Distribución en planta por producto

Concepto

La distribución en planta por producto es una distribución que se emplea cuanto se trata de fabricar un reducido número de productos diferentes, altamente estandarizados y, habitualmente en grandes lotes. Es por tanto, la distribución que se adopta cuando la producción está organizada bien de forma continua o bien de forma repetitiva, siendo el caso más característico el de las cadenas de montaje definidas, según Miranda F.J, como la sucesión de puestos de trabajo fijos en cada uno de los cuales se realiza una serie de operaciones específicas.

Este tipo de distribución se caracteriza por agrupar en un departamento todas las operaciones necesarias para fabricar un producto o servicio, de forma que se trata de colocar cada actividad tan cerca como sea posible de su actividad predecesora. Las máquinas se sitúan unas junto a otras a lo largo de una línea en la secuencia en que cada una de ellas ha de ser utilizada. Así, el producto sigue una secuencia establecida recorriendo la línea de producción de un puesto a otro a medida que se realizan las operaciones necesarias.

El flujo de trabajo en este tipo de distribución puede adoptar distintas formas, dependiendo de cuál se adapte mejor a cada situación, siendo las más habituales: en línea, en L, en U, en O, en S (ver figura 1).

En todas ellas se utiliza maquinaria altamente especializada, que requiere un largo tiempo de adaptación para pasar a fabricar un producto diferente.

Ventajas e inconvenientes de la distribución en planta por producto

Ventajas de la distribución en planta por producto

Como ventajas principales de este tipo de distribución se pueden señalar, según Miranda F.J. las siguientes:

• — Menores retrasos en la fabricación al seguirse rutas mecánicas directas.
• — Tiempo total de fabricación menor, dado que se evitan los retrasos entre máquinas.
• — Menores cantidades de trabajo en curso.
• — Menor manipulación de los materiales dado que el recorrido es más corto porque los puestos de trabajo son adyacentes.
• — Estrecha vinculación y coordinación en todo el proceso de fabricación debido a que el orden de las operaciones viene definido sobre máquinas que se encuentran contiguas.
• — Menor superficie de suelo ocupado por unidad de producto debido a que el proceso de fabricación está concentrado.
• — Los trabajadores realizan un reducido número de tareas especializadas de forma repetida, requiriendo, por tanto, un escaso grado de cualificación y supervisión.
• — Simplificación de los sistemas de planificación y control de la producción.

Inconvenientes de la distribución en planta por producto

Siguiendo a Miranda F.J, en este tipo de distribución se pueden valorar los siguientes inconvenientes:

• — Elevada inversión en bienes de equipo, debido a sus duplicidades en diversas líneas de producción.
• — Menor flexibilidad en la ejecución del trabajo porque las tareas no pueden asignarse a otros equipos similares, como podría ocurrir en la distribución en planta por procesos.
• — Menor nivel de cualificación de los trabajadores dado que desarrollan su actividad en procesos productivos altamente automatizados.
• — Se corre el riesgo de que se pare una línea de producción si uno de los equipos sufre una avería.
• — Los costes de fabricación pueden mostrar tendencia a ser altos, especialmente cuando las líneas trabajan con poca carga o se encuentran puntualmente ociosas.
• — El trabajo desempeñado por el personal es muy monótono lo que puede afectar su motivación personal.

Técnicas para la distribución en planta por producto: el equilibrado de la línea

El problema de este tipo de distribución en planta radica en la posibilidad de subdividir el flujo de trabajo lo suficiente como para que el personal y los equipos sean utilizados de la forma más ajustada posible a lo largo del proceso productivo.

En el caso de que una de las operaciones del proceso requiera más tiempo para ser ejecutada que todas las demás, se convertirá en lo que se denomina “cuello de botella”, cuya capacidad va a suponer una restricción para el resto del proceso.

Esta situación suele solucionarse mediante lo que se denomina el equilibrado de la línea que consiste en agrupar diversas operaciones elementales en un mismo puesto de trabajo, de forma que cada puesto de trabajo tenga un tiempo asignado para la realización de las operaciones aproximadamente igual al del resto de los puestos, partiendo de los siguientes supuestos básicos:

• — El proceso puede ser definido como un conjunto de operaciones indivisibles.
• — Los tiempos de duración de las operaciones son conocidos.
• — Las operaciones pueden agruparse en puestos de trabajo con ciertas limitaciones.

Ahora bien, esta solución se complica debido a la existencia de una serie de restricciones que, según Miranda F.J, deben tenerse presentes como son:

• — Restricciones de precedencia, dado que el proceso productivo es una secuencia de operaciones que deben realizarse en un orden determinado.
• — Restricciones de zona, debido a que algunas de las operaciones tienen un lugar concreto donde realizarse.
• — Restricciones de estructuras fijas: como pueda ser el caso de bienes de equipo que por sus características no pueden ser transportados de un lugar a otro de la planta.
• — Restricciones de posición: implican que el producto debe situarse de una determinada posición para que pueda ser manipulado por los operarios.

Objetivo y planteamiento del equilibrado en línea

La línea de producción está constituida por una serie de puestos o centros de trabajo (entendidos como el lugar donde se realiza cada grupo de elementos de trabajo) distribuidos en forma de secuencia a lo largo de una línea, de manera que si un centro de trabajo es un área donde un trabajador y una maquina realizan una serie de actividades predeterminadas, el objetivo del equilibrado será:

• — Determinar el número de centros o de puestos de trabajo.
• — Definir las tareas que deben ser asignadas a cada puesto de trabajo para minimizar el número de trabajadores y de equipos necesarios para la capacidad productiva fijada en la planificación de la empresa.
• — Lograr equilibrar la carga de cada puesto para evitar minimizar o anular los tiempos ociosos.

Así, un equilibrado perfecto de una línea de montaje supondría que el número de puestos de trabajo por el tiempo disponible en cada puesto para ejecutar un trabajo (Tiempo de ciclo), debe ser igual a la suma de los tiempos necesarios para realizar cada uno de los elementos de trabajo.

Desarrollo y solución del problema: método heurístico de Kilbridge y Wester

El desarrollo y la solución del equilibrado en línea constan de las siguientes fases principales:

• a) Configuración del diagrama de precedencias

  El desarrollo del problema se inicia por la descomposición del trabajo en tareas que pueden realizarse de forma independiente identificando para cada una de estas tareas cuáles son sus actividades precedentes y configurando con ello el denominado “Diagrama de Precedencias” que nos muestra la relación que existe entre las diferentes actividades del proceso productivo.

  Cada actividad viene representada por un círculo y una letra que la identifica y sobre los mismos se anota la duración de la actividad.

• b) Cálculo del número mínimo de puestos de trabajo

  Una vez definido el diagrama de precedencias, se procede de la siguiente manera:

  • — Se calcula el Tiempo del Ciclo (T_c) que representa el tiempo máximo permitido a cada puesto para elaborar una unidad de producto.
  • — Se determina la suma de los tiempos necesarios para realizar cada uno de los elementos de trabajo (T_t).
  • — Se calcula el número Mínimo de Puestos de Trabajo (M_pt).

  

  • — Se calcula el Tiempo Ocioso (T_o) como la diferencia entre:

    T_o= (M_PT X T_C) — T_T siendo (M_PT X T_C) el tiempo realmente empleado.

• c) Asignación de las tareas a los puestos de trabajo

  Se elabora una tabla con todas las posibles tareas que podrían ser incluidas en cada puesto de trabajo respetando tres principios:

  • — No hayan sido asignadas a otro puesto de trabajo.
  • — Se respeta el orden de precedencia, es decir, todas las tareas precedentes han sido asignadas a algún puesto de trabajo anterior.
  • — Sus tiempos de ejecución no pueden exceder del Tiempo del Ciclo definido.

  De esta manera se van seleccionando tareas y se calcula el tiempo acumulado de todas las tareas realizadas hasta ese momento.

• d) Valoración del grado de eficiencia y del grado de desequilibrio
  • — Se fija el nivel de eficiencia (E) como la relación por cociente entre el tiempo requerido y el tiempo realmente empleado (se expresa en %)

  

  • — En tanto que la eficiencia no llegue al 100 %, la diferencia es lo que se denomina Grado de Desequilibrio (GD). (se expresa en %)

    GD= 100 — E

Ejemplo práctico del equilibrio en línea

Basándonos en F.J. Miranda, cabe proponer el siguiente ejemplo. Una empresa va a instalar una línea de producción para la elaboración de uno de sus productos. Si se sabe que el volumen de producción que maximiza el beneficio de la empresa es de 6 unidades a la hora, debe realizarse el equilibrado de la línea de producción según el modelo de Kilbridge y Wester.

Elaboración del diagrama de precedencias

Cálculo del tiempo del ciclo, el tiempo total de ejecución y el número de puestos mínimos

Tiempo de Ciclo (T_c):

Tiempo total de Trabajo (T_t) (en función de la duración de cada actividad):

T_t = 2+3+6+5+7+4+2+5+7+6+3+5+4+5 = 64 minutos.

Por tanto, el número mínimo de puestos

Tiempo ocioso (T_o)

T_o= (M_PT x T_C) — T_T = (7 x 10) — 64 = 6 minutos

Asignación de las tareas al puesto de trabajo

A partir de aquí se van asignando tareas a cada puesto de trabajo de modo que se respeten las precedencias así como el tiempo de ciclo (10 minutos)

Valoración de la Eficiencia y del Grado de Desequilibrio

GD= 100 — 91,43 = 8,57 %