” empieza a crecer.

Cuando se hace igual a uno no hay economías de escala.

La aplicación de la relación matemática puede permitir, por ejemplo, determinar saber

el costo de una misma planta si se triplicara su capacidad:

933,11

36,0

1

2

1

212

I

I

Q

QII

X

En este caso, el costo de la planta aumentará en un 93,3% si se triplica su capacidad.

Un análisis muy interesante sobre la aplicabilidad de esta relación, la presenta Poveda

(2000) en uno de sus artículos, quien analiza dos situaciones para la capacidad de una

planta, en la cual asume un crecimiento exponencial anual de la producción:


41

Situación 1. Para una producción inicial (Po) muy cercana a la capacidad de la

planta instalada (Qi):

Fig. 2: Saturación rápida de la capacidad de planta

hará que el proyecto deje de percibir mayores ganancias, por una rápida

saturación de la capacidad instalada.

Situación 2. Para una producción inicial (Po) muy pequeña en relación a la

capacidad de planta instalada (Qi):

Fig. 3: Exceso de capacidad instalada

La planta no proveerá ingresos, y de acuerdo a la figura, existe una diferencia

de capacidad (Qi – Qf) que no llega a utilizarse.

De las situaciones anteriores se puede concluir que no es recomendable tener una

capacidad demasiado pequeña que no permita recibir mayores ganancias, y una planta

Q

Tiempo

Po

h t

Qi

h: representa el

tiempo durante el

cual la producción

se hace constante

Qi

Tiempo

Po

t

Qf

Q


42

demasiado grande que implique costos adicionales, y lo peor, que no provea beneficios

económicos.

Poveda sostiene que la capacidad de planta se alcance en un tiempo intermedio, y que

la clave no está no está en determinar el momento (h) en que se alcanza la capacidad,

sino en determinar que capacidad (Q) permite maximizar un criterio económico dado.

Fig. 4: Relación óptima producción-capacidad

Con los límites de tamaños establecidos, el responsable del diseño seleccionará aquel

tamaño que resulte más apropiado.

Q

Tiempo

Po

h t

Qi


43

5. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

La distribución en planta considera el número de actividades a realizar en el proceso

productivo, de manera que proporcione a la empresa un aumento en la eficiencia, y por

lo tanto en la competitividad, y que permita hacer frente a la imprevista dinámica del

mercado consumidor. Una correcta distribución en planta permite reducir los

requerimientos de espacios, menor desplazamiento y control del material, mayor

seguridad de los trabajadores, disminuye los retrasos y la congestión, facilita el

mantenimiento y los ajustes o cambios en el proceso.

Moore, en su libro “Plant layout and design” sostiene “que una distribución óptima es

la que proporciona la máxima satisfacción a todas las parte que se ven involucradas en

el proceso de implementación”. Por su parte, Muther define la buena distribución,

“como la distribución de los costes de fabricación”. Para Shayan, la distribución en

planta “es la disposición óptima de un grupo de instalaciones sujetas a restricciones

cualitativas o cuantitativas”.

5.1. Principios de la distribución en planta

Muther plantea seis principios como base metodológica que permita analizar el

problema de la distribución en planta de forma ordenada y sistémica. Cada principio

está referido al caso en que se tenga que decidir por una de varias distribuciones,

siempre en igualdad de condiciones:

Integración. Todas las partes de una empresa deben estar integradas, sean

estos materiales, operarios, maquinarias, equipos, actividades, etc.

Mínima distancia recorrida. El material entre operaciones debe tener el

recorrido más corto.

Flujo de materiales. Las áreas de trabajo deben estar ordenadas de tal forma

que las operaciones o procesos estén en la misma secuencia en que se aplican el

tratamiento, elaboración o montaje.

Espacio cúbico. Se tiene que aprovechar todo el espacio disponible horizontal-

vertical.


44

Confort. Deben darse siempre las condiciones más satisfactorias y seguras

para los operarios, maquinaria y materiales

Flexibilidad. Será mejor la distribución que pueda ser ajustada o reordenada

con menos costos, inconvenientes e impacto negativo.

5.2. Tipos de distribución en planta

Los tipos de distribución de planta están relacionados directamente a las siguientes

operaciones industriales:

elaboración (cambio de forma física o geométrico),

tratamiento (cambio de características, propiedades químicas o de estructura),

montaje (adición de otros elementos o materiales a una primera pieza).

Según la organización del proceso productivo, analizaremos los siguientes tipos:

5.2.1. Distribución por posición fija.

La distribución por posición fija se emplea fundamentalmente en proyectos de gran

envergadura en los que el material permanece estático.

Producto - Bajo pedido.

- Bajo volumen de producción.

Líneas flujo material - No definidas.

- Material estático.

Cualificación del trabajador - Gran flexibilidad.

- Alta cualificación.

Necesidad de personal - Para programación y coordinación.

Manejo de materiales - Flujo variable

- Equipos de manejo generales.

Inventarios - Variables, continuas modificaciones.

Uso de espacios - Baja producción por unidad de espacio.

Inversión - Equipos y procesos móviles de propósito

general.

Coste del producto

- Bajos costes fijos.

- Elevados costes variables (mano de obra y

materiales)

Fig. 5: Características distribución fija - criterios productivos


45

5.2.2. Distribución por producto. Se aplica para altos volúmenes de producción en

configuraciones continuas (refinerías, fábricas de papel, centrales térmicas, etc.) o

repetitivas (líneas de producción de electrodomésticos, cadena de lavado de vehículos,

etc.). El producto recorre la línea de producción de una estación a otra siendo

sometido a todas las operaciones necesarias.

Producto - Demanda estable y producto estándar.

- Alto volumen de producción.

Líneas flujo material - Procesos lineales

- Secuencia igual para todos los productos.

Cualificación del trabajador - Rutinario y repetitivo.

- Especializado.

Necesidad de personal

- Gran cantidad.

- Planificación de material-operarios.

- Trabajo de control y mantenimiento.

Manejo de materiales - Predecible.

- Flujo sistemático y automatizable.

Inventarios - Mucha rotación de materiales, inventarios

reducidos.

Uso de espacios - Eficiente.

Inversión - Elevada en equipos especializados.

Coste del producto

- Altos costes fijos.

- Bajos costes variables (mano de obra y

materiales)

Fig. 6: Características distribución por producto - criterios productivos

En este tipo de distribución, el producto determina el número de puestos de trabajo.

Toda línea de producción debe ser equilibrada, de manera que cada estación de

trabajo sea lo más eficiente posible. Si la línea no está equilibrada, el nivel de

producción de la línea será el de la estación de trabajo más lenta. Es la solución ideal

cuando se tiene un producto o productos similares, y que son fabricados en grandes

cantidades.

Fig. 7: Línea de producción por producto

Materia

Prima A B C D

Producto

Terminado


46

La distribución orientada al producto presenta las siguientes ventajas y desventajas:

Ventajas Desventajas

No tiene stocks intermedios Tiempos de fabricación dependen de

la actividad más lenta

Trabajos en proceso (casi nulo) Elevada inversión

Tiempo mínimo de fabricación Trabajo repetitivo y rutinario

Especialización Costos fijos altos

Aprendizaje rápido Equipos especializados

Proceso estandarizado Coste unitario bajo

Mano de obra poca cualificada Sistema depende de las partes

Eficiente uso del espacio Elevado personal de supervisión

Fig. 8: Ventajas-desventajas de distribución por producto

En distribuciones en planta por producto, se deben considerar las siguientes

ecuaciones:

ciclodeTiempo

tareacadadetiemposestacionesdemínimoNúmero

El tiempo de ciclo, ya se ha definido en el primer capítulo, pero se puede también

determinar a partir de las expresiones:

unidadesdediariaDemanda

díapordisponibleproduccióndeTiempociclodeTiempo

produccióndeTasa

díapordisponibleproduccióndeTiempociclodeTiempo

Y la eficiencia:

ciclodetiempotrabajodeestacionesnúmero

tareasdetiemposEficiencia


47

En el equilibrado de la línea de producción para la organización de las distintas

actividades, se recomienda considerar dos métodos o reglas:

El método de más tareas siguientes. Que significa que entre las tareas

disponibles debemos elegir la que tenga más tareas siguientes o posteriores.

El método de tiempo de tarea más largo. En donde la asignación de tareas se

debe realizar empezando por aquellas que tengan una mayor duración.

El siguiente ejercicio muestra el equilibrado de la línea de producción y la aplicación

de los dos métodos:

Ejercicio 16. Vasca tiene tareas productivas que se desarrollan en una cadena

de montaje, con un tiempo máximo (estimado) en cada estación de trabajo de

12 minutos. Se pide calcular el menor número de estaciones de trabajo; el

equilibrado de la cadena de montaje; y la eficiencia del equilibrio propuesto.

Solución:

Cálculo del número de estaciones:

6,412

12112271012

ciclodeTiempo

tareacadadetiemposestacionesdeNúmero

El número de estaciones mínimo teórico es de 4,6 que equivale a 5 estaciones

de trabajo. Para diseñar la distribución inicial de la planta productiva que

permita el equilibrado de la cadena o línea de producción debemos seguir la

regla o el método de más tareas siguientes:

D

E

F G C B A

12 minutos 10 7

2

2

11 12


48

Tarea Número de tareas

siguientes

Tareas

siguientes

Orden de

asignación

A 6 B, C, D, E, F. G 1°

B 5 C, D, E, F, G 2°

C 4 D, E, F, G 3°

D y E 2 F, G 4°

F 1 G 5°

G O - - - -

El paso siguiente es asignar las actividades apropiadas a cada estación de

trabajo, teniendo en cuenta que el tiempo máximo disponible es de 12 minutos

(tiempo de ciclo). Resultando:

De esta forma, la primera estación y la última consumen los 12 minutos. Las

demás estaciones suman un tiempo muerto total en la fábrica de 4 minutos por

ciclo.

La solución presentada no incumple los requerimientos de la secuencia y las

tareas que se han asignado a las 5 estaciones de trabajo.

Ahora, si para lograr el equilibrado se utiliza la regla o el método de tiempo de

tarea más largo, la asignación de tareas se debe realizar empezando por

aquellas que tengan una mayor duración.

D

E

F G C B A

12 minutos 10 7

2

2

11 12

Estación de trabajo 1






49

Esto supondría un cambio con respecto a la solución anterior, porque las

actividades C, D, y E (con una duración total de 11 minutos) se asignarían a la

estación de trabajo 2 donde está B (que tiene una duración de 10 minutos).

Esta solución incumple los requerimientos de la secuencia de producción.

Entonces la eficiencia del equilibrio de la cadena de montajes es:

%33,93

125

56

ciclodetiempotrabajodeestacionesnúmero

tareasdetiemposEficiencia

Ejercicio 17 (propuesto). La empresa industrial BASE se dedica a la

fabricación y montaje de pequeños electrodomésticos. La experiencia y la

tecnología ha hecho que la empresa aumente su eficacia en el montaje a un

promedio de 300 tostadoras diarias, trabajando 8 horas al día, con un receso

de 30 minutos para almorzar. La línea de ensamblaje de las tostadoras se ha

proyectado de forma que realizando cinco actividades se consiga el montaje

final del producto, como se muestra en la tabla.

Tarea Tiempo (seg) Tareas pendientes

A 85 ---

B 45 A

C 80 ---

D 45 C

E 90 B, D

Se pide

representar el diagrama de precedencias que muestre las relaciones

secuenciales en el montaje de un tostador,

¿cuál es el tiempo máximo permitido a cada estación de trabajo de la línea

para completar el conjunto de tareas asignadas?,


50

determine el número mínimo de estaciones de trabajo y asigne las tareas

correspondiente,

¿cuál es la eficiencia en el equilibrado de la línea de ensamble?

Una vez que se ha realizado el proceso de equilibrado, se debe analizar con detalle el

resultado obtenido porque la solución NO debe incumplir los requerimientos de la

secuencia de producción. Las secuencias seguidas por el material al trasladarse de

tarea en tarea pueden seguir los siguientes flujos:

Se aplica cuando los procesos son

simples.

Se aplica cuando la línea de producción

es mayor que la permitida por el área

física de la fábrica

Se aplica cuando se desea que el

producto final termine en un local

cercano al ingreso.

Se aplica cuando se desea que un

producto final regrese al origen de

proceso.

Fig. 9: Alternativas de flujo según el proceso o producto


51

5.2.3. Distribución por proceso. Esta distribución es adecuada a la producción

organizada por lotes y/o intermitentes, es decir, cuando los flujos de trabajo no están

normalizados para todas las unidades de producción.

En este tipo de distribución los equipos y el personal se encuentran agrupados por el

tipo de función que realizan; y buscan responder a una determinada variedad de

productos y/o exigencias de clientes.

Producto

- Varios productos con operaciones

comunes.

- Variable volumen de producción.

- Demanda variable.

Líneas flujo material - Líneas entremezcladas.

Cualificación del trabajador - Intermedia.

Necesidad de personal

- Personal de planificación, manejo de

materiales, producción, control de

inventarios.

Manejo de materiales - Flujo variable

- Posibilidad de duplicidad en el manejo.

Inventarios - Largos.

- Mucho trabajo en curso.

Uso de espacios - Poco efectivo.

- Aumenta por trabajos en curso.

Inversión - Equipos y procesos flexibles.

Coste del producto

- Bajos costes fijos.

- Elevados costes variables (transporte y

materiales) Fig. 10: Características distribución por proceso – criterios productivos

En la distribución por proceso se debe determinar la disposición relativa

interdepartamental, en base a criterios de costes de manejo de materiales, distancias

recorridas, costes de flujos, etc.

En este tipo de distribución son necesarios equipos y maquinarias genéricas, además

de trabajadores de nivel técnico relativamente especializado capaces de realizar

diferentes actividades.


52

La distribución orientada al proceso presenta las siguientes ventajas y desventajas:

Ventajas Desventajas

Flexibilidad Flujo de trabajo variable

Trabajos en proceso (casi nulo) Altos inventarios de materia prima

Costos fijos bajos Tiempos de ejecución altos

Fiabilidad Aprendizajes largos

Baja inversión en equipos Baja productividad

Personal con diversas tareas Coste unitario elevado

Personal cualificado Necesidad de medios de transporte

Baja inversión Ineficiente uso del espacio

Fig. 11: Ventajas-desventajas de la distribución por proceso

Uno de los aspectos cuantitativos y cualitativos está dado por el dimensionado del

centro de producción, considerando las siguientes áreas:

Área de proceso. Importante para el desarrollo de los procesos y todas las

operaciones relacionadas (abastecimiento o carga de las maquinarias, manejo

de dispositivos, etc.)

Área para equipos. Es el espacio necesario para el posicionamiento de los

mismos.

Área de mantenimiento. Es el espacio que se debe destinar para que el

mantenimiento de los equipos y maquinarias se pueda realizar con libertad de

acción.

Área del operador. En la operación de las máquinas o equipos, el operador debe

disponer de tres áreas:

- para el desplazamiento relativo del operador en su máquina, y en las

diferentes posiciones que ello implica,

- para los movimientos que el operador debe efectuar,


53

- para en el aspecto de seguridad, asegurar la libertad de movimientos, y

en algunos casos evitar sensaciones de riesgo, y de encierro (aspectos

sicológicos). Se debe considerar situaciones simultáneas de entrada y

salida al centro de producción.

Área de acceso para medios de transporte. Los medios de transporte son

fundamentales para el proceso en el abastecimiento y/o retiro de

materia/insumos/piezas. En algunos casos hay que considerar la tercera

dimensión.

Área para productos terminados o en proceso. Dependerá de la programación

de la producción, previendo siempre las condiciones más desfavorables.

Área para equipos e instrumentos.

Área para residuos y desechos. En algunos procesos industriales se generan

volúmenes significativos de residuos, que debe considerarse un área para

acumularlos hasta su disposición final.

Área de servicios de planta. Todo centro de producción cuenta con servicios

adicionales, como los sistemas de ventilación e iluminación, aire comprimido,

etc., que deben ser localizados en áreas que no dificulten el proceso o

movimiento del personal.

Área administrativa y de gestión. Espacio dedicado para oficinas (producción,

contabilidad, compras, almacén, etc.)

Uno de los métodos para determinar de manera general las áreas principales en una

distribución de planta industrial, es el método de Guerchet, que calcula las áreas por

partes en función a los elementos que van a distribuir. El método considera en el

cálculo del área total tres componentes (superficie estática, superficie de gravitación

y superficie de circulación):

Superficie estática (Se). Es el área efectiva ocupada por el equipo o puesto de

trabajo.


54

Se = largo * ancho

Superficie de gravitación (Sg). Es el área necesaria para la circulación del

operador alrededor de su máquina, incluyendo el área ocupada por las materias

primas y piezas en proceso junto al puesto de trabajo. También se le llama

superficie de giro. En el caso de superficies para almacenes, no se considera la

superficie de gravitación. Se obtiene por la expresión:

Sg = Se * N

“N” representa el número de lados accesibles de la maquinaria/mueble/equipo.

Superficie de evolución (Sc). Es el área necesaria para el movimiento y acceso

al centro de producción del personal, material, y actividades de mantenimiento.

También se le conoce como superficie de circulación.

Sc = k ( Se + Sg )

Donde “k” representa la altura promedio ponderada de personas u objetos que

se desplazan, como por ejemplo, los operarios, una carretilla, un coche de

herramientas, un montacargas, etc.

Pudiendo variar su valores entre 0,05 a 3,0. El valor de “k” depende del tipo y

de la finalidad de la instalación. Algunos valores de “k” se muestran en la tabla:

Tipo de industria k

Industria pesada 0,05 – 0,15

Trabajo en cadena 0,10 – 0,25

Textil (hilados) 0,05 – 0,25

Textil (tejidos) 0,50 – 1,00

Joyería y relojería 0,75 – 1,00

Industria pequeña 0,50 – 2,00

Industria mecánica en general 2,00 – 3,00

Fig. 12: Valores promedios de “k” según el tipo de industria


55

Y como se mencionó anteriormente, el área total estará determinada por la suma de

sus tres componentes:

St = Se + Sg + Sc

El coeficiente de “k” es posible calcularlo de la siguiente manera:

nS

hnS

nA

hnA

h

hk

S

SEE

EM

*

***2

*

**

*2

hEM = altura promedio ponderada de elementos móviles

hEE = altura promedio ponderada de elementos estáticos

A= área del elemento móvil (cuando está fijo)

n = número de elementos de cada tipo (móviles o estáticos)

h = altura de elemento (móvil o estático)

Ejercicio 18 (propuesto). Hallar el área total requerida para las máquinas e

instalaciones de una pequeña industria en donde laboran 10 operarios (la altura

promedio para un operario es de 1,65 metros, con un área de ocupación de 0,50

m2). Información adicional se muestran en la tabla. (Rpta. 104 m2)

Elementos n N L a h

Armario 1 1 2,20 0,75 1,25

Torno 1 1 1,75 1,20 0,90

Fresadora 3 2 1,50 0,75 0,72

Rectificadora 2 2 1,20 0,80 0,80

Mesa 4 4 2,00 0,80 0,60

Coche 4 -- 1,20 0,75 1,20

Carretilla 2 -- 1,20 0,80 0,75


56

5.2.4. Distribución por grupos de tecnología

Este tipo de distribución se basa en la filosofía de agrupar las partes similares y

ordenar en una célula de trabajo los procesos necesarios para que las partes queden

ordenadas dentro de una célula especializada de trabajo. La fabricación celular busca

poder beneficiarse simultáneamente de las ventajas derivadas de las distribuciones

por producto y de las distribuciones por proceso, particularmente de la eficiencia de

las primeras y de la flexibilidad de las segundas.

Producto - Series pequeñas y medianas (lotes)

- Flexibilidad. Amplia gama de productos.

Líneas flujo material - Cortas y sencillas.

Cualificación del trabajador - Flexible para operar máquinas y

procesos.

Necesidad de personal - Prácticamente nula, solo supervisón.

Manejo de materiales - Síncrono. Automático.

Inventarios - Mucha rotación, inventarios reducidos.

Uso de espacios - Muy efectiva

Inversión - Equipos y procesos flexibles.

Coste del producto - Costes fijos elevados.

- Costes variable bajos. Fig. 13: Características distribución por grupo de tecnología – criterios productivos

5.3. Disposición de áreas

El siguiente paso será disponer y cuadricular las áreas principales dentro de la

superficie total estimada para la planta (que lógicamente estará sujeta a ciertos

ajustes). Esta disposición previa, permitirá ir dándole forma al diseño de la planta, y

es seguro que se presentarán varias soluciones. En ese sentido existen métodos

cualitativos y cuantitativos que de manera alguna ayudan en la disposición óptima de

las áreas. Uno de los principales métodos cuantitativos es el método de minimización

de coste por transporte, que puede estar referido, según sea el caso, a cargas,

mantenimiento, materiales, etc.


57

La distribución por proceso busca que los costos por manejo de materiales sean

minimizados, optimizando el flujo entre departamento. En ese sentido, el coste estará

determinado por el número de cargas movidas entre los departamentos o secciones y

el coste de transportar una carga entre dichas secciones:

jiji

n

j

n

i

CXCoste *11

donde:

n = número total de secciones o centros de trabajo

i, j = secciones individuales

Xij = número de cargas/materiales/etc., movidas de la sección i a la sección j

Cij = coste de transportar una carga/material/etc., entre las secciones i y j

Ejercicio 19. Lácteos S.A. es una empresa formada por cuatro centros de

trabajo que el año pasado realizó cambios en la distribución de la planta,

esperando ahorrar más del 25% de los costes relacionados con la manipulación

de materiales entre las secciones de la fábrica. Se pide, determinar el coste

total de la nueva distribución. ¿Se logró reducir los costes en más del 25%, si

el coste total de la antigua distribución era de $55.000?

Número de cargas semanales

entre secciones

Hasta De

A B C D

A 750 235 100

B 860 300

C 900

D

Coste de traslado de cargas

entre secciones ($)

A B C D

A 10 20 30

B 10 20

C 10

D


58

Solución:

Cálculo del coste total:

jiji

n

j

n

i

CXCoste *11

Coste total = (750*10)+ (235*20)+ (100*30)+ (860*10)+ (300*20)+ (900*10)

Coste total = $38.000

El costo obtenido representa un 29,45% menos del semestre anterior.

Ejercicio 20. Una empresa de costura presenta el siguiente informe: se

cortaron un total de 5.600 prendas que pasaron a ser confeccionadas. Pero

durante la confección de las mismas una máquina tuvo problemas y solo se

plancharon 5.400. Las 200 restantes pasaron de la sección de confección a la

de corte y se aprovecharon para tallas menores. Otro problema, al cortar los

patrones de 275 pantalones, pues el tejido estaba arrugado y hubo que

plancharlo. El taller solicitó una remesa de 800 camisas, que pasaron

directamente de la sección de confección a la de planchado (porque los

patrones ya venían cortados). La distancia que separa las secciones es de 5

metros para todas. Se pide calcular el coste o movimiento total de la empresa.

Solución:

Elaborando la matriz para conocer el flujo de prendas:

Hasta De

Corte Confección Planchado

Corte 5.600 275

Confección 200 5.400 + 800

Planchado

En este caso, el coste total es equivalente a los movimientos que se produce en

el taller, mediante la formula:


59

jiji

n

j

n

i

CXCoste *11

Esta vez, Xij representa el número de prendas que se trasladan de la sección i a

la sección j. Además, Cij es la distancia medida entre las secciones i y j :

Movimiento total = (5.600*5) + (275*10) + (200*5) + (6.200*5)

= 62.750 metros

5.4. Disposición del recorrido y/o actividades

El análisis de las relaciones entre actividades permite determinar el tipo y la

intensidad de las interacciones entre las actividades productivas, los servicios,

mantenimiento y medios auxiliares. Las relaciones entre actividades, no siempre están

referidas a materiales y/o productos, sino también a exigencias en que determinado

proceso requiera una determinada posición. El método permite representar y

clasificar las intensidades y sus relaciones, a través de una tabla relacional de

actividades, que consiste en un cuadro en el que se plasman los valores de proximidad

entre cada actividad y las restantes:

Valor Proximidad

A Absolutamente

E Especialmente

I Importante

O Ordinario

U Indiferente

X Indeseable

Fig. 14: Valores de proximidad de áreas

Tomando como ejemplo una empresa metal-mecánica, la cual se constituye por ocho

áreas de trabajo: recepción, almacén, herramientas, mantenimiento, producción,


60

vestuarios, comedores, oficinas, se presentan sus actividades en un diagrama de

relaciones así como las razones que respaldan su valor de proximidad:

Clave Razón

1 Uso de información común

2 Comparten el mismo personal

3 Comparten el mismo espacio

4 Grado de contacto personal

5 Existe contacto a través de papeleo

6 Secuencia de flujo de trabajo

7 Realizan trabajo similar

8 Usan mismo equipo

9 Molestia por causa de olores

Fig. 15: Razones de los valores de proximidad

Fig. 16: Matriz de relaciones valor-razón de áreas

Recepción

Almacén A

1, 2, 3

Herramientas O

6

O

6

Mantenimiento A

1, 2, 8

O

6

O

6

Producción A

6

A

6

A

6

I

6

Vestuarios E

4

U

-

U

-

U

-

U

-

Comedores I

2

E

4

U

-

U

-

U

-

U

-

Oficinas O

9

X

1

E

1, 4

O

4, 5

U

-

O

5

O

5

Valor

Razón


61

El diagrama anterior muestra por ejemplo, el valor de la relación entre las áreas de

recepción y producción, así como la razón de dicho valor. Y que se resume de la

siguiente manera:

Fig. 17: Determinación final de las proximidades de las áreas

Una vez realizado el diagrama de relaciones, se ordenan las áreas de actividades

de acuerdo a los resultados obtenidos en la tabla anterior:

1. Recepción 2. Almacén 4. Mantenimiento

6. Vestuarios 5. Producción 3. Herramientas

7. Comedores 8. Oficinas

Fig. 18: Esquema general del recorrido según valor de las proximidades

A O

Recepción

O O I O

A A

Almacén

Herramientas

Mantenimiento

Producción

Vestuarios

Comedores

Oficinas

A

A

U U U

U U U

U U

E

E

I

O

O

O

E

X

U

O


62

Luego, el paso a seguir es cambiar el tamaño de las áreas a su tamaño más real (a

escala), siendo aún un plano previo y parcial:

Fig. 19: Distribución previa de planta según proximidad de áreas

El paso final consiste en llevar las áreas a un diseño exterior simple:

Fig. 20: Distribución de planta (caso: empresa metal-mecánica)

Recepción

Almacén Herramientas Mantenimiento

Producción

Comedor

Oficina

Vestuarios

Recepción

Almacén Herramientas Mante-

nimiento

Producción

Comedor Oficina

Vestuarios


63

6. ELEMENTOS DE SERVICIO DE LAS PLANTAS INDUSTRIALES

Una planta industrial es un sistema caracterizado por un cierto grado de complejidad

orientada a la transformación de recursos por medio de maquinaria, equipos e

instrumentos. Pero estas plantas confían sus procesos en los servicios de la planta, que

a pesar de no ser directamente productivos son esenciales para los fines de la

producción. Entre estos servicios industriales tenemos:

Servicios industriales. Se entiende al conjunto de equipos para la producción o

aprovisionamiento y la distribución de fluidos necesarios para el

funcionamiento de la planta, como el agua, el aire comprimido, la energía

eléctrica, el vapor, etc. Con tal termino se refiere también al

acondicionamiento ambiental, como la aspiración de humos y polvos, tratamiento

de las aguas, calefacción, condiciones de seguridad, etc.

Servicios generales. Referido al conjunto de oficinas, laboratorios, comedor,

enfermería, etc.

Servicios auxiliares. Son las oficinas auxiliares, taller de mantenimiento, sala

de herramientas, etc.

Servicios higiénicos –sanitarios. Referido a las duchas, baños, vestidores, etc.

6.1. Clasificación de los servicios

Los servicios pueden ser clasificados en base a diferentes principios. El principio de

uso, que comprende a las maquinarias, medios de transporte de personal; y el principio

de flujo, relacionado a los servicios de alimentación (de una central a los puntos de

uso) y los servicios de descarga (efluentes, residuos) hasta el punto de recolección y

tratamiento.

6.2. Factores de selección de un servicio

Los factores a considerar son del tipo cualitativo y cuantitativo. El factor cualitativo

ve por la estética, las bondades del servicio, la seguridad del personal, etc. Por otra

parte, el factor cuantitativo está referido a elementos de costo y la seguridad de


64

funcionamiento, etc. La selección final de un servicio estará basada en el costo y la

eficiencia (seguridad de funcionamiento).

6.2.1. El factor costo. El costo representa el factor más importante en absoluto.

Dando por hecho que paralelamente se seleccionará la solución más segura para el

personal. El costo viene compuesto por dos elementos: el costo de la planta (suma de

cada componente de la planta) y el costo de servicio (suma de todos los costos que se

deben afrontar en un cierto periodo de tiempo (año) para garantizar el funcionamiento

y mantenimiento de la planta).

Los dos elementos tienen un peso diferente en la toma de decisiones. El costo de la

planta requiere un mayor apoyo financiero, casi siempre a través de una deuda. Es un

costo que no se puede evitar. Por el contrario el costo de servicio de toda la planta, o

al menos un servicio particularmente económico, determinará e incidirá en los costes

globales de funcionamiento, pero específicamente en la fiabilidad del mismo.

6.2.2. El factor eficiencia. El factor eficiencia de un sistema de servicio representa

uno de los elementos fundamentales de evaluación de las decisiones tomadas en la

selección del sistema. La eficiencia de un servicio tiene un impacto económico

importante en la vida de toda la planta industrial, particularmente, interesa saber o

poder prever, cuando puede fallar el servicio y por lo tanto cuando puede fallar uno de

los componentes. En práctica, se trata de un problema de seguridad de la planta y de

fiabilidad. Siendo lo máximo que se pueda conocer la probabilidad y frecuencia de falla.

El análisis de cada componente debe iniciarse con el conocimiento de los parámetros

de fiabilidad de los mismos, los cuales deberán estar disponibles en los informes. En

realidad, por un gran número de componentes no se dispone de suficientes datos

experimentales, en todo caso, se debería tener en cuenta las condiciones particulares

del ambiente de trabajo y de las instalaciones para efectuar un análisis apropiado.

6.3. Servicio de transporte y logística industrial

El diseño y la realización de un sistema de transporte eficaz y eficiente al interno de

una planta industrial constituyen un problema de gran importancia durante el diseño


65

de la planta. El transporte no aumenta el valor de los productos terminados, pero si

aumenta el costo, por lo que hay que minimizar y optimizar los traslados, congestiones,

retardos y movimientos vanos. Estudios revelan que los costos de servicio por

transporte pueden incidir hasta en un 35% del total de costo de inversión de una

planta. Los objetivos que se deben perseguir en la concepción de un sistema de

transporte interno son:

Limitar los costos

Reducir los residuos y pérdidas

Mejorar las condiciones de trabajo

Incrementar la eficiencia de la planta

Dichos objetivos se podrían alcanzar utilizando en lo posible transporte mecánico,

verificando con anticipación el nivel de utilización del sistema de transporte que se

pretende realizar, utilizando cuando sea posible los transportes por gravedad,

maximizar dentro del límite las cargas transportadas, concibiendo los sistemas de

transporte con una visión de flexibilidad de cara a empleos futuros, minimizando las

distancias recorridas, maximizando la relación carga transportada y peso del

transportador y minimizando los movimientos.

Cada circuito de transporte está siempre caracterizado de tres fases: carga,

movimiento o traslado y descarga. Los cuales se desarrollan entre los almacenes y los

medios productivos, dependiendo del ciclo productivo. En líneas generales, es posible

minimizar los costos asociados a la realización y uso del sistema de transporte si se

minimiza el uso de almacenamiento intermedio, si se reducen las distancias entre los

puntos a servir, y cuando se optimiza la distribución del sistema de transporte.

6.3.1. Características de los medios de transporte. La característica más evidente

de un medio de transporte es su capacidad de transporte, definida así:

T

QC


66

Donde Q es la cantidad de material a moverse (expresadas en toneladas, número de

piezas, etc., y T el tiempo periódico requerido para trasladar la cantidad Q.

Lo anterior deberá ser adaptado cuando se tenga un transportador continuo, en ese

caso las actividades de carga, transporte y descarga, deberán ser en base a la

capacidad del elemento o componente de menor capacidad. Por ejemplo, si un

transportador de faja se caracteriza por una faja en grado de asegurar un flujo de

material de 70 t/h y de un sistema de alimentación de 50 t/h, la capacidad real del

sistema de transporte es de 50 t/h.

En el caso de un transportador discontinuo, caracterizado por el funcionamiento

contemporáneo de todos los dispositivos, se debe considerar los tiempos requeridos

para el desarrollo de las operaciones de carga (T1), transporte (T2), descarga (T3), y

movimiento o estacionamiento del elemento transportador (T4). Corresponde entonces

una capacidad al sistema de:

4321 TTTT

QC

Otras dos características importantes del sistema de transporte es la zona de

servicio, función de la distribución del transportador y de la trayectoria que se sigue,

y la otra es el espacio que ocupa. Dicha ocupación se debe tener en cuenta en el diseño

de la planta pues representa un costo a tener en cuenta en la selección del tipo a

emplear.

6.3.2. Carácterística de los materiales de transporte. Los materiales de

transporte pueden ser de tres tipos: líquidos, sueltos en forma continua (a granel) y

suelto en forma discreta y lotizada. Los líquidos pueden ser transportados tal cual por

medios de sistemas dimensionadas según los principios de la hidráulica, o como unidad

de carga. La unificación de las cargas es una práctica muy difundida que conlleva a una

drástica simplificación del sistema de transporte, permitiendo maximizar y

aprovechar los medios empleados y reduciendo y optimizando los espacios ocupados.


67

6.4. Servicio de agua potable e industrial

Cada planta industrial tiene necesidad de agua, sea para el desarrollo de los procesos

de transformación, sea para los servicios auxiliares.

En base a la función que el agua tiene en las diferentes situaciones es posible efectuar

una primera clasificación, para comprender la importancia de este servicio y de su

ayuda en el logro de los objetivos de una planta industrial.

6.4.1. Agua de lavado. Es la que viene empleada sea en el lavado de la materia prima

y de los productos intermedios, sea para transportar las impurezas que pueda generar

cada fase del ciclo productivo. Por motivos económicos y la limitada disponibilidad del

recurso se recurre frecuentemente al reciclaje del agua, antes de su descarga final.

6.4.2. Agua de refrigeración. El agua empleada en la refrigeración de maquinaria

industrial debe ser siempre acompañada de un aditivo que inhiba las propiedades

corrosivas y de incrustaciones del agua que pueden dañar la superficie de las máquinas.

6.4.3. Agua de proceso. Es empleada en trabajos particulares en la cual el agua es un

elemento mismo del proceso productivo, es una materia prima. En este caso, se deben

efectuar tratamientos químicos para reducir la agresividad química-física del agua.

6.4.4. Agua para calderos. Estas aguas deben ser tratadas en función del tipo de

caldero y de la temperatura y presión de ejercicio.

6.4.5. Agua potable. Viene utilizada para uso comunitario e higiénico en toda la

planta. Los sistemas de depuración del agua para uso potable pueden ser separados o

integrados con los sistemas de las aguas industriales.

Los consumos de agua de las plantas industriales son extremadamente variable en

función del tipo de planta y del tipo de proceso adoptado. Y su disponibilidad

representa un valor esencial para el desarrollo de una actividad industrial.

En el caso del agua potable, la necesidad mínima promedio diaria en el sector

industrial es de aproximadamente de 60 a 70 litros per cápita, excluyendo el servicio

de restaurantes. Y de acuerdo a las características del proceso productivo será de

vital importancia indicar el grado de dureza del agua a ser utilizada en la planta.


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6.5. Servicio de descarga de efluentes (sólidos-líquidos-gaseosos)

Las plantas industriales modernas tienen en el sistema de descarga uno de los

sistemas de servicio de mayor importancia y atención.

6.5.1. Efluentes líquidos. Las aguas empleadas para uso industrial se dividen en dos

tipos: primaria y residuales. Las aguas primarias son aquellas que llegan a la planta a

través de la red y que se someten, según sea la necesidad, a una serie de tratamientos

para eliminar impurezas o parámetros químicos; por el contrario, las aguas residuales

son aquellas que resultan de un proceso industrial o de los servicios higiénicos-

sanitarios y que deben ser tratadas o eliminadas de la mejor manera.

Normalmente las aguas residuales circulan por gravedad, y muy raramente se recurre

a sistemas de bombeo. A esto se debe sumar la necesidad de prever de acuerdo al

grado de contaminación de las aguas un sistema de alcantarillado diferente. De

manera resumida, se pueden dar las siguientes categorías:

Aguas blancas. Llámense aguas de lluvia, a las que se unen las aguas

industriales menos contaminadas (de lavatorios, de refrigeración, etc.)

Aguas negras. Principalmente proveniente de los servicios higiénicos.

Aguas aceitosas. Constituidas por el conjunto de aguas proveniente de los

diferentes procesos, más las aguas de operaciones de mantenimiento.

Aguas ácidas. Aguas corrosivas y/o tóxicas que provienen de pérdidas o

drenajes de maquinarias de proceso o de bombas, y que deben ser recogidas en

depósitos para efluentes líquidos químicos.

Las aguas residuales deben estar sujetas a un pre-tratamiento consistente en una o

más operaciones físicas o químicas. Seguidas luego de un tratamiento primario en el

que se realiza la decantación, la coagulación o floculación, la flotación, y la depuración

biológica.

Posteriormente siguen los tratamientos secundarios, consistentes en la precipitación

química y los tratamientos terciarios (para aguas muy contaminadas).


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6.5.2. Residuos sólidos. Son los materiales y objetos que derivan de las actividades

humanas y de los ciclos naturales y destinados al abandono por parte de quien los ha

producido. Los residuos pueden ser sujetos a los siguientes tratamientos:

Descarga controlada

Descarga no controlada

Compresión

Incineración

Incineración con recuperación de energía

Pirolisis

Transformación en compostaje

Reciclaje o recuperación

Los tratamientos más utilizados en el sector industrial son la descarga controlada, la

incineración, el compostaje y el reciclaje. Pero la posibilidad de auto producir energía

eléctrica y poder venderla (si fuera el caso) la convierte en una nueva gran posibilidad

que las industrias están considerando desde el punto de vista económico.

6.5.3. Emisiones atmosféricas. La polución atmosférica por las actividades

industriales puede ser de diferentes géneros, en particular:

Polvos. Son partículas sólidas de dimensiones variables que se originan sea en

procesos mecánicos o tratamientos térmicos, y por la acción de las corrientes

de aire.

Humo. Son suspensiones de partículas sólidas de dimensiones macroscópicas

producidas por fenómenos de destilación, condensación, oxidación, etc.

Impurezas en el aire que pueden encontrarse en forma de gas o vapor y con

ciertas características olorosas.

Los parámetros a tener en consideración en la evaluación de la peligrosidad y del

grado de contaminación de la contaminación atmosférica son la composición química, la

granulometría y la concentración de las partículas. La función de los sistemas de

depuración es la de contrarrestar la polución al flujo de aire a través de un circuito de


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depuración, al final del cual el aire viene restituido al ambiente en niveles aceptables

de pureza.

6.6. Servicio antiincendios

Los daños que pueden producirse por un incendio son de notable consideración, sea por

la destrucción de los medios de producción (daños directos) que por la suspensión de

la producción (daños indirectos). Los incendios son extremadamente rápidos en su

propagación, y por la modalidad en la que se manifiestan, tan así de requerir la

intervención inmediata de personal preparado y con el equipo adecuado.

6.6.1. Características de los incendios. In incendio se desarrolla cuando se da un

proceso de oxidación durante el cual se libera la llama que produce una notable

cantidad de calor y se deteriora el material objeto de la combustión. Si el proceso se

auto sostiene, además de producir anhídrido carbónico y monóxido de carbono, se

tiene la formación de brazas y humo, a través de los cuales el incendio puede

propagarse.

Es posible clasificar a los incendios en algunas categorías que ayuden a determinar las

medidas más adecuadas para combatirlas:

Clase A. Incendios de materiales sólidos combustibles que llevan a la

formación de brazas (papel, leña, tejidos, pieles, etc.)

Clase B. Incendios de líquidos inflamables (gasolina, solventes, aceites,

barnices, resinas, alcohol, etc.)

Clase C. Incendios de gases inflamables (metano, acetileno, hidrógeno, etc.)

Clase D. Incendios de metales ligeros combustibles (sodio, potasio, magnesio,

bario, etc.)

Clase E. Incendios originados por equipos y tableros eléctricos

(transformadores, motores eléctricos, generadores, alternadores,

interruptores, etc.)


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6.6.2. Carga de incendio. Otro elemento de interés y de gran importancia para

llevar a cabo una eficaz actividad de prevención es la llamada “carga de incendio”, que

se define en base a la siguiente ecuación:

n

i

ii

A

HgCIIncendiodeaC

1

arg

en donde “g” es el peso en kilogramos de la i-ésima sustancia, “Hi” es el poder

calorífico de la i-ésima sustancia y “A” es la superficie total del área del cual se evalúa

su carga de incendio. Se clasifica el riesgo de un incendio en base al valor de la carga

de incendio:

Riesgo ligero. Aquellos valores comprendidos entre 150.000 a 270.000 kcal/m2

Riesgo medio. Valores comprendidos entre 270.000 a 570.000 kcal/m2

Riesgo alto. Valores comprendidos entre 570.000 a 1080.000 kcal/m2

La carga de incendio permite además determinar (según experimentaciones) de

manera general la duración media de un incendio:

Si el valor de CI < 110 Mcal/m2 = 15 minutos

Si el valor de CI = 110-220 Mcal/m2 = 40 minutos



Es interesante considerar el comportamiento de la temperatura de un incendio en

función del tiempo, resaltando que la velocidad de propagación de un incendio, es la

característica de mayor peligro en tales situaciones.


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BIBLIOGRAFÍA

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organización de plantas industriales.pdf

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