Optimización de Procesos y Distribución en Ingeniería de Manufactura

Este documento presenta una serie de ejercicios prácticos enfocados en la optimización de procesos, cálculo de costos y distribución de planta en entornos de manufactura. Cada ejercicio aborda un aspecto clave de la ingeniería industrial y de diseño.

Ejercicio 1: Dimensionamiento y Equipamiento de Planta

Se considera la Parte XZ para un proceso que involucra un torno copiador (modelo 120-80) y una contadora (modelo 150-105). La planta dispone de un total de 3 tornos y 2 contadoras. El área total asignada para este proceso es de 30.3 metros cuadrados.

Datos de Referencia:

• Dimensiones generales: 1750 mm x 540 mm (Largo x Ancho).
• Dimensiones de un componente específico: 114.5 cm x 50.5 cm x 27 cm (L x A x A).
• Consideración especial: Separación requerida de un solo lado.

Ejercicio 2: Control de Costos por Operación

Este ejercicio detalla el flujo de costos y el excedente de material a través de diferentes operaciones de manufactura, incluyendo el costo asociado al desperdicio. La demanda total es de 1500 unidades.

• Operación 1:
  • Entrada de material: $1,626.42
  • Salida de material: $1,572.63
  • Excedente: $49.00
  • Costo de desperdicio: $5.00
• Operación 2:
  • Entrada de material: $1,577.63
  • Salida de material: $1,561.85
  • Excedente: $16.00
  • Costo de desperdicio: $2.00
• Operación 3:
  • Entrada de material: $1,561.85
  • Salida de material: $1,530.61
  • Excedente: $32.00
  • Costo de desperdicio: $3.00
• Operación E1:
  • Entrada de material: $1,530.61
  • Salida de material: $1,500.00
  • Excedente: $31.00
  • Costo de desperdicio: $10.00

Costo total acumulado: $683.00

Ejercicio 3: Evaluación de Costos de Maquinaria y Materiales

Este ejercicio se centra en la inversión en maquinaria y el costo total de material excedente para un proyecto específico.

• Costo por Máquina A: $336,400
• Costo por Máquina B: $902,615
• Máquinas necesarias:
  • Máquina A: 74 unidades
  • Máquina B: 67 unidades
• Costo total por material excedente: $1,239,015

Ejercicio 4: Optimización de Secuencias de Recorrido

Se presentan dos propuestas de secuencia para un recorrido, evaluando su eficiencia y la distancia total recorrida frente a un ideal.

• Propuesta número 1:
  • Secuencia: R1345672S
  • Eficiencia: 61.54%
  • Recorrido total: 65 unidades
  • Recorrido ideal: 40 unidades
• Propuesta número 2:
  • Secuencia: R1234567S
  • Eficiencia: 95.24%
  • Recorrido total: 42 unidades
  • Recorrido ideal: 40 unidades

Ejercicio 5: Distribución de Planta con Método CLP

En una planta manufacturera, se requiere la ubicación óptima de cinco tipos de máquinas, considerando el flujo de trabajo entre ellas. Se solicita determinar una propuesta de distribución empleando el método CLP (Computerized Layout Planning).

Consideraciones:

• Emplear bloques de 100 metros cuadrados para la distribución.
• Presentar dos propuestas para justificar el resultado, incluyendo su respectivo croquis (no incluido en este texto).

Departamentos y Requerimientos de Área:

• Fresadora: 500 metros cuadrados
• Torno CNC: 800 metros cuadrados
• Roladoras: 800 metros cuadrados
• Sierras: 500 metros cuadrados
• Corte de Plasma CNC: 1000 metros cuadrados

Resultado: La Propuesta 2 muestra la mejor eficiencia, indicando la opción óptima para la distribución.

Metodología para la Optimización de Distribución de Planta

A continuación, se describen los pasos fundamentales para llevar a cabo una optimización de la distribución de planta, aplicable a contextos como el Ejercicio 5.

1. Definir el problema y recopilar datos

   • Identificar las áreas a distribuir y sus dimensiones.
   • Determinar los centroides de cada área para calcular distancias.
   • Obtener los datos de flujo de materiales, personas o información entre áreas.

2. Construir la matriz de flujo

   • Crear una tabla con las áreas como filas y columnas.
   • Llenarla con la cantidad de movimientos o interacciones entre áreas.

3. Construir la matriz de distancias

   • Ubicar los centroides de las áreas en un plano cartesiano.
   • Calcular la distancia entre cada par de centroides, utilizando métodos como:
     • Distancia Rectilínea
     • Distancia Euclidiana

4. Construir la matriz de costos

   • Multiplicar cada distancia de la matriz de distancias por su respectivo flujo en la matriz de flujo.
   • Obtener el costo total sumando todos los valores resultantes.

5. Optimizar la distribución

   • Intercambiar ubicaciones de áreas y recalcular los costos asociados.
   • Evaluar diferentes configuraciones para reducir los costos de transporte.
   • Considerar restricciones de espacio y operatividad.

6. Seleccionar e implementar la mejor distribución

   • Comparar los costos de las configuraciones evaluadas.
   • Seleccionar la distribución más eficiente y rentable.
   • Implementar los ajustes en el plano físico o mediante software de diseño.