Tipos de Distribución en Planta, Células de Trabajo y Equilibrado de Líneas de Montaje

Factores Clave en los Tipos de Distribución en Planta

La distribución en planta, o layout, es un elemento fundamental en el diseño de sistemas de producción, ya que define la disposición física de los recursos dentro de una instalación. Existen tres tipos principales de distribución, cada uno con características y factores definitorios específicos.

1. Distribución en Planta por Proyecto (Layout de Posición Fija)

Este tipo de distribución se caracteriza porque el producto permanece en un único lugar, y son los trabajadores, equipos y materiales quienes se desplazan hacia él. Es común en proyectos de gran envergadura como la construcción de edificios, barcos o aviones.

Sus principales factores definitorios y desafíos incluyen:

• El espacio de trabajo es limitado y a menudo congestionado.
• Se requieren materiales muy diversos, lo que complica la gestión de inventarios.
• El volumen de materiales requerido es dinámico y varía significativamente a lo largo del proyecto.

2. Distribución en Planta Orientada al Proceso (Layout por Talleres o Funcional)

La distribución orientada al proceso es ideal para entornos de bajo volumen y alta variedad de producto. Agrupa máquinas y personal con funciones similares en departamentos específicos (por ejemplo, un departamento de taladrado, otro de soldadura, etc.).

Sus factores clave son:

• Permite una gran flexibilidad en la asignación de equipos y tareas.
• Facilita la manufactura por lotes de trabajo, donde los productos se mueven entre departamentos según la secuencia de operaciones.
• El objetivo principal es minimizar los costes de movimiento de materiales entre los diferentes departamentos. Para optimizar esta disposición, se utilizan herramientas y software de apoyo como CRAFT (Computerized Relative Allocation of Facilities Technique).

Células de Trabajo: Una Configuración Especializada dentro del Layout por Proceso

Una célula de trabajo es una configuración que reorganiza a personas y máquinas, que normalmente estarían dispersas en diferentes departamentos, en un grupo cohesionado. Este grupo se centra en la producción de un único producto o un grupo de productos relacionados (familias de productos).

Los requisitos para implementar y mantener células de trabajo eficientes incluyen:

• Identificación de familias de trabajo: Agrupar productos con procesos de fabricación similares.
• Alto nivel de formación y flexibilidad de los empleados: Los trabajadores deben ser polivalentes.
• Personal de apoyo y control en cada estación de la célula: Para asegurar el flujo y la calidad.

La eficiencia de la célula se valora a menudo mediante el tiempo takt, calculado como:

Tiempo Takt = Tiempo total disponible / Unidades requeridas

3. Distribución en Planta Orientada al Producto (Layout por Línea o en Cadena)

La distribución orientada al producto se organiza para la fabricación de productos o familias de productos similares con altos volúmenes y baja variedad. Se caracteriza por un flujo secuencial de operaciones.

Dentro de este tipo, se distinguen:

• Las líneas de fabricación: Dedicadas a la producción de componentes.
• Las líneas de montaje: Encargadas de ensamblar las piezas fabricadas en estaciones o puestos de trabajo secuenciales.

El principal factor y desafío en este tipo de distribución es el equilibrado de las líneas de fabricación y de montaje. El objetivo es minimizar los costes de manipulación de las mercancías, que son directamente proporcionales a las distancias recorridas y al número de viajes.

Equilibrado de la Línea de Montaje

El equilibrado de la línea de montaje busca minimizar las diferencias de carga de trabajo entre máquinas o personal en cada estación, y ajustar la producción a la demanda deseada de la línea. Para llevar a cabo este equilibrado, se deben calcular dos métricas clave:

• Tiempo de ciclo (TC): El tiempo máximo permitido en cada estación para cumplir con la demanda.

  TC = Tiempo de producción disponible por día / Demanda diaria de unidades

• Número teórico de estaciones (N): El número mínimo de estaciones necesarias.

  N = Duración total de las tareas / Tiempo de ciclo

Con estos cálculos, se pueden asignar las tareas de montaje específicas a cada estación de trabajo de manera eficiente. La eficacia de la línea de montaje se calcula como:

Eficacia de la Línea = (Suma de los tiempos de las tareas) / (Número de estaciones * Tiempo de ciclo asignado más largo)

Células de Trabajo: Concepto, Ventajas e Inconvenientes

Las células de trabajo representan una estrategia de organización de la producción que busca optimizar el flujo y la eficiencia. Aunque ya se mencionaron brevemente, profundicemos en su definición, ventajas y los desafíos que presentan.

Definición de Célula de Trabajo

Una célula de trabajo es una disposición de personas y máquinas que, en una configuración tradicional, estarían dispersas en diferentes departamentos funcionales. En una célula, se agrupan en un espacio físico compacto para centrarse en la producción completa de un único producto o un grupo de productos relacionados (conocidos como familias de productos).

Ventajas de las Células de Trabajo

La implementación de células de trabajo ofrece múltiples beneficios:

• Reducción del número de procesos de trabajo: Simplifica el flujo y la coordinación.
• Menor espacio de planta necesario: Al agrupar recursos, se optimiza el uso del espacio.
• Reducción de inventarios: Disminuye los inventarios de materias primas, productos en proceso y bienes acabados.
• Reducción del coste directo en mano de obra: Gracias a la eficiencia y polivalencia.
• Mayor sentimiento de participación del trabajador: Al tener una visión más completa del proceso y mayor autonomía.
• Mayor utilización de equipos y maquinaria: Los recursos se comparten y se usan de forma más intensiva.
• Reducción de la inversión en maquinaria y equipos: Al optimizar su uso, se pueden requerir menos unidades.

Inconvenientes y Requisitos de las Células de Trabajo

A pesar de sus ventajas, las células de trabajo presentan ciertos desafíos y requisitos:

• Identificación de familias de productos: Requiere un esfuerzo inicial significativo para agrupar productos mediante técnicas como la tecnología de grupos y códigos de clasificación.
• Alto nivel de formación y flexibilidad: Los empleados deben ser capaces de realizar múltiples tareas y adaptarse a diferentes roles dentro de la célula.
• Personal de apoyo especializado: Se necesita personal con experiencia para el montaje inicial y la configuración de las células de trabajo.
• Control de calidad en cada estación: Es crucial implementar puntos de control de calidad a lo largo de la célula para detectar y corregir problemas tempranamente.

Heurísticas en el Equilibrado de Líneas de Montaje

El equilibrado de líneas de montaje es un problema de optimización complejo. Cuando las soluciones matemáticas exactas son demasiado costosas o difíciles de obtener, se recurre a las heurísticas.

Definición de Heurística

Una heurística es un método o procedimiento que permite la resolución de problemas mediante reglas prácticas y aproximaciones, en lugar de recurrir a una optimización matemática exhaustiva. Su objetivo es encontrar una buena solución en un tiempo razonable, aunque no garantice la solución óptima global.

Heurísticas Comunes para el Equilibrado de Líneas

Para asignar tareas a estaciones de trabajo en el equilibrado de una línea de montaje, se pueden utilizar diversas heurísticas. Algunas de las más comunes incluyen:

• Tiempo de tarea más largo (LPT - Longest Processing Time): Prioriza la asignación de tareas con mayor duración.
• Más tareas siguientes: Asigna primero las tareas que tienen un mayor número de tareas dependientes.
• Pesos posicionales: Calcula un "peso" para cada tarea sumando su propio tiempo y el tiempo de todas las tareas que le siguen en la secuencia. Se asignan primero las tareas con mayor peso.
• Tiempo de tarea más corto (SPT - Shortest Processing Time): Prioriza la asignación de tareas con menor duración.
• Menor número de tareas siguientes: Asigna primero las tareas que tienen un menor número de tareas dependientes.