Manejo de materialesEl manejo de materiales es la funcin que consiste en llevar el material correcto al lugar indicado en el momento exacto, en la cantidad apropiada, en secuencia y en posicin o condicin adecuada para minimizar los costos de produccin. El equipo que permite llevar a cabo esta funcin se estudiar en el captulo siguiente. En primer lugar, deben entenderse los principios y los sistemas de control del manejo de materiales. Los sistemas de control del manejo de materiales son parte integral de los sistemas modernos de dicho proceso. Los sistemas de numeracin de partes, localizacin, control de inventarios, estandarizacin, tamao del lote, cantidades por ordenar, inventarios de seguridad, etiquetado y tcnicas de identificacin y captura automticas (cdigos de barras) son algunos de los sistemas que se requieren para mantener en movimiento el material de las plantas industriales. El manejo de materiales se define, a grandes rasgos, como el movimiento de stos en un ambiente de manufactura. La American Society of Mechanical Engineers (ASME), define el manejo de materiales como el arte y las ciencias que involucran el movimiento, el empaque y el almacenamiento de sustancias en cualquier forma. El manejo de materiales puede concebirse en cinco dimensiones distintas: movimiento, cantidad, tiempo, espacio y control. El movimiento involucra el transporte o la transferencia real de material de un punto al siguiente. La eficiencia del movimiento, as como el factor de seguridad en esta dimensin son la preocupacin principal. La cantidad por mover impone el tipo y la naturaleza del equipo para manejar el material y tambin el costo por unidad por la conveniencia de los bienes. La dimensin temporal determina la rapidez con que el material se mueve a travs de las instalaciones. La cantidad de trabajo en proceso, los inventarios en exceso, el manejo repetitivo del material y los tiempos de distribucin de la orden, se ven influidos por este aspecto de los sistemas del manejo de materiales. El aspecto del espacio tiene que ver con el que se requiere para almacenar y mover el equipo para dicha labor, as como el espacio para las filas o el escalonamiento del material en s. El seguimiento del material, la identificacin positiva y la administracin del inventario son algunos aspectos de la dimensin de control. El manejo de materiales tambin es parte integral de la distribucin de la planta; no es posible separarlos. Un cambio en el sistema de manejo de materiales modificar la distribucin, y si sta cambia, el sistema de manejo se transformar. El material se mueve manualmente o por medios automticos, se mueve uno a la vez o por miles, se coloca en un lugar fijo o al azar, y se almacena en el piso o en lo alto. Las variaciones son ilimitadas y slo comparar el costo de las distintas alternativas har que surja la respuesta correcta.La seleccin del equipo adecuado para manejar materiales es la respuesta a todas las preguntas de esta seccin. La lista de dicho equipo incluir ms de 500 tipos (clasificaciones) diferentes, y si se multiplica ese nmero por los diversos modelos, tamaos y marcas, se dispondr de varios miles de elementos de equipo.El equipo de manejo de materiales ha reducido la monotona del trabajo. Disminuy el costo de produccin y mejor la calidad de vida en el trabajo para casi todas las personas en la industria actual. Sin embargo, ms de la mitad de todos los accidentes en la industria se atribuyen al manejo de materiales. El equipo para manipularlo elimina la carga manual. Pero, como todo equipo, tambin ocasiona lesiones, por lo que los ingenieros de proyecto que realizan dicha labor nuca olvidan los aspectos de seguridad.En promedio, el manejo de materiales es responsable del 50 por ciento del costo total de las operaciones. En ciertas industrias, como la minera, este costo se incrementa al 90 por ciento del de las operaciones. Este hecho solo justifica el gran esfuerzo por parte de los administradores industriales y diseadores de instalaciones.El equipo para manejar materiales es caro, por lo que todas las operaciones deben justificar su costo. La mejor respuesta la brinda el costo unitario conjunto ms bajo. Si un elemento de equipo muy caro reduce el costo unitario, es una buena compra. Si no lo hace, es mala.El equipo que no necesita energa elctrica es muy eficiente en cuanto a costo y siempre debe ser considerado. Las cadas por gravedad, rodillos, carros y gatos de mano slo son algunos de los muchos mtodos populares para mover materiales en forma econmica.Todos los costos de seguridad, calidad, mano de obra y equipo deben incluirse en los costos unitarios. Si se espera que alguien levante una carga de 100 libras (45 kilogramos) como parte de su trabajo, debe tomarse en cuenta el efecto a largo plazo de esa actividad, o el desorden de trauma acumulado (DTA) que se asocia con dicho trabajo. Las consideraciones ergonmicas del diseo del trabajo dictan que deben estudiarse ciertos tipos de sistema de manejo de materiales, como los dispositivos hidrulicos o neumticos para levantar cargas. Si se contempla en forma aislada, el costo en dlares tal vez no se justifique; sin embargo, las consideraciones sobre la seguridad a largo plazo seguramente demostraran que la inversin es prudente. Cierto fabricante de automviles descubri que un sencillo dispositivo manipulador evit las lesiones serias y los dolores crnicos de espalda de los trabajadores de la lnea de ensamble.

Problema modelo del costo de manejo de materiales

Una compaa que refina petrleo usa arcilla en su proceso de manufactura. Esta arcilla llega a la planta en sacos de 80 libras (36 kg) que se apilan en grupos de 40 por plataforma, y hay 50 plataformas en la caja de un vagn. Una espuela del tren entra al terreno de la planta, pero sta no tiene una plataforma adyacente. Se utilizan dos cargas de vagn por ao. El sindicato y la compaa acordaron que se contratara a dos trabajadores a tiempo parcialdurante una semana, dos veces al ao y con un salario de $7.50 por hora para descargar dichos vagones. Usted supone que ste es un trabajo negativo y que nadie debiera trabajar tan duro. Estudia el proyecto.Por qu se hace esto? Se necesita la arcilla y el ferrocarril es, por mucho, el medio de transporte ms barato. Considere aspectos como los siguientes:Qu?2,000 sacos de 80 libras de arcilla son igual a una carga de 160,000 libras en el vagn; no hay disponibles bolsas de otro tamao.Dnde?Del vagn en el patio del almacn, que est a 300 pies.Quin?Dos trabajadores eventuales.Cundo?Una semana, dos veces al ao.Cmo?Mtodo presente. Descargar manualmente las plataformas del vagn, despus llevarlas al almacn con el montacargas con el que ya se cuenta.ste es un trabajo para romper la espalda, pero, cunto podra dedicarse a mejorarlo?Se gasta una semana, dos veces al ao, en dos empleados eventuales a los que se paga $7.50 por hora. 4 semanas por 40 horas semanales por $7.50 por hora = $1,200Actualmente, por este trabajo se gastan $1,200 al ao. Se debe continuar con el mtodo actual o hay otras alternativas? En el largo plazo, el mtodo presente es el ms barato?El captulo 11 proporcionar algunas respuestas a estas preguntas. Cmo se justificara la inversin de, por ejemplo, ms de $2,400 (costo de la mano de obra durante dos aos con el mtodo manual del presente) para mejorar una tarea que se lleva a cabo de modo tan espordico? Antes de tratar de responder a estas preguntas y concentrarnos tan slo en el costo directo de la mano de obra, que en verdad es una falacia comn, hay que considerar los hechos siguientes.Los desrdenes de trauma acumulados y las lesiones relacionadas con el trabajo cuestan al negocio y a la industria dinero y productividad reales. De acuerdo con la U.S. Bureau of Labor Statistics (BLS), la tasa de incidentes por desrdenes que se asocian con los traumas repetitivos se ha incrementado en forma sostenida desde 1986. Segn la BLS, la tasa que se report en ese ao fue de 6.4 por cada 10,000 TEE (tiempo completo equivalente). Esta tasa aument a 41.1 en 1994. En 1996, 25 millones de trabajadores reportaron dolor en la parte baja de la espalda, y en este mismo ao el 25 por ciento de todos los trabajadores perdieron en promedio un da de trabajo al ao debido al mismo problema. Adems, en 1996, 2 por ciento de la fuerza de trabajo experiment lesiones de espalda susceptibles de indemnizacin. Estas compensaciones costaron a los negocios de Estados Unidos 20 mil millones de dlares, aproximadamente, y se perdieron 12 millones de das laborables al ao. Con el ejemplo dado de los sacos de 80 libras, debe ser de inters particular darse cuenta de que el costo de un caso promedio de dolor en la parte baja de la espalda tiene costos directos superiores a $5,500. Los costos indirectos llegan a alcanzar la cifra total de ms de $30 mil millones de prdidas para Estados Unidos al ao. OBJETIVOS DEL MANEJO DE MATERIALES El objetivo principal del manejo de materiales es reducir los costos unitarios de produccin.Todos los dems objetivos se subordinan a ste. Pero una verificacin adecuada de la disminucin de costos son los sub objetivos siguientes:1. Mantener o mejorar la calidad del producto, reducir los daos y velar por la proteccin de los materiales.2. Alentar la seguridad y mejorar las condiciones de trabajo.3. Aumentar la productividad por medio de lo siguiente:a. El material debe fluir en lnea recta.b. Los materiales deben moverse una distancia tan corta como sea posible.c. Usar la gravedad... es energa gratuita.d. Mover ms material de una sola vez.e. Mecanizar el manejo de materiales.f. Automatizar el movimiento del material.g. Conservar o mejorar las razones de manejo de materiales/produccin.h. Incrementar el throughput mediante el empleo de equipo automtico para manejar materiales.4. Estimular el aumento en el uso de las instalaciones, con lo siguiente:a. Alentar el uso del espacio volumtrico de la construccin.b. Comprar equipo verstil.c. Estandarizar el equipo de manejo de materiales.d. Maximizar la utilizacin del equipo de produccin con el uso de alimentadores de manejo de materiales.e. Conservar y, si es necesario, reemplazar todo el equipo y desarrollar un programa de mantenimiento preventivo.f. Integrar en un sistema todo el equipo para el manejo de materiales.5. Reducir el peso intil (muerto).6. Controlar el inventario.

VEINTE PRINCIPIOS DEL MANEJO DE MATERIALES

El College Industrial Committee on Material Handling Education, patrocinado por The Material Handling Institute, Inc., y la International Material Management Society, adapt los 20 principios para manejar materiales, que se aprecian en la figura 10-1.En ellos se resume la experiencia de generaciones de ingenieros en el manejo de materiales, para beneficio de los nuevos profesionales. Estos principios son lineamientos para la aplicacin del criterio apropiado. Algunos de ellos entran en conflicto con otros, por lo que ser la situacin que se disea la que determine cul es el correcto. Los principios sern una buena lista de verificacin de las oportunidades para mejorar. Cada uno de ellos se estudiar en la seccin siguiente.

1. Principio de planeacin.Planear todo el manejo de materiales y las actividades de almacenamiento con el fin de obtener la eficiencia mxima en el conjunto de operaciones.2. Principio de los sistemas.Integrar muchas actividades de manipulacin es muy prctico en un sistema coordinado de operaciones, atencin de los vendedores, recepcin, almacenamiento, produccin, inspeccin, empaque, bodegas, envos, transporte y atencin al cliente.3. Principio del flujo de materiales.Disponer de una secuencia de operaciones y distribucin del equipo que optimice el flujo del material.4. Principio de simplificacin.Simplificar el manejo por medio de la reduccin, la eliminacin o la combinacin del movimiento y/o el equipo innecesarios.5. Principio de gravedad.Utilizar la gravedad para mover el material hacia donde sea ms prctico.6. Principio de la utilizacin del espacio.Hacer uso ptimo del volumen del inmueble.7. Principio del tamao unitario.Incrementar la cantidad, el tamao o el peso de las cargas unitarias o la tasa de flujo.8. Principio de mecanizacin.Mecanizar las operaciones de manipulacin.9. Principio de automatizacin.Hacer que la automatizacin incluya las funciones de produccin, manejo y almacenamiento.10. Principio de seleccin del equipo.Al seleccionar el equipo de manejo, considerar todos los aspectos del material que se manipular: movimiento y mtodo que se usarn.11. Principio de estandarizacin.Estandarizar los mtodos de manejo, as como los tipos y los tamaos del equipo para ello.12. Principio de adaptabilidad.Usar los mtodos y el equipo que realicen del mejor modo varias tareas y aplicaciones para las que no se justifique el equipo de propsito especial.13. Principio del peso muerto.Reducir la razn de peso muerto del equipo de manipulacin a la carga que soportar.14. Principio de utilizacin.Planear la utilizacin ptima del equipo y la mano de obra para el manejo de materiales.15. Principio de mantenimiento.Planear el mantenimiento preventivo y programar las reparaciones de todo el equipo de manejo.16. Principio de obsolescencia.Reemplazar los mtodos y el equipo obsoletos de manejo en los casos en que otros ms eficientes mejoren las operaciones.17. Principio de control.Usar las actividades de manejo para mejorar el control del inventario de produccin y la atencin de las rdenes.18. Principio de capacidad.Emplear el equipo de manejo para alcanzar la capacidad de produccin que se desea.19. Principio del rendimiento. Determinar la eficacia del rendimiento del manejo en trminos de gasto por unidad manejada.20. Principio de seguridad.Contar con mtodos y equipo apropiados para hacer el manejo con seguridad

Sistemas Automatizados de Almacenamiento/Recuperacin (AS/RS)

Un AS/RS consiste, generalmente, en un sistema controlado por ordenadorque realiza operaciones de almacenamiento y recuperacin con velocidad y exactitudbajo un determinado grado de automatizacin.En el AS/RS existen uno o varios pasillos de almacenaje que son recorridospor una mquina de S/R (Storage/Retrieval). Cada pasillo tiene estantes paraalmacenar artculos y las mquinas S/R se emplean para colocar o recuperar losartculos en o de dichos estantes. Cada pasillo del AS/RS tiene una o variasestaciones P&D (pickup-and-deposit) donde los materiales se entregan al sistema dealmacenaje o se extraen del sistema. Estas estaciones se pueden manejar a mano ointerconectar a alguna forma de sistema de manejo automatizado como untransportador o un AGVS.Los tipos principales son los siguientes:a) Unit Load AS/RS (AS/RS de Unidad de Carga).El AS/RS de unidad decarga es, tpicamente, un gran sistema automatizado diseado para manipularunidades de carga almacenadas sobre plataformas o en otros contenedoresestndar. El sistema se controla por ordenador y las mquinas de S/R seautomatizan y disean para manejar los contenedores de unidad de carga.b) Deep-Lane AS/RS.El Deep-Lane AS/RS es apropiado cuando sealmacenan grandes cantidades de stock, pero el nmero de SKUs diferentes esrelativamente pequeo. En este sistema se almacenan una carga detrs de laotra.Lascargas se cogen por un lado del estante por un tipo de mquina S/R diseadapara la recuperacin, y se usa otra mquina por el lado de entrada del estante parala entrada de carga.

c) Miniload AS/RS (AS/RS de Minicarga).El AS/RS de mini-carga se empleapara manejar pequeas cargas (partes individuales o provisiones) que estncontenidas en arcas o cajones en el sistema de almacenaje. La mquina de S/R sedisea para recuperar el arca y entregarla a una estacin P&D al final del pasillo,donde los artculos individuales se extraen de las arcas. La estacin P&D, por logeneral, es manejada por un trabajador humano.d) Man-On-Board AS/RS (AS/RS de Hombre a Bordo).El AS/RS de hombrea bordo permite coger artculos individuales directamente de sus posiciones dealmacenaje por un operador humano que va montado en el carro de la mquina S/R.e) Automated Item Retrieval System (Sistema Automatizado deRecuperacin de Artculo).Estos sistemas permiten la recuperacin de artculosindividuales. Los artculos se almacenan en carriles. Cuando se quiere recuperar unartculo, ste se empuja de su carril y se deja caer en un transportador para laentrega en la estacin de recogida. El sistema se rellena peridicamente por la partetrasera, permitiendo as una rotacinfirst-in/first-out del inventario.f) Vertical Lift Storage Modules (Mdulos de Almacenaje deLevantamiento Verticales).Tambin se conocen como sistemas automatizados dealmacenamiento/recuperacin de levantamiento vertical (VL-AS/RS). Emplean unpasillo central vertical para tener acceso a las cargas.Aplicaciones de los AS/RS.Las aplicaciones son:1.Almacenamientoyrecuperacindeunidades.2.Recogidadepedidos.3.AlmacenajedeWIP4.Almacenamiento demateria prima ocomponentes parael ensamblaje.Componentes y Caractersticas de Funcionamiento de un AS/RSPrcticamente todos los AS/RS consisten en:1.Una estructura dealmacenamiento.La estructurade almacenamiento eslaestructura de estante que soporta las cargas contenidas en el AS/RS.2.Una mquina S/R. La mquina S/R se emplea para recoger cargas en laestacin de entrada y colocarlas en su lugar de almacenamiento y recuperarcargas para entregarlas en la estacin de salida.3.Mdulos de almacenaje. Losmdulos de almacenajeson los contenedoresdeunidad de carga del material almacenado. Pueden ser plataformas, cestas,cajones especiales, etc.4.Una o variasestaciones P&D. Lasestaciones P&D sonestaciones donde lascargas se transfieren al interior y al exterior del AS/RS. Generalmente seencuentran localizadas al final de los pasillos de los AS/RS.5.Sistema de control. Serequiere un sistema decontrol que manejeel AS/RS.Elprincipal problema de control del AS/RS es posicionar la mquina de S/R enun compartimento de almacenaje de la estructura de estante para depositar orecuperar una carga. Las posiciones de los materiales almacenados en elsistema se deben determinar para dirigir la mquina de S/R a uncompartimento de almacenaje particular. Cada compartimento se identifica porsus posiciones horizontal y vertical, o si est en el lado derecho o el ladoizquierdo del pasillo.Los mandos del ordenador y los controladores lgicos programables seutilizan para determinar la posicin requerida y dirigir la mquina de S/R a sudestino.