UNIVERSIDAD AUTONOMA DE ICA

INGENIERIA INDUSTRIAL

Diseo y Gestin de Plantas Industriales

Docente: Ing. Juan A. Toledo Huamn

Plantas Industriales
Es un conjunto formado por
maquinarias, equipos y
herramientas, dispuestos en
edificios o lugares adecuados
con la finalidad de
transformar materias primas o
energas en productos o
servicios de acuerdo a un
proceso bsico establecido

El diseo de estas plantas es de vital

importancia en el desarrollo de todas
las ingenieras para lograr diversos
objetivos.
 Clasificacin de las Plantas Industriales

Por la ndole del proceso puesto en practica.

Proceso repetitivo.
Proceso Continuo. Proceso intermitente.
(confeccin de vestido)
(Cemento) (turbinas)

Mecnico
Por el tipo de procesos predominantes
Qumico

Maderera

Del pescado
Por las materias primas predominantes.
Petrolera, Petroqumica,
Carboqumica.
 Clasificacin de las Plantas Industriales

Por el tipo de productos obtenidos.

Alimenticia Textiles
Farmacutica Del cemento

Por tipo de actividad

econmica

Agricultura, silvicultura,
caza y pesca. Manufactureras. Comercio.

Transporte, almacenaje y
Construccin
Explotacin de comunicaciones.
minas y canteras.
 Diseo De Plantas Industriales

Es un trabajo de gestin, en el que

se aplican los cdigos de diseo
que se basan no solo en la
experiencia sino tambin en el
conocimiento de los expertos y los
especialistas, el cual solo es
adquirido a travs del tiempo y
luego de haber ensayado y
comprobado reiterativamente los
diferentes planes.
 Objetivo Del Diseo De Una Planta

Hallar una ordenacin de las reas de trabajo

y del equipo que sea la ms eficiente en
costos, y al mismo tiempo que sea la ms
segura y satisfactoria para los colaboradores
de la organizacin.
Localizacin De La Planta

La eleccin de una localizacin es una

decisin compleja en la mayora de los
casos tanto en s misma como por sus
interrelaciones, aunque es cierto que,
para algunas empresas la localizacin
viene determinada por un actor
dominante que restringe el nmero de
alternativas, en general, la cantidad de
factores involucrados en el anlisis es
enorme.
 Localizacin De La Planta
Factores a considerar:

La cercana de las fuentes de materias primas y del mercado consumidor.

La disponibilidad de mano de obra y la cercana de los mercados laborales

calificados para utilizar la tecnologa del proyecto
La disponibilidad y confiabilidad de los sistemas de apoyo (electricidad, agua
potable, energa, comunicaciones, etc.).

Disposicin de residuos, proteccin contra incendios, disminucin del ruido

Clima
Las condiciones sociales y culturales
Las consideraciones legales y polticas
Caractersticas del sitio
METODOLOGA PARA
LA DISTRIBUCIN
FSICA DE PLANTA
DISTRIBUCIN DE PLANTA
I UBICACIN

FASES II DISTRIBUCIN GENERAL

III DISTRIBUCIN DETALLADA

IV INSTALACIN

Se realizan utilizando
Systematic Layout
Planning (SLP)

La fases I y IV frecuentemente no forman parte del

proyecto especfico de planificacin de la distribucin.
El planificador centrar su atencin el las fases II y III.
 FASE I: UBICACIN
Debe decidirse donde estar la zona a distribuir, pudiendo
ser:
Las caractersticas
Una planta completamente nueva fsicas de las
instalaciones son el
resultado del estudio
de la distribucin.

Una planta ya existente Las caractersticas

fsicas de las
Reordenacin total en la planta actual instalaciones sern
Ajustes menores en la planta actual un dato que
restringirn el diseo
de la distribucin.
Frecuentemente no forma parte del proyecto especfico de
planificacin de la distribucin.
 FASE II: DISTRIBUCIN GENERAL
SYSTEMATIC LAYOUT PLANNING (SLP)
Este mtodo puede ser utilizado en cualquier proyecto de distribucin en
planta, slo se debe ajustar la importancia de cada etapa segn el caso. Sus
etapas son:
1. Preliminares (P, Q, R, S, T)

2. Flujo de materiales 3. Grfico de relaciones

4. Diagrama de relaciones

5. Necesidades de espacio 6. Espacio disponible

7. Diagrama relaciones de espacio

Consideraciones 8. Adaptaciones Limitaciones

modificadoras necesarias prcticas

Plan X Plan Z
Plan Y
10. Plan de
9. Evaluacin distribucin
seleccionado
1. DATOS BSICOS DE ENTRADA

P, Q, R, S, T

P: Producto o material, incluyendo variantes y

caractersticas.

Q: Cantidad o volumen de cada producto.

R: Ruta o proceso, su secuencia y la maquinaria del

proceso.

S: Servicios que colaboran en las operaciones

productivas.

T: Tiempo o ritmo que relacione P, Q, R, S: donde,

2. ANLISIS DEL FLUJO DE MATERIALES
A partir del anlisis de Barra Disco Acero Base
los datos iniciales y de
la secuencia de las 5 2 1
operaciones, se 6 Repetir 3 veces
construye el FLUJO DE
MATERIALES. 3

4
a) Cuando hay un
Operacin 1- Tallado 7
solo producto: Operacin 2- Esmalte
Operacin 3- Soldadura 8
Operacin 4- Limpieza
En este caso, el Operacin 5- Trozar
diagrama de Operacin 6- Eliminar Residuos
Operacin 7- Soldar
operaciones conduce Operacin 8- Limpiar
1
prcticamente al plan Inspeccin 1- Verificar Resultados
de distribucin.
b) Cuando hay varios productos:

En este caso conviene utilizar un diagrama

multiproducto.

Es una herramienta muy adecuada para

tener una visin conjunta de los procesos
correspondientes a diversos productos,
especialmente cuando se trata de grupos de
productos con procesos similares.
 DI AGR AMA
MU LTI PRO DU CTO
Para formar los grupos es ello es recomendable observar
lo siguiente:

Productos que requieren maquinaria similar.

Productos que requieren operaciones similares.
Productos que requieren secuencia similar de
operaciones.
Productos que requieren tiempos de operacin
similares.
Productos de forma, tamao o aplicacin similar.
Productos que requieren un grado similar de
calidad.
Productos del mismo material.
c) Multi-pieza o Multi- producto:

Cuando los productos

A
son demasiados para DE
P F T I A T Z
clasificarlos se puede
M 700
utilizar una matriz que
destaca los desplaza- P 450 250
mientos entre centros.
F 200 700

Es mejor utilizar un T 450

cuadro de doble entrada,
I 550 600
en donde la idea
fundamental es determi- A 450 100
nar la cantidad de E 700
movimientos entre cada
combinacin de dos
operaciones.
3. GRFICO DE RELACIONES
Este grfico es un
diagrama de doble entra-
da, en el que la relacin
entre cada rea y todas
las dems pueden ser
registradas, considerando
circulacin de documen-
tos, desplazamiento de
equipos o personas, entre
otras.

Relaciona las actividades

de servicios a las dems e
integra las servicios
auxiliares con el flujo de
materiales.
 4. DIAGRAMA DE RELACIONES

Se logra a travs de
la combinacin de
informacin obtenida
entre el FLUJO DE
MATERIALES y los
GRFICOS DE RELA-
CIONES.

Cada centro se
representa por un
smbolo y estos se
unen mediante lneas
simples o mltiples
que indican la impor-
tancia de la relacin.
 Se construye de manera progresiva, trabajando primero
con las relaciones ms importantes y aadiendo luego las
de menor importancia, hasta que estn todas incluidas.
Comienza a considerar la posicin relativa en el espacio del
conjunto de centros de actividad.
 5. NECESIDADES DE ESPACIO

Se estima la superficie necesaria para cada centro

de actividad, existen al menos 5 maneras de
hacerlo:

Clculo: Determinar la cantidad de espacio

requerido por cada mquina o equipo, incluyendo el
espacio para el operario, las materias primas, los
productos terminados, etc., multiplicar por el
nmero de unidades iguales; sumar y aadir las
necesidades de espacio para pasillos o zonas
auxiliares o generales.
 Conversin: Determinar la cantidad de espacio usado
ahora para cada mquina, grupo de mquinas o reas
de actividad; ajustar esto para hacer eficientemente los
trabajos actuales; luego convertir este mediante algn
factor o coeficiente para determinar lo que se
necesitar segn las nuevas exigencias.

Borrador de Distribucin: Preparar un borrador del

plano de distribucin detallado, a escala. Este indicar
los espacios necesarios aproximados para los equipos y
permitir evaluar el plan aproximado de necesidades
totales.
 Espacios tipo: En los casos en que ciertos tipos de
rea se repiten en una misma planta, es prctico
determinar el tipo de espacio que necesitan.

Tendencias de ratios: Se utiliza la tendencia de un

ratio en relacin con el tiempo. Se basa en la en la
aplicacin de coeficientes que no son ms que ratios
entre alguna magnitud caracterstica del sistemas
productivo (nmero de trabajadores por turno, nmero
de unidades a producir, etc.) y la superficie necesaria.

Ej: si sabemos que la extrapolacin es de 12 m por

empleado y se prev que en 5 aos habr 100
empleados, significa que sern necesarios 1,200 m de
oficina.
Para no olvidar asignar espacio para alguna actividad, es
conveniente recurrir a listas, como la que se muestra a
continuacin:
Oficinas
Servicios para empleados
Recepcin y expedicin
Pasillos
Almacn de materias primas
Almacn de productos terminados
Almacn de Herramientas
Inspeccin y control de calidad
Obras en curso
Mantenimiento
Embalaje
Estacionamiento para vehculos de transporte
 6. ESPACIO DISPONIBLE
Las necesidades de espacio
deben ser adaptadas al
espacio disponible.

Aqu puede ser ms til

tasar las reas de actividad
segn la importancia
relativa de mantener las
necesidades de espacio.

Puede utilizarse las mismas

letras de clasificacin del
SLP; las zonas marcadas
con O y U son achicadas
cuando hay que reducir las
exigencias de espacio.
7. DIAGRAMA RELACIONES DE ESPACIO
Para formarlo, el rea concedida para cada actividad ser
montada sobre el diagrama de relaciones de actividad.

Partiendo del diagrama de relaciones de actividad, se har el

diagrama a escala y se mostrarn los metros cuadrados
reales de cada actividad.
 8. ADAPTACIONES NECESARIAS
Mtodos de manipulacin y
transporte
Las instalaciones de
almacenamiento
Prcticas operativas
Indicaciones de la direccin
Consideraciones de seguridad
Los servicios para el personal
Las caractersticas del edificio
Las instalaciones y servicios
auxiliares
Los procedimientos y controles
Practicabilidad, etc.

El objetivo es obtener una ordenacin

de actividades que den la combinacin
ms prctica de todas las
consideraciones y limitaciones.
9. EVALUACIN DE ALTERNATIVAS
Algunos de los mtodos ms utilizados son los siguientes:
Hacer una lista de las ventajas e inconvenientes:
Esta es la manera ms sencilla de evaluar alternativas; escribir simplemente las
ventajas e inconvenientes de cada distribucin que se evala.
Comparacin de costos:
En proyectos importantes, los costos pueden constituir enseguida una base para
la seleccin de la mejor alternativa.
Costos a considerar:
Costos de instalacin:
o Costo inicial de nuevos equipos de todas clase
o Costos adicionales
o Costos de instalacin
o Costos de depreciacin y obsolescencia
Costos de funcionamiento:
o Material
o Mano de obra
o Cargas y gastos generales
 Anlisis por factores: Este mtodo selecciona criterios en base a
los cuales se tomar la decisin y a cada uno se le da un valor
ponderado de acuerdo con su importancia (10,9,8,..). Todas las
alternativas son valoradas con respecto a los criterios y se hace
una comparacin numrica. Algunos criterios son:
Facilidad de expansin
Flexibilidad
Eficacia en la manipulacin de materiales
Utilizacin del espacio
Seguridad
Condiciones de trabajo
Aspecto, valor promocional
Utilizacin de los equipos
Facilidad de supervisin y control
Inversin
Costo de funcionamiento
10. PLAN DE DISTRIBUCIN SELECCIONADO

Como resultado de la
evaluacin, se hace la
eleccin de una u otra
alternativa.
SYSTEMATIC LAYOUT PLANNING (SLP)
 FASE III: DISTRIBUCIN
DETALLADA
La distribucin detallada implica la ubicacin de cada pieza,
mquina o equipo, pasillo y zona de almacn, y hacer esto
para cada departamento.
 PROCEDIMIENTO
Al igual que la fase II SE UTILIZA EL SLP REALIZANDO
ALGUNOS AJUSTES

FLUJOS DE Movimientos de materiales dentro

MATERIALES del departamento

Espacio requerido para cada

NECESIDADES DE unidad especfica de maquinaria y
ESPACIO equipo y su inmediata rea de
servicio
RELACIONES DE Relaciones del equipo dentro del
ACTIVIDAD departamento

Se transforma en una ordenacin

NECESIDADES DE de maquetas y plantillas de
ESPACIO maquinarias y equipo, hombres y
materiales o productos
 FASE IV: INSTALACIN
La persona que hace la distribucin en planta es
responsable, a veces, de hacer que la distribucin sea
correctamente implantada. Mas a menudo, es el Ingeniero
de la planta o el departamento de mantencin el
encargado, asesorado por el diseador
Generalmente la informacin necesaria comprende:
Una lista de la maquina y de los equipos a instalar o
del equipo actual que debe ser cambiado de sitio.
Un plano, dibujo o fotografa explicando los detalles
de los nuevos emplazamientos.
Un programa de movimientos.
Una hoja de especificaciones para mostrar como cada
maquina ser desconectada, movida y vuelta a
instalar
EJEMPLO DISTRIBUCIN DE UNA PLANTA
VIDEO: DISTRIBUCIN EN UNA
PLANTA TEXTIL

http://www.youtube.com/watch?v=c0b3SnI30pc
 DISEO DE
DISTRIBUCIN DE
PLANTA A TRAVS DE
SOFTWARE
INTRODUCCIN
En cuanto a los algoritmos para la distribucin de planta en
dos dimensiones, se pueden clasificar en dos tipos:
Algoritmos de mejora: parten de una solucin y la
modificacin con el fin de obtener reducciones en los
costos.
CRAFT, desarrollado por Amour, Buffa y Vollmann.
Algoritmos constructivos: generan un asolacin a partir
de los datos del problema.
CORELAP, desarrollado por Depto. de ingeniera
industrial de la Northeastern University.
ALDEP, desarrollado por IBM.

Datos de entrada:
Tabla valorada de relacin de actividades.
Superficie necesaria para cada centro de actividad.
Volmenes de produccin.
CRAFT
CARACTERSTICAS:
El control del edificio ha de
ser rectangular, pero se
pueden introducir centros
de actividades ficticios para
tratar edificios de distintas
formas.

LIMITACIONES:
La solucin inicial
condiciona el resultado, por
lo que se debe probar para
varias soluciones distintas.
 FUNCIONAMIENTO:

Calcula para la distribucin de partida las distancias entre

los centros de actividad (considerando la distancia
rectangular) y, a partir de ellas, el coste de los movimientos.
Intercambia lugares de actividad en la disposicin inicial
para hallar soluciones mejoradas basadas en el flujo de
materiales. Llegando a una distribucin subptima de
menor costo.

INCONVENIENTE:

Proporciona soluciones
poco realistas, que obligan
a realizar complejos
ajustes manuales
CORELAP
FUNCIONAMIENTO:
Empieza calculando para cada centro de actividad la suma
de las evaluaciones de su relacin con cada una de las
dems. De esta forma, sita las actividades ms
relacionadas y entonces agrega progresivamente, en base
a las tasas de cercana deseadas, otras actividades a la
disposicin hasta que son puestas todas las actividades.

INCONVENIENTE:

La solucin obtenida se
caracteriza por la irregularidad de
las formas. Puede llevarla a hacer
impracticable, salvo ajuste
manual.
ALDEP
DATOS DE ENTRADA ADICIONALES:

Forma del edificio

Posicin de los elementos fijos (ascensores,
escaleras , etc.)
Si se desea, el o los emplazamientos que se hayan
decidido fijar

FUNCIONAMIENTO:

Considera el edificio dividido en franjas. Selecciona al

azar y sita la primera actividad en el rincn noroeste.
Las actividades siguientes son seleccionadas y
puestas: (1) con forma a la proximidad deseada o, (2)
si no se haya relacin significativa al azar
 CARACTERSTICAS:

Restringe la gama de soluciones

consideradas, lo que posiblemente le impide
enarcarse el ptimo
Las soluciones obtenidas son susceptibles
de ser llevadas a la practica sin o con pocas
adaptaciones.

LIMITACIONES:

La solucin obtenida depende de la actividad que

se coloca primero, por lo que se debe probar con
varias opciones distintas
 CUADRO RESUMEN
CARACTERSTICAS
CRAFT CORELAP ALDEP
DEL PROGRAMA

Entrada grfico de Con

S S
relaciones modificaciones

Entrada de necesidades de
S S S
espacio
Entrada de configuracin
S NO, Opcional S
de edificio
Entrada de tipo de
NO NO NO
actividad
Puede fijar lugar de
S NO S
actividades
Atiende a la forma de
S/NO, si el S/NO, si el lugar
actividad o exigencias de NO
lugar est fijado est fijado
configuracin
Mtodo de puntuacin para
S NO S
evaluar distribuciones
 REDISTRIBUCIN DE
UNA PLANTA CON SOFTWARE

WinQSB es un sistema interactivo de ayuda a la toma de

decisiones que contiene herramientas muy tiles para
resolver distintos tipos de problemas en el campo de la
investigacin operativa. Para la resolucin de problemas de
distribucin en planta el software utiliza un mtodo
heurstico basado en el algoritmo CRAFT ( Computerized
Relative Allocation of Facilities Technique), el cual permite
obtener la mejor redistribucin de una planta existente a
travs de transposiciones sucesivas de sus departamentos o
unidades estructurales, hasta alcanzar el costo mnimo de las
interrelaciones entre operaciones o departamentos.
 EJEMPLO
1. Como parte del proceso de perfeccionamiento empresarial que se
viene llevando a cabo en el pas, una empresa sideromecnica desea
cambiar la distribucin espacial existente en su rea de Produccin (Ver
figura 1) con el objetivo de disminuir los costos de las interrelaciones
entre sus operaciones. En dicha rea funcionan 6 talleres. La direccin de
la empresa ha sugerido mantener el taller de acabado (B) en la posicin
actual para permitir el fcil acceso desde el resto de los talleres.

Figura 1: Representacin de la
distribucin actual en el rea de
Produccin
La matriz de flujo entre las reas se muestra a continuacin:

A B C D E F

A 0 25 86 98 79 0

B 77 0 40 0 0 92

C 28 15 0 35 69 31

Por su parte el costoD(en 40

miles80 70
de pesos) 0de las
84 interrelaciones
14 entre las
reas es el siguiente:
E 0 68 72 85 0 91

F A
65 B
42 C
14 D
69 E
76 F
0
A 0 7.2 1.6 5 3 0

B 2 0 2 0 0 2

C 4 1.6 0 0.12 3.1 1.1

D 3.2 3 1.3 0 2.5 0.6

SE PIDE:

DETERMINAR LA MEJOR DISTRIBUCIN PARA LOS GRUPOS

DE MQUINAS EN EL REA DE PRODUCCIN.

SOLUCIN:

Podemos ver claramente que estamos ante un problema de minimizacin,

pues la unidad de contribucin relacionada en el problema son unidades
de costo.
Para definir el nmero de filas y columnas
del rea de distribucin representamos la
distribucin actual de la planta utilizando
cualquier escala en una hoja de papel,
luego trazamos cuadrculas sobre el plano
de forma tal que coincidan con las lneas
que limitan un departamento con otro. De
tal forma, para el caso objeto de estudio el
rea de distribucin queda definida por seis
filas e igual nmero de columnas, tal y Figura 2: Representacin de la
como se muestra en la figura 2. distribucin inicial en un plano
cuadriculado.
 SE UTILIZA EL SOFTWARE WinQSB.

Teniendo en cuenta que el objeto de estudio de este material es

la resolucin de problemas de distribucin en planta, ejecutamos
el mdulo facility location and layout.
Primeramente se seleccionar el comando New Problem en el men File o
simplemente har clic en el icono correspondiente a Problema nuevo. El
programa mostrar la siguiente ventana, donde introduciremos los
siguientes datos:

Una vez llenados todos los campos presionamos el botn OK para

visualizar la hoja de entrada de datos.
Ahora pasamos a crear la base de datos con las matrices de flujo y costos.
Una vez introducida la base de datos al programa, la ventana se visualizara
como sigue:

Se recomienda definir departamentos con forma rectangular en la

distribucin inicial. En el caso de plantas cuya distribucin inicial no tenga
forma rectangular se deben agregar departamentos ficticios de forma tal
que se garantice tal condicin. Estos departamentos ficticios deben
asignarse a una posicin fija, con valores de flujo igual a cero.
Para correr el programa luego de la entrada de la base de datos, debemos
ejecutar el comando Solve the problem en el men Solve and Analyze.

En el ejemplo
utilizaremos el mtodo
de transposicin de dos
departamentos a la vez
(Improve by Exchanging
2 departments), y
distancia rectangular
(Rectilinear Distance).
 SOLUCIN FINAL (FINAL LAYOUT)
Distribucin inicial del Distribucin final del
ejemplo ejemplo

De tal forma, la solucin al problema indica ubicar el taller E en el

rea que ocupa el taller F, y viceversa. Comparando los resultados de
la disposicin inicial de los talleres en el rea de produccin y la final,
se concluye que al aplicar la distribucin determinada, la empresa se
ahorrara 1277,200 pesos.
 BIBLIOGRAFA
Vallhonrat, Josep y Corominas, Albert. Localizacin,
Distribucin en Planta y Manutencin. Marcombo
Boixareu Editores, Barcelona, 1991.

REFERENCIAS DE INTERNET
DjArcangellRichard. Distribucin en una Planta
Industrial, [en lnea]. 19 de Abril de 2010, [Consultado
el 03 de Octubre de 2011]. Disponible en la web:
http://www.youtube.com/watch?v=c0b3SnI30pc

fcubillosa. Distribucin en Planta, [en lnea]. 14 de

Octubre de 2007, [Consultado el 01 de Octubre de
2011]. Disponible en la web: http://www.slidesha
re.net/fcubillosa/distribucin-en-planta