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FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERIA  

INGENIERIA EN ALIMENTOS

DISEÑO Y ORGANIZACIÓN DE PLANTAS

INDUSTRIALES

PARALELO: 7º “TD”

DOCENTE: Ing. Edgar Ramos

Quito - 2014

Cristian Oleas

CAPITULO 5Manejo de materiales

INTRODUCCIÓN

El diseño del sistema de manejo de materiales es un componente importante del diseño general de una planta. El diseño de la disposición y el diseño del sistema de manejo de materiales son inseparables. La integración entre estas dos funciones es fundamental en el diseño de una nueva planta.

El manejo de materiales es una parte integral del proceso general de diseño de una planta. Los problemas de manejo de materiales surgen en una amplia variedad de contextos y existen numerosas soluciones alternas.

EL ÁMBITO Y LAS DEFINICIONES DEL MANEJO DE MATERIALES

En una planta industrial típica, el manejo de materiales ocupa 25% de todos los empleados, 55%, de todo el espacio de la fábrica, y 87% del tiempo de producción. Se estima que el manejo de materiales representa entre 15 y 70% del costo total de un producto fabricado.

El manejo de materiales se puede concebir como un medio a través del cual se reducen los costos totales de fabricación mediante un control más eficiente del flujo de materiales, una reducción en los inventarios y una mayor seguridad.

Un sistema de manejo de materiales bien diseñado puede ser la columna vertebral de la estrategia general de ejecución de la producción de una empresa. La importancia del manejo de materiales se observa en muchas operaciones contemporáneas de fabricación y distribución.

DEFINICIONES DE MANEJO DE MATERIALES

1. El manejo de materiales es el arte y la ciencia de mover, guardar, proteger y controlar el material. Es una disciplina basada en las ciencias que se

relaciona con muchas áreas de la ingeniería y, por lo tanto, deben aplicarse métodos de diseño de ingeniería.

Por tal razón, el proceso de diseño del manejo de materiales entraña definir el problema, recopilar y analizar datos, generar soluciones alternas, evaluar las alternativas, seleccionar e implementar las alternativas elegidas, y efectuar revisiones periódicas.

Es un arte porque los sistemas de manejo de materiales no pueden diseñarse de manera explícita sólo con fórmulas científicas o modelos matemáticos.

El manejo de materiales requiere conocer y apreciar "qué es correcto y qué no lo es", lo cual se basa en una experiencia práctica significativa en el campo.

2. Manejo de materiales significa proporcionar la cantidad correcta del material correcto, en el lugar correcto, en la posición correcta, en la secuencia correcta, y mediante el costo correcto y los métodos correctos.

La cantidad correcta. Se refiere al problema de cuánto inventario se necesita. La filosofía justo a tiempo (JIT) se concentra en no tener inventarios. La cantidad correcta es lo que se necesita y no lo que se prevé.

El material correcto. La identificación automática es fundamental para una identificación precisa.

La condición correcta es el estado en el cual el cliente pretende recibir el material.

La orientación correcta significa colocar el material para facilitar su manejo

El lugar correcto. El "lugar correcto" aborda el transporte y el almacenamiento. Es conveniente transportar el material directamente al punto de uso, en vez de almacenarlo en un lugar intermedio.

El momento correcto representa entregar a tiempo, no antes ni después. Reducir la variación del tiempo de entrega es la clave para este elemento de la definición de manejo de materiales.

El costo correcto no es necesariamente el costo más bajo. La meta más adecuada es diseñar los sistemas de manejo de materiales más eficientes al costo más razonable.

El método correcto. Existen tres aspectos: Primero, si hay métodos correctos, debe haber métodos incorrectos. Segundo, es importante reconocer lo que hace correctos a los métodos y lo que los hace incorrectos. Tercero, observe que hablamos métodos y no de un método; utilizar más de un método suele ser lo correcto.

ALCANCE DEL MANEJO DE MATERIALES Perspectiva convencional sólo se concentra en el

movimiento de los materiales de un lugar a otro, por lo general dentro de la misma planta de fabricación y distribución. Se presta muy poca atención a las relaciones entre las tareas generales de manejo que ocurren dentro de la misma planta.

Perspectiva contemporánea amplía la atención hacia el movimiento general de los materiales en una fábrica o almacén, y se esfuerza en desarrollar un plan integral de manejo de materiales.

Perspectiva progresiva es un sistema total. Esta perspectiva considera al manejo de materiales como todas las actividades de manejar materiales que provienen de todos los proveedores, manejar materiales dentro de la planta de fabricación y distribución, y la distribución de los artículos terminados a los clientes. Las grandes empresas por lo general optan por una perspectiva progresiva.

5.3 PRINCIPIOS DEL MANEJO DE MATERIALES

Estos principios aportan afirmaciones concisas de los fundamentos de la práctica de manejo de materiales

Los 10 principios del manejo de materiales:1. El principio de la planificación. Un plan es un curso de acción

recomendado que se define antes de la implementación2. El principio de la estandarización. La estandarización significa

menos variedad y personalización en los métodos y el equipo empleados.

3. El principio del trabajo. La medida del trabajo es el flujo de materiales (volumen, peso, o cuenta por unidad de tiempo) multiplicado por la distancia que se trasladan.

4. El principio ergonómico. La ergonomía es la ciencia que busca adaptar el trabajo o las condiciones laborales a las aptitudes del trabajador.

5. El principio de la carga unitaria. Una carga unitaria es aquella que se almacena o traslada como una entidad única cada vez, como una tarima, un contenedor, o una bolsa, sin tomar en cuenta el número de artículos individuales que forman la carga.

6. La utilización del espacio. El espacio en el manejo de materiales es tridimensional y, por lo tanto, se cuenta como un espacio cúbico.

7. El principio del sistema. Un sistema es un conjunto de entidades interactuantes y/o interdependientes que forman un todo unificado.

8. El principio de la automatización. La automatización es una tecnología relacionada con la aplicación de dispositivos electromecánicos, electrónicos y sistemas basados en computadoras para operar y controlar las actividades de producción y servicios.

9. El principio ambiental. 10. El principio del costo del ciclo de vida. Los costos del ciclo de

vida incluyen todos los flujos en efectivo que ocurren a partir del momento en el que se gasta dinero por primera vez para planificar u obtener una nueva pieza del equipo, o para implantar un método nuevo, hasta que ese método y/o equipo se reemplaza por completo.

5.4 DISEÑO DE SISTEMAS DE MANEJO DE MATERIALES

El proceso de diseño de sistemas de manejo de materiales implica los seis pasos del proceso de diseño de ingeniería.

1. Definir los objetivos y el ámbito del sistema de manejo de materiales. 2. Analizar los requerimientos para mover, almacenar, proteger y

controlar materiales.3. Generar diseños alternos que cumplan con los requerimientos del

sistema de manejo de materiales.4. Evaluar los diseños alternos del sistema de manejo de materiales.5. Seleccionar el diseño más conveniente para mover, almacenar,

proteger y controlar materiales.6. Implementar el diseño elegido, el cual incluye la elección de prove

edores, la capacitación del personal. la instalación, depuración y puesta en

marcha del equipo, y revisiones periódicas del funcionamiento del sistema.

DESARROLLO DE DISEÑOS ALTERNOS DE UN SISTEMA DE MANEJO DE MATERIALES

Para estimular el desarrollo de alternativas, debe considerarse el "enfoque desistemas ideales", propuesto por Nadler.

Este método consta de cuatro fases:1. Enfocarse hacia el sistema teórico ideal.2. Conceptualizar el sistema ideal final.3. Diseñar el sistema ideal tecnológicamente

funcional.4. Instalar el sistema recomendado.

El sistema teórico ideal es un sistema perfecto que tiene costo cero, calidad perfecta, ningún riesgo de seguridad, no desperdicia espacio, y no tiene ineficiencias administrativas.

El sistema ideal final es un sistema que se podría alcanzar en el futuro porque existe la tecnología para su desarrollo, pero no se ha logrado su aplicación en una situación específica de manejo de materiales.

El sistema ideal tecnológicamente funcional es un sistema para el cual existe la tecnología requerida; sin embargo, los costos elevados u otras condiciones evitan que, en este momento, se instalen algunos componentes.

El sistema recomendado es un sistema cuyo costo es conveniente y que funcionará sin obstáculos para su implementación exitosa

ECUACIÓN DE UN SISTEMA DE MANEJO DE MATERIALES

La ecuación de un sistema de manejo de materiales nos brinda la estructura para identificar soluciones a los problemas de manejo de materiales.

Materiales + Movimientos + Métodos = Sistema recomendado

DISEÑO DE UNA CARGA UNITARIA

Una cantidad de artículos, o material a granel, ordenados o sujetados de modo que la masa pueda levantarse o moverse como un objeto único que es demasiado grande para manejo manual, los cuales conservan su orden para un movimiento posterior. Está implícito que los objetos únicos demasiado grandes para manejo manual también se consideran cargas unitarias.

Apple comenta lo siguiente acerca de la definición anterior: Se aprecia que dos criterios importantes son:

1) Una cantidad grande de unidades2) Un tamaño grande para un manejo manual. El tamaño de la carga unitaria puede variar de una sola pieza

transportada por una persona, a cada caja de cartón movida mediante una banda transportadora, a varias cajas de cartón en una tarima movida por montacargas, a varios contenedores de usos múltiples movidos por ferrocarril a través de varios estados, o por barcos a varios continentes.

Las cargas unitarias grandes requieren de equipos más grandes y pesados, pasillos más anchos, y pisos con capacidad de carga más grande.

Las cargas pequeñas aumentan los requerimientos de transporte, pero pueden reducir el inventario de trabajo en proceso.

Dos elementos importantes al determinar el tamaño de la carga unitaria son el límite "cúbico" y el límite de peso (por ejemplo, una caja de cartón corrugado con dimensiones exteriores de 16" X 12" X 6" y un límite de peso bruto de 65 Ib).

La integridad de la carga unitaria se mantiene de diversos modos. Apple enumera cuatro métodos básicos:

1. Levantar la masa desde abajo.2. Insertar el elemento elevador en el cuerpo de la carga unitaria.3. Apretar la carga entre dos superficies elevadoras.4. Levantar la carga desde arribaLos contenedores con buenas características de apilamiento y embalaje

ofrecen una importante reducción en los costos de manejo de materiales.

La apilabilidad significa que un contenedor completo se puede apilar o poner encima de otro contenedor completo en la misma orientación espacial

El embalaje significa que la forma de los envases permite que se inserte uno vacío dentro de otro vacío.

4.6 EL EQUIPO DE MANEJO DE MATERIALES

Se considera al manejo de materiales desde una perspectiva de sistemas. Incluso, puede existir una situación en donde una tarea específica dentro de la solución general del sistema de manejo de materiales no requiera ningún equipo en absoluto. La atención debe concentrarse primero en el material, segundo en el movimiento, y tercero en el método. No obstante, un recurso esencial es conocer las alternativas de equipo que necesita el diseñador de un sistema de manejo de materiales para preparar diseños alternos. Constantemente se desarrollan nuevas generaciones de equipo y cualquier persona que participe en la especificación del mismo para el manejo de materiales debe mantenerse al corriente de las tecnologías más recientes.

CLASIFICACIÓN DEL EQUIPO PARA MANEJO DE MATERIALES EN LAS CATEGORÍAS SIGUIENTES:

1. Contenedores y equipo unificador Contenedores Unificadores2. Equipo para transporte de materiales Bandas transportadoras Vehículos industriales Monocarriles, torres elevadoras, grúas3. Equipo para almacenamiento y recuperación Almacenamiento y recuperación de cargas unitarias Equipo para almacenamiento de cargas unitarias Equipo para recuperación de cargas unitarias Almacenamiento y recuperación de cargas pequeñas4. Equipo automático para recopilación y comunicación de datos Identificación y reconocimiento automáticos Comunicación automática sin documentos

5.7 ESTIMACIÓN DE LOS COSTOS DEL MANEJO DE MATERIALES

Es igual de importante que la alternativa elegida tenga el "costo correcto". La estimación del costo de las alternativas de manejo de materiales no es un asunto trivial. En un extremo del espectro está un método "general" mediante la utilización de datos estándar y reglas empíricas. El precio de compra del equipo de manejo de materiales varía significativamente de una empresa a otra, de un modelo a otro, y de un año a otro, y los valores obtenidos de una lista se des actualizan con facilidad. Por lo tanto, es conveniente que quienes ofrecen datos empíricos actualicen frecuentemente sin cesar los valores de costos en sus listas.

No obstante, es responsabilidad del ingeniero de manejo de materiales verificar la precisión de la información que se usa en cualquier proyecto. Un error común que se comete con mucha frecuencia incluso los ingenieros industriales más experimentados es caer en la trampa de utilizar "reglas empíricas" para generar el costo estimado para el equipo planificado de manejo de materiales.

5.8 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD

Al incluir ingeniería de seguridad en el diseño, se evita depender de los controles del proceso o del equipo de protección personal. Muchos proveedores de equipo para manejo de materiales proporcionan equipo que cumple con la OSHA; pero tener equipo "seguro" no garantiza un ambiente de trabajo "seguro". La clave para una planta segura es concentrarse en la relación entre la fuerza de trabajo y el equipo.

Muchas soluciones de manejo de materiales implican la utilización de algún tipo de anaquel de tarimas y de montacargas industriales. Una desventaja común en estas soluciones es una disposición deficiente en el área de anaqueles. Una relación entre la fuerza de trabajo y el equipo que merece especial atención es el uso de los pasillos por los peatones y los montacargas industriales

Una manera de reducir la frecuencia de interacción es mantener las áreas de oficinas o las áreas comunes de los empleados a lo largo del perímetro del edificio, lejos de las áreas de almacenamiento o de procesamiento.

Las áreas de embarque son muy peligrosas, debido a la gran cantidad de vehículos que acostumbran emplearlas. Se deben incorporar salones para los conductores de vehículos que entran y salen, y se debe restringir el acceso al área de embarque

BIBLIOGRAFÍA

Tompkins, J. White, J. Bozer, Y & Tanchoco, J. (2011). Planeación de Instalaciones (4a. Ed.). México: Cengage Learning