RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE...

14
Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013 13 RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EN BASE A MODELOS MATEMÁTICOS Plant Re-Distribution to Optimize Production using Mathematical Models RESUMEN El cultivo del camarón en estanques es una actividad que se ha venido incrementando de manera significativa en los últimos años, debido a la gran demanda de este producto en el mercado internacional. Esto conlleva la necesidad de tratar químicamente las aguas de los estanques en los que se cultiva, a fin de conservarlo en buen estado de salud, evitar enfermedades que impidan la mortandad y obtener las tallas solicitadas por los mercados. El objetivo de esta investigación es hacer la redistribución de planta del área de producción para elaborar dos productos químicos para el tratamiento de dichas aguas. PALABRAS CLAVES: redistribución de planta, cultivo de camarón en estanques, incremento de demanda, tratamientos químicos de agua. ABSTRACT Shrimp culture in ponds is an activity that has been increasing significantly in the last years, due to the great demand of this product at international markets. This implies the need to give a chemical treatment to the ponds water just to keep the shrimp in good health, avoiding mortality and getting the sizes requested by markets. The objective of this research is to make the plant redistribution of the production area to produce two chemical products for ponds water treatment for shrimp culture. KEYWORDS: Plant layout, shrimp culture in ponds, demand increase, chemical treatment to the ponds water. ELIAS LÓPEZ MÉNDEZ Estudiante de la Maestría en Ingeniería Industrial. Línea de investigación: Optimización Industrial. [email protected] JOSÉ ALBERTO ESTRADA BELTRAN Ingeniero Industrial, M.C. Profesor Investigador Instituto Tecnológico de Los Mochis [email protected] ALBERTO RAMÍREZ LEYVA Ingeniero Industrial, M.C. Profesor Investigador Instituto Tecnológico de Los Mochis [email protected] JESÚS IVÁN RUIZ IBARRA Ingeniero Industrial, M.C. Profesor Investigador Instituto Tecnológico de Los Mochis [email protected] 1. NTRODUCCIÓN En esta investigación se desarrolla en aspecto cuantitativo y cualitativo; la primera razón para ello es porque se realiza un pronóstico de demanda anual para conocer la capacidad del equipo que se requiere, a fin de satisfacer la demanda pronosticada, y la segunda es realizar la redistribución de planta aplicando el método S.L.P. (Sistematic Layout Planning). Al inicio de esta investigación la empresa no cuenta con un área de producción, por lo mismo que era solamente como distribuidor de productos acuícola, sin embargo con el paso del tiempo vio la posibilidad de poder fabricar los productos Control-5 y Nutriaqua. Además de que no tiene un área de producción, tampoco tiene un tanque de preparación, por ello para la fabricación de los productos se hace la mezcla en una bandeja de plástico con capacidad de 68 litros, lo cual es tedioso, cansado y demasiado lento para sacar la producción y cubrir la demanda. El operador encargado de este proceso se encierra en una bodega sin ventilación, lo que le provoca problemas de deshidratación debido a las altas temperaturas, pues la elaboración y venta de estos productos es solamente en las temporadas de verano, porque en invierno no hay producción de camarones debido a la baja temperatura.

Transcript of RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE...

Page 1: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

13

RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EN

BASE A MODELOS MATEMÁTICOS

Plant Re-Distribution to Optimize Production using Mathematical Models

RESUMEN El cultivo del camarón en estanques es una actividad que se ha venido incrementando de manera significativa en los últimos años, debido a la gran demanda de este producto en el mercado internacional. Esto conlleva la necesidad de tratar químicamente las aguas de los estanques en los que se cultiva, a fin de conservarlo en buen estado de salud, evitar enfermedades que impidan la mortandad y obtener las tallas solicitadas por los mercados. El objetivo de esta investigación es hacer la redistribución de planta del área de producción para elaborar dos productos químicos para el tratamiento de dichas aguas. PALABRAS CLAVES: redistribución de planta, cultivo de camarón en estanques, incremento de demanda, tratamientos químicos de agua. ABSTRACT Shrimp culture in ponds is an activity that has been increasing significantly in the last years, due to the great demand of this product at international markets. This implies the need to give a chemical treatment to the ponds water just to keep the shrimp in good health, avoiding mortality and getting the sizes requested by markets. The objective of this research is to make the plant redistribution of the production area to produce two chemical products for ponds water treatment for shrimp culture. KEYWORDS: Plant layout, shrimp culture in ponds, demand increase, chemical treatment to the ponds water.

ELIAS LÓPEZ MÉNDEZ Estudiante de la Maestría en Ingeniería Industrial. Línea de investigación: Optimización Industrial. [email protected] JOSÉ ALBERTO ESTRADA BELTRAN Ingeniero Industrial, M.C. Profesor Investigador Instituto Tecnológico de Los Mochis [email protected] ALBERTO RAMÍREZ LEYVA Ingeniero Industrial, M.C. Profesor Investigador Instituto Tecnológico de Los Mochis [email protected] JESÚS IVÁN RUIZ IBARRA Ingeniero Industrial, M.C. Profesor Investigador Instituto Tecnológico de Los Mochis [email protected]

1. NTRODUCCIÓN En esta investigación se desarrolla en aspecto cuantitativo y cualitativo; la primera razón para ello es porque se realiza un pronóstico de demanda anual para conocer la capacidad del equipo que se requiere, a fin de satisfacer la demanda pronosticada, y la segunda es realizar la redistribución de planta aplicando el método S.L.P. (Sistematic Layout Planning). Al inicio de esta investigación la empresa no cuenta con un área de producción, por lo mismo que era solamente como distribuidor de productos acuícola, sin embargo con el

paso del tiempo vio la posibilidad de poder fabricar los productos Control-5 y Nutriaqua. Además de que no tiene un área de producción, tampoco tiene un tanque de preparación, por ello para la fabricación de los productos se hace la mezcla en una bandeja de plástico con capacidad de 68 litros, lo cual es tedioso, cansado y demasiado lento para sacar la producción y cubrir la demanda. El operador encargado de este proceso se encierra en una bodega sin ventilación, lo que le provoca problemas de deshidratación debido a las altas temperaturas, pues la elaboración y venta de estos productos es solamente en las temporadas de verano, porque en invierno no hay producción de camarones debido a la baja temperatura.

Page 2: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

14

Además presenta irritación en los ojos y la piel debido a la composición química de los productos, aunado a síntomas de fatiga ya que el proceso de preparación es prolongado y tedioso. A principios de 2011, y debido al incremento de la demanda de los dos productos mencionados anteriormente, la empresa se ve obligada a adquirir tanques de mezcla de mayor capacidad para preparar lotes más grandes. Sin embargo, actualmente la empresa no cuenta con terreno disponible para su ampliación, por lo que se ve en la necesidad de reacomodar sus instalaciones para establecer un área de preparación adecuada, donde se puedan instalar los nuevos equipos de proceso para preparar los productos Control-5 y Nutriaqua y diseñar líneas de producción, así como un área para el envasado de dichos productos. Realizar un diseño y distribución de la planta, para establecer un área de producción adecuada para fabricar los productos Control-5 y Nutriaqua. Determinar el pronóstico de la demanda anual usando herramientas estadísticas cuantitativas, a fin de fijar la capacidad del equipo de proceso que se requiere. Reubicar algunos departamentos de la empresa. Seleccionar el espacio adecuado como área de producción para la instalación de equipos de proceso seleccionados para la elaboración de los productos Control-5 y Nutriaqua. Elaborar el diseño adecuado de la distribución de planta para la instalación de los equipos. María del Pilar et al. [1] afirman en su proyecto denominado “Diseño del proceso productivo de una empresa procesadora de embutidos de camarón de pacotilla para su integración al DIAPYME” que, la acuicultura es parte esencial del quehacer económico y social, la cual representa una alternativa real para ampliar una oferta alimentaria en el país, en México ha adquirido importancia conforme aumenta la demanda mundial, las principales especies de cultivo en México son: camarón, trucha, carpa, entre otros; ocupando el camarón los primeros lugares. A nivel nacional el camarón ocupa el segundo lugar en cuanto a producción, siendo Sonora el estado que más aportación tiene en este rubro. Esta producción proviene del noroeste de México comprendiendo los estados de Baja California, Sonora, Sinaloa y Nayarit. En Sonora, el 35% de la producción total se desecha, por lo que la empresa bajo estudio decidió diseñar el proceso productivo para una empresa procesadora de embutido de camarón de pacotilla y así cubrir un mercado poco explotado en base a ese camarón desechado” el

procedimiento para lograr el objetivo de la investigación se basó en el método de planeación sistemática simplificada de distribución (PSSD). Mauricio Martínez Muñoz [2], en su investigación denominada “Propuesta de distribución de planta para una organización dedicada a la fabricación de llantas tipo diagonal”, define que la distribución de planta puede contribuir a la generación de la ventaja en costos por medio de los ahorros diversos que se logran con ella, además de ser factor para la implantación de técnicas japonesas tendientes a la optimización del sistema productivo, lo que trae como consecuencia la ventaja competitiva al sentar las bases para la creación de un sistema productivo flexible capaz de adaptarse a las variaciones de la demanda, cambios en diseño, mayor rapidez de reacción ante problemas de calidad, control de inventarios y balanceo de líneas, entre otras. Es decir, se cuenta con un sistema productivo tendiente a la eliminación de desperdicios y generador de productos cuya secuencia de actividades (cadena de valor) es la necesaria para la transformación, agregándose valor en cada una de ellas desde recepción de materia prima hasta la entrega y servicio del producto final. Ingrid Jeannette Pérez Morales [3], aplicó el método Planeación Sistemática de la Distribución (SLP por sus siglas en inglés) en su proyecto titulado “Estudio de factibilidad para la instalación de una planta embotelladora de agua purificada en el municipio de San José Pinula del departamento de Guatemala”, donde considera que, para llevar a cabo el cálculo de las dimensiones de áreas, se deben considerar las especificaciones de la maquinaria por instalar, los espacios necesarios para mantenimiento, la magnitud de la mano de obra y el espacio requerido para la fluidez de los materiales, así como la distribución del área administrativa. Juan Carlos Lozano García [4], en su conferencia denominada “Comparación de métodos de distribución en planta para centros de trabajo aplicados a empresas del sector metalmecánico”, dictada en la XVI International Conference on Industrial Engineering and Operations Management. Challenges and Maturity of Production Engineering: competitiveness of enterprises, working conditions, environment”, menciona que la desorganización en los centros de trabajo es un problema muy común que enfrentan las empresas del sector metalmecánico, ya que por su naturaleza tipo taller, donde existen múltiples productos que son realizados en distintas máquinas y secuencias, se hace difícil encontrar

Page 3: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

15

una manera eficiente de ubicar las instalaciones que son necesarias para la realización de los procesos, sin que se generen obstáculos al flujo y desorden en la planta de producción, lo que resulta inevitablemente en la subutilización y el mal manejo de los espacios disponibles en el área de trabajo, lo cual a su vez se manifiesta en problemas de exceso de inventarios y generación de sobrecostos. Propone una solución al problema de desorden desde el punto de vista de la distribución en planta, reasignando los diferentes centros de trabajo que intervienen en la fabricación de los productos en las locaciones existentes en el área de producción”. Guillermo Sonoda Fujimoto [5], en su proyecto titulado “Estudio técnico económico para la instalación de un criadero de caracoles comestibles terrestre”, aplicó el método Guerchet para analizar el espacio requerido para la instalación de un criadero de caracoles, dividida en 4 áreas diferentes que es la sala de reproducción, sala de incubación y primera fase de cría, área para segunda fase de cría y el espacio necesario para la engorda. A través de este método obtuvo la superficie de distribución adecuada. Torres García [6], en su investigación denominada “Estudio de pre factibilidad para la elaboración de cápsulas vitamínicas en base a cereales andinos”, utilizó el método Guerchet para calcular el espacio físico necesario para áreas de producción, áreas administrativas, áreas de almacenes, y de servicios; departamentos requeridos para cumplir con la función de la empresa. 2. CONTENIDO 2.1 Métodos y pruebas realizadas. El Método SLP es una forma organizada de realizar la planeación de una distribución y está constituido por cuatro fases, en una serie de procedimientos y símbolos convencionales para identificar, evaluar y visualizar los elementos y áreas involucradas en la planificación (Maynard, 2004). En esta investigación se desarrolla el aspecto cuantitativo y cualitativo. La primera razón para ello es porque se realiza un pronóstico de demanda anual para conocer la capacidad del equipo que se requiere, a fin de satisfacer la demanda pronosticada; la segunda es realizar la distribución de planta. 2.2 Cálculos y/o modelos matemáticos. Como herramienta de recopilación de datos, se tomó como base el historial de las ventas de Control-5 y de Nutriaqua en el periodo 2010 y 2011. Para obtener la estimación de la demanda que ayuda a tomar la decisión de la capacidad del equipo o tanques de preparación, se

aplica el “método de suavización exponencial, una herramienta de la estadística muy útil para resolver problemas aproximados a la realidad y tomar decisiones más acertadas para el futuro” (CHASE, JACOBS, 2009). La constante de uniformidad alfa (α) tiene aplicación en tres formas diferentes, dependiendo de la condición del producto o servicio que se quiera pronosticar, y para cada tipo de aplicación hay valores de α establecidos, de acuerdo a lo siguiente: Para pronósticos con condición estable, se puede usar α= 0.1, 0.2 ó 0.3. Para pronósticos con condición promedio estable, se puede aplicar α= 0.4, 0.5 ó 0.6. Para pronosticar ventas de nuevos productos, se aplica α= 0.7, 0.8 ó 0.9. Los productos Control-5 y Nutriaqua fueron formulados en los años 2009 y 2010, por lo que se consideran nuevos en el mercado. Por lo tanto, para los cálculos se considera α= 0.7, 0.8 y 0.9. Pronóstico de Control-5. Tabla 1. Ventas mensuales de Control-5 del año 2010.

Mes Ventas en litros Enero 360 Marzo 700 Abril 1,080 Mayo 3,800 Junio 11,250 Julio 7,470 Agosto 4,130 Septiembre 3,020

Fuente: elaboración propia a partir del “historial de ventas”. Para llevar a cabo la proyección de ventas de Control-5 para el año 2012, se toman como referencia las ventas reales del año 2011 para efectuar los cálculos del pronóstico. En las tablas 1 y 2 se muestran los historiales disponibles de ventas de Control-5 de los años 2010 y 2011 respectivamente. Tabla 2. Ventas mensuales de Control-5 del año 2011.

Mes Ventas en litros Abril 2,340 Mayo 4,960 Junio 7,940 Julio 10,180 Agosto 6,260 Septiembre 2,570 Octubre 210

Fuente: elaboración propia a partir del “historial de ventas”.

Page 4: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

16

De acuerdo al método de pronóstico de suavización exponencial, la ecuación es (1): Ft = Ft-1+ α (At-1 – Ft-1) (1) donde: Ft = El pronóstico suavizado exponencialmente para el periodo t. Ft-1 = El pronóstico suavizado exponencialmente para el periodo anterior. At-1 = La demanda real para el periodo anterior. α = El índice de respuesta deseado, o la constante de suavización. Para aplicar la ecuación (1) se necesita partir del último pronóstico realizado, y dado que no se cuenta con él, se considera como último pronóstico la venta final obtenida en Septiembre del año 2010, es decir, 3,020 litros (ver tabla 1). Tabla 3. Pronóstico de ventas de Control-5 del año 2012 para α = 0.9.

Mes Ventas mensual 2011

Pronóstico 2012

Error²

0 3,020 Abril 2,340 2,480 4,624 Mayo 4,960 4,704.8 65,127.04 Junio 7,940 7,616.48 104,665.19 Julio 10,180 9,923.65 65,716.35 Agosto 6,260 6,626.36 134,223.17 Septiembre 2,570 2,975.64 164,540.95 Octubre 210 486.56 76,487.45 Total 34,460 37,761.49 615,384.15

Fuente: elaboración propia obtenida al aplicar el método de suavización exponencial. En la tabla 3 se presenta la proyección de ventas de Control-5 del año 2012 solo para un valor de α = 0.9, debido a que es el valor que arrojó el mejor pronóstico. Pronóstico de Nutriaqua. Para determinar la proyección de ventas de Nutriaqua para el año 2012, se toman como referencia las ventas reales del año 2011 para efectuar los cálculos. Las tablas 4 y 5 muestran los historiales disponibles de ventas de Nutriaqua de los años 2010 y 2011 respectivamente. Tabla 4. Ventas mensuales de Nutriaqua del año 2010.

Mes Ventas en litros Mayo 500 Julio 600

Agosto 900 Septiembre 200 Diciembre 100

Fuente: elaboración propia a partir del “historial de ventas”.

Tabla 5. Ventas mensuales de Nutriaqua del año 2011. Fuente: elaboración propia a partir del “historial de ventas”. Para aplicar la ecuación (1) de Suavización Exponencial se necesita partir del último pronóstico realizado, y dado que no se cuenta con él, se considera como último pronóstico la venta final obtenida en Diciembre del año 2010, es decir, 100 litros (ver tabla 4). Tabla 6. Pronóstico de ventas de Nutriaqua del año 2012 para α = 0.9.

Mes Ventas mensual 2011

Pronóstico 2012

Error²

0 100 Marzo 180 172 64 Abril 1,230 1,124.2 11,193.64 Mayo 470 535.42 4,279.78 Junio 60 107.54 2,260.24 Noviembre 50 55.75 33.11 Total 1,990 2,094.92 17,830.77

Fuente: elaboración propia obtenida al realizar los cálculos aplicando el método de suavización exponencial. En la tabla 6 se presenta la proyección de ventas de Nutriaqua del año 2012 solo para un valor de α = 0.9, debido a que nuevamente es el valor que arrojó el mejor pronóstico. Como se observa en las tablas 3 y 6, los pronósticos muestran que las ventas diarias de los productos son menores a 1,000 litros. En la demanda real, incluso hay días en que no se vende producto, por lo tanto se puede abastecer la demanda pronosticada adquiriendo un tanque con capacidad de 1,000 litros para cada producto. Sin embargo, por decisión de la gerencia se ordena comprar dos tanques de preparación con capacidad de 3,000 litros cada uno, debido a que los productores de camarón que están aplicando Control-5 y Nutriaqua en sus cultivos han obtenido buenos resultados, y los mismos se comunican con otros acuícultores para que prueben los productos, lo que potencializa un incremento de las ventas a futuro, por lo que se debe contar con mayor capacidad de producción. De acuerdo al pronóstico de ventas realizado, la demanda de los dos productos puede ser abastecida por un solo

Mes Ventas en litros Marzo 180 Abril 1230 Mayo 470 Junio 60

Noviembre 50

Page 5: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

17

tanque de 3,000 litros. Sin embargo, debido a su composición química, el proceso de preparación de Nutriaqua requiere de una fermentación por un lapso mínimo de 24 horas antes de ser envasado, por lo que se requiere de un tanque exclusivo para dicho producto. Una vez determinada la capacidad de los tanques de preparación a adquirir, se aplica el Método SLP para analizar las posibles alternativas dónde ubicar el área de fabricación y diseñar la instalación de los equipos

necesarios para la preparación de los productos Control-5 y Nutriaqua. En la imagen 1 se muestra la distribución original de la planta baja y en la imagen 2 se aprecia la distribución de la planta alta. Como se observan en estas dos imágenes, no existe ningún espacio destinado para área de producción dado que la empresa no cuenta con tal departamento.

Imagen 1. Distribución original planta baja.

Fuente: elaboración propia basada a la distribución original de la empresa.

Imagen 2. Distribución original planta alta.

Fuente: elaboración propia a partir de la distribución original de la empresa.

Page 6: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

18

En la tabla 7 se muestra la gráfica de relaciones propuesta para la empresa. Tabla 7. Gráfica de relaciones propuesta.

Fuente: elaboración propia de acuerdo al método SLP. Imagen 3. Gráfica de relaciones de actividades.

Fuente: elaboración propia de acuerdo a la importación de cercanía de cada departamento.

En la imagen 3 se muestra la gráfica de relaciones propuesta entre actividades de la planta baja y la planta alta. Justificación por departamento. El análisis hecho muestra que no hay ningún área que esté ocupada totalmente, sino que en cada lugar se tiene solo lo necesario, dependiendo de la función de cada departamento. Las imágenes 4 y 5 presentan a través de diagramas de relación-espacio, la dimensión total ocupada por departamento. En la tabla 8 se aprecian las especificaciones de espacio de cada área de la empresa; se observa también el nivel de importancia de las necesidades a integrar en cada lugar, por ejemplo, un aire acondicionado en el caso de una oficina, extinguidores contra incendio en un área de producción, entre otras.

Page 7: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

19

Imagen 4. Diagrama de relación-espacio planta baja mostrando solo el área ocupada.

Fuente: elaboración propia hecho a escala de acuerdo al método SLP.

Imagen 5. Diagrama de relación-espacio planta alta mostrando sólo el área ocupada.

Fuente: elaboración propia hecho a escala basado al método SLP.

Page 8: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

20

Tabla 8. Especificaciones de espacio, señalando la actividad que se realiza en cada área.

Planta: Aquatecnología en Producción S.A. de C.V.ÁREA DE ACTIVIDAD Y HOJA DE CARACTERÍSTICAS Proyecto: Establecer un área de producción

Por: Elías López MéndezFecha: Agosto 2011

Nº Orden Denominación Supe

rf m

²

Agua

Dre

baje

Cor

rient

e 11

0 vt

s

Cor

rient

e 22

0 vt

s

Cor

rient

e 33

0 vt

s

Vent

ilaci

ón

Aire

aco

ndic

iona

do

Sist

. con

tra in

cen.

A

6.7 A

23.91 A A

20.92 A A A

E

E

E

E

E

A

1.97 A A E

22.05 A

16.91 A A A

7.81 A

E

2.09 A A A A E

2.28 A A A A

A E

81 A A A A E

62.13 A A A

23.52 A

29.52 A

A A

38.55 A

A

4.56 A A

A A

31.93 I E

6

17.43 A

43.86 A A

17.82 A

Oficina de recepción

Entrada y salida productos

WC para damas

Oficina de producción

Almacén de PT y flujo de material y peatonal

Oficina administrativa

1

2

3

4

5

7

8

9

10

WC con regadera11

Almacén para mallas

Almacén para envases y materia prima

Área de premezcla y de envasado

Área de preparación

17 Sala de reunión

18 Oficina de gerencia

19 Escalera para subir planta alta o viceversa

WC con regadera12

13 Pasillo

Baño para gerencia16

15 Cuarto

Dormitorio14

Fuente: elaboración propia.

Page 9: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

21

2.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS. Plan alternativo X. En la imagen 6 se observa la distribución propuesta con las relaciones de espacio de la planta baja, indicando que el departamento número 9 sea área de producción, y en la imagen 7 se muestra la distribución propuesta con las relaciones de espacio de la planta alta, señalando el lugar número 10 como área de operación. Imagen 6. Diagrama de relación-espacio de la planta baja para plan alternativo X.

Fuente: elaboración propia hecho a escala de acuerdo a la superficie por departamento.

Imagen 7. Diagrama de relación-espacio de la planta alta para plan alternativo X.

Fuente: elaboración propia hecho a escala basado a la superficie total por departamento. El costo de los requerimientos para el plan alternativo X suma un total de $102,840, el plan alternativo Y tiene un costo total de $351,260, mientras que el costo para el plan alternativo Z es de $183,260. En la tabla 9 solo se presenta el plan alternativo X, porque es la adecuada que se considera llevar a cabo para este proyecto, debido a que es la propuesta en la que mejor resultado se obtuvo, al compararla con las alternativas Y y Z, sobre la base de las consideraciones de modificación y los costos totales.

Tabla 9. Costos para plan alternativo X.

Cantidad Concepto Precio 2 Tanques rotoplas con capacidad de 3,000 litros $ 15,000.00 3 Motores aireadores $ 15,000.00 1 Motobomba 2 hp $ 2,500.00 2 Tanques de premezcla con capacidad de 750 litros $ 2,000.00 8 Tramos tubo pvc de 2" $ 1,840.00

Accesorios para tubo pvc $ 4,500.00

1 Estructura base para montar los tanques $ 20,000.00

Mano de obra para soldar estructura $ 15,000.00

Materiales para instalaciones eléctricas $ 8,000.00

Mano de obra para instalaciones eléctricas $ 4,000.00

Tumbar techo del almacén $ 15,000.00

Costo total $ 102,840.00

Fuente: elaboración propia gastos totales de la redistribución.

Page 10: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

22

Imagen 8. Plano Layout de la redistribución planta baja.

Fuente: elaboración propia.

Imagen 9. Plano Layout de la redistribución planta alta.

Fuente: elaboración propia.

Page 11: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

23

En la imagen 8 se presenta la redistribución de la planta baja, en ella se observa el reacomodo de los almacenes de materiales correspondiente a la planta baja, como el almacén de producto terminado y manejo de materiales (antes espacio sólo para flujo de materiales), el almacén mixto (ahora se ha destinado para almacenar mallas, entre otras cosas) y almacén para mallas (se ha seleccionado como área de premezcla y de llenado de

envasado), así como la oficina del departamento de producción, que anteriormente era un área utilizada como almacén de chatarra (ver imagen 1). En este nuevo plano, la materia prima se guarda en el almacén de envases. La imagen 9 muestra la nueva distribución de la planta alta en ella se especifica la ubicación del área de preparación.

Imagen 10. Diseño de los tanques de preparación.

Fuente: elaboración propia hecho en Autocad. Imagen 11. Diseño de los tanques de premezcla.

Fuente: elaboración propia hecho en Autocad.

Page 12: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

24

Una vez ubicada el área para fabricar Control-5 y Nutriaqua, el siguiente paso es diseñar los equipos de preparación con capacidad de 3,000 litros cada uno (ver imagen 10), que se tiene planeado instalar por la planta alta. En la imagen 11 se observa el diseño de los tanques de premezcla con capacidad de 750 litros cada una y tiene una base individual. Debido a que el material

plástico es inerte a las reacciones químicas que se pudieran presentar en el interior de la mezcla de las materias primas con que se elaboran los productos mencionados, es factible utilizar tanques de dicho material (marca Rotoplas), en lugar de equipos de acero inoxidable, que además son mucho más costosos.

Imagen 12. Diseño completo de los equipos de proceso.

Fuente: elaboración propia realizado en Autocad. En la imagen 12 se muestra en un solo plano el diseño general de los equipos de proceso para fabricar los productos Control-5 y Nutriaqua. En la imagen 13 se pueden observar dos tanques instalados, el tanque de balance 1 (TB1), que es exclusivo para agitar el producto Nutriaqua, y el tanque de balance 3 (TB3), solamente para homogenizar Control-5. La estructura base en la que esta montado los tanques de preparación está construida con perfiles de fierro de diferentes pulgadas, y para evitar la oxidación y prolongar la vida útil de ese material, se baña con dos capas de pintura anticorrosiva (ver imagen 13). Sobre cada tanque está montado un motor (aireador) trifásico con 3 caballos de fuerza (hp), conectado a un interruptor eléctrico único, para activarlo facilmente cuando se requiera agitar el producto depositado en el recipiente.

Imagen 13. Tanque de preparación para productos Nutriaqua y Control-5.

Fuente: imagen tomada después de la instalación completa de los equipos.

Page 13: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

25

Imagen 14. Tanque de premezcla para Nutriaqua.

Fuente: imagen tomada después de la instalación completa de los equipos. En la imagen 14 se puede apreciar un equipo instalado (marca Rotoplas) con capacidad de 750 litros, para la premezcla del producto Nutriaqua. Sobre el tanque está montado un motor (aireador) trifásico con 3 caballos de fuerza (hp) y conectado a un interruptor eléctrico único, para activar y desactivar fácilmente cuando se está incorporando las materias primas en el recipiente. En la misma foto se observan los tubos PVC y tres válvulas instaladas (color rojo) para controlar el flujo del producto, además de una motobomba monofásica con 2 caballos de fuerza (hp) para enviar el producto semipreparado al tanque de balance 1 correspondiente en la planta alta. Esta bomba está conectada a un interruptor eléctrico único para accionarlo cuando se requiera. Imagen 15. Tanque de premezcla para Control-5.

Fuente: imagen tomada después de la instalación completa de los equipos.

En la imagen 15 se observa un tanque Rotoplas instalado con capacidad de 750 litros para preparar Control-5. Este tanque cuenta con su respectivo tubo PVC para hacer fluir el producto, el cual es controlado a través de 3 válvulas con una motobomba monofásica con 2 caballos de fuerza (hp), para enviar el producto semipreparado al tanque de balance 3. Imagen 16. Área de envasado de productos.

Fuente: Imagen tomada después de la instalación de los equipos de llenado. En la imagen 16, se pueden ver dos tubos PVC de 2” de diámetro instalados por la pared, a través de los cuales fluyen los productos por gravedad desde los tanques de balance, localizados en la planta alta, hacia el área de llenado correspondiente en la planta baja. Actualmente, estos tubos no tienen ninguna especificación del tipo de producto que conducen, por lo que una sugerencia es rotular sobre la pared el nombre del producto correspondiente, para evitar errores a la hora de llenar los porrones o tambores. 3. CONCLUSIONES. Después de finalizar la instalación de los equipos, se realiza una prueba recirculando agua entre los tanques de preparación o de premezcla y los tanques de balance, para verificar el funcionamiento de los motores agitadores y observar si existe alguna fuga en las tuberías y repararla. Después de la prueba se hace la primera corrida de producción de 3,000 litros de Nutriaqua, que es la capacidad del tanque instalado. Así mismo se hace un lote de producción de Control-5 con la materia prima disponible, obteniendo un total de 2,310 litros como producto terminado.

Page 14: RE-DISTRIBUCIÓN DE PLANTA PARA LA OPTIMIZACIÓN DE …fcqi.tij.uabc.mx/usuarios/revistaaristas/numeros/N2/MODELOS.pdf · objetivo de esta investigación es hacer la redistribución

Revista Aristas: Ciencia e Ingeniería. Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería. UABC. Recibido: 30/07/2012 Aceptado: 07/01/2013

26

Al implementar la propuesta sugerida para fabricar los productos Nutriaqua y Control-5, se llega a la conclusión de que para producir 1,000 litros de Control-5 es necesario un lapso de una hora en promedio. Esto representa una gran ventaja en cuanto al tiempo de preparación de ese producto, comparado con los primeros lotes de producción, cuando la mezcla de las materias primas para elaborar este producto se hacía envase por envase. Así mismo, para mezclar 3,000 litros de Nutriaqua se necesitan en promedio 3 horas, después se deja reposando en el tanque de balance durante 24 horas para que se fermente, y al siguiente día está listo para ser envasado. La duración para envasar 1,000 litros es de una hora en promedio. Las ventajas que se tiene con el sistema de producción actual es la reducción de tiempo de preparación, comparada con los primeros lotes de producción cuando se hacía en una bandeja de plástico con capacidad de 68 litros, proceso mediante el cual era necesario invertir 3 horas para producir 500 litros, debido a que era muy cansado, tedioso y fatigante, por la preparación prolongada y la falta de un área de producción adecuada. La capacidad de producción con que cuenta actualmente la empresa Aquatecnología en Producción S.A de C.V., es suficiente para abastecer la demanda pronosticada para el año 2012, e incluso se tiene capacidad adicional. 4. BIBLIOGRAFÍA. 1. Lizardi Duarte-María del Pilar, Portugal Vásquez-Javier,

Ramírez Cárdenas-Ernesto, Coy Castro-Israel Santos, Verdugo Robles-Eira Dalila. Diseño del proceso productivo de una empresa procesadora de embutidos de camarón de pacotilla para su integración al DIAPYME, Ponencia, Ciudad Obregón, Sonora, México, 2009, 23 PP.

2. Martínez Muñoz-Mauricio. Propuesta de distribución de

planta para una organización dedicada a la fabricación de llantas tipo diagonal, tesis (Maestría en Ciencias con especialidad en Administración de Negocios), México, Instituto Politécnico Nacional, 2006, 208 pp.

3. Pérez Morales-Ingrid Jeannette. Estudio de factibilidad para

la instalación de una planta embotelladora de agua purificada en el municipio de San José Pinula del

Departamento de Guatemala, tesis (licenciatura en ingeniería industrial), Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, 2005, 180 pp.

4. Lozano García-Juan Carlos. Challenges and Maturity of

Production Engineering: competitiveness of enterprises, working conditions, environment, en (ICIEOM International Conference on Industrial Engineering and Operations Management [XVI, 2010, San Carlos, Brazil]). Comparación de métodos de distribución en planta para centros de trabajo, aplicado en empresas del sector metalmecánico, San Carlos, Brazil, 2010, p. 15.

5. Sonoda Fujimoto-Guillermo. Estudio técnico económico

para la instalación de un criadero de caracoles comestibles terrestres, tesis (licenciatura en ingeniería industrial), Lima-Perú, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2006, 106 pp.

6. Torres García-Fernando Iván. Estudio de pre factibilidad

para la elaboración de cápsulas vitamínicas en base a cereales andinos, tesis (licenciatura en ingeniería industrial), Lima-Perú, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2009, 111 pp.

7. K. Hodson William, “Manual Del Ingeniero Industrial,” 4ª

ed., tomo II, México, Mc Graw-Hill, 2004, pp. 13.35-13.76. 8. Chase Richard B., Jacobs F. Robert, Aquilano Nicholas J.,

“Administración de Operaciones de Producción y Cadenas de Suministros,” 12ª ed., México, McGraw-Hill, 2009, pp. 477-480.