Kitabı oxu: «Manual para el diseño de instalaciones manufactureras y de servicios»

Manual para el diseño de instalaciones manufactureras y de servicios

Bertha Díaz Garay • María Teresa Noriega

Colección Textos Universitarios

Manual para el diseño de instalaciones manufactureras y de servicios

Primera edición digital: noviembre, 2017

© De esta edición:

Universidad de Lima

Fondo Editorial

Av. Javier Prado Este 4600

Urb. Fundo Monterrico Chico, Lima 33

Apartado postal 852, Lima 100, Perú

Teléfono: 437-6767, anexo 30131

fondoeditorial@ulima.edu.pe

www.ulima.edu.pe

Diseño, edición y carátula: Fondo Editorial de la Universidad de Lima

Imagen de portada: nostal6ie/Shutterstock.com

Versión ebook 2017

Digitalizado y distribuido por Saxo.com Perú S. A. C.

https://yopublico.saxo.com/ Teléfono: 51-1-221-9998 Avenida Dos de Mayo 534, Of. 304, Miraflores Lima - Perú

Se prohíbe la reproducción total o parcial de este libro, por cualquier medio, sin permiso expreso del Fondo Editorial.

ISBN versión digital: 978-9972-45-411-0

Índice

Prólogo

Presentación

Capítulo 1. Estudios previos al diseño de instalaciones

1. Estudio de mercado

2. Diseño y desarrollo del producto

3. Sistemas de producción y diseño del proceso

Capítulo 2. Localización de planta

1. Definición de localización de planta

2. Causas de los problemas relacionados con la localización

3. Ubicaciones posibles

4. Análisis de los factores de localización

5. Fases de análisis de localización

6. Niveles de localización

7. Métodos de evaluación de localización

8. Decisiones finales para la localización

Capítulo 3. Tamaño de planta

1. Determinación del tamaño viable de la planta

2. Factores del tamaño de la planta

3. Metodología para determinar el tamaño de la planta

4. Selección del tamaño de la planta

Capítulo 4. Capacidad de producción

1. Capacidad de producción

2. Formas de expresar la capacidad

3. Cálculo de la capacidad de acuerdo con el sistema productivo

Capítulo 5. Estudio de la disposición de planta

1. Definición

2. Ventajas

3. Principios básicos

4. Tipos de estudio

5. Tipos de disposición de planta

6. Planeamiento sistemático para la disposición de planta

Capítulo 6. Factor material

1. Selección de productos considerando la cantidad y variedad

2. Selección de productos considerando aspectos económicos

3. Consideraciones sobre el factor material

Capítulo 7. Factor maquinaria

1. Consideraciones sobre el factor maquinaria

2. Tipos de maquinaria

3. Descripción de la maquinaria

4. Anclaje de máquinas

5. Determinación del número de máquinas

Capítulo 8. Factor hombre

1. Elementos del factor hombre

2. Consideraciones sobre el factor hombre

3. Calidad en el ambiente de trabajo

4. Medición del trabajo del hombre

5. Necesidades de mano de obra

Capítulo 9. Factor movimiento

1. Principios del manejo de materiales

2. Análisis de los métodos de manejo

3. Sistema de acarreo de materiales

4. Equipo de trayectoria fija

5. Equipo de trayectoria móvil

6. Unidad de carga

Capítulo 10. Factor edificio

1. Estudio de suelos

2. Construcción de la edificación

3. Vías y medios de circulación

4. Ventanas

5. Estacionamientos

6. Oficinas

7. Seguridad en el edificio

Capítulo 11. Factor espera

1. Formas del factor espera

2. Almacén

Capítulo 12. Factor servicio

1. Servicios relativos a los clientes y visitantes

2. Servicios relativos al personal

3. Servicios relativos al material

4. Servicios relativos a la maquinaria y equipo

5. Servicios relativos al edificio

Capítulo 13. Factor medioambiente

1. El problema ambiental

2. Factores ambientales

3. Evaluación del ciclo de vida del producto (ECV)

4. Manejo de residuos

5. Evaluación de impactos

6. Producción más limpia

7. Estrategias empresariales

8. Los costos y beneficios ambientales

9. Políticas ambientales

Capítulo 14. Factor cambio

1. Aspectos externos

2. Aspectos internos

Capítulo 15. Técnicas para el cálculo de los requerimientos de áreas

1. Cálculo de las superficies de la planta

2. Cálculo de las superficies de las oficinas

Capítulo 16. Distribución general (técnicas de las relaciones entre actividades)

1. Análisis de las relaciones

2. Tabla relacional

3. Diagrama relacional de recorrido o de actividades

4. Diagrama relacional de espacios

5. Disposición ideal

6. Disposición práctica

Capítulo 17. Distribución de detalle (técnicas de análisis del recorrido)

1. Análisis del recorrido para un solo producto

2. Diagrama multiproducto

3. Análisis de transportación

4. Matriz de trayectoria

Capítulo 18. Evaluación de alternativas de disposición de planta

1. Relación de ventajas y desventajas

2. Análisis de factores

3. Análisis del costo-beneficio

4. Evaluación económica

Capítulo 19. Implementación de la propuesta elegida

1. Planificación

2. Organización

3. Ejecución

4. Prueba y puesta en marcha

Anexos

Glosario

Bibliografía

Prólogo

La obra demuestra el profundo conocimiento teórico y práctico de las autoras sobre la materia. En esta nueva versión y con título actualizado, ofrecen un texto didáctico básico para los educandos de ingeniería y arquitectura, que a la vez constituye una valiosa herramienta de trabajo para los profesionales en ejercicio.

A lo largo de sus diecinueve capítulos, secuencialmente van desarrollando un riguroso protocolo que conduce al lector en el proceso de manera ordenada y progresiva, acompañado por diversos casos ilustrativos. Destaca el prolífico bagaje de casos, ilustraciones y guías prácticas.

El manual presenta la novedad de hacer extensiva la metodología aplicada al diseño de instalaciones manufactureras a instalaciones de servicios en general. Es decir que es de aplicación universal, sea que se trate del diseño de fábricas o de oficinas, almacenes, hospitales, viviendas u otros.

Se pone especial énfasis en el factor humano (capítulo 8), que cubre aspectos de ergonomía, salubridad, seguridad, responsabilidad social. De igual importancia es el factor medioambiente (capítulo 13), que trata aspectos de manejo de residuos y preservación del medio. Se conceptualiza a la persona como médula en el diseño, y así se contribuye a una mayor solidaridad con los actores, superando la frialdad que caracteriza habitualmente lo pragmático.

Adelanto mi plena identificación con las autoras, por la entereza y perseverancia en el logro del objetivo de compartir el legado de sus conocimientos con las generaciones futuras. Con la certeza de que esta obra científica y tecnológica será revisada y actualizada periódicamente por las autoras, expreso mi profunda satisfacción de contribuir a la presentación de este manual.

Ing. George R. Schofield Bonello

Profesor emérito y galardonado con la Antorcha de Habich por la Universidad Nacional de Ingeniería

Profesor honorario de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Miembro del Consejo Consultivo de la Carrera de Ingeniería Industrial de la Universidad de Lima

Presentación

Este libro está dirigido a aquellos profesionales en formación que requieren conocer los procesos de una planta industrial, y a quienes ya están desarrollando mejoras en una empresa y participan en equipos de proyectos de manufactura o de servicios.

A diferencia de nuestro texto inicial, Disposición de planta (Díaz, Jarufe y Noriega, 2007), este nuevo libro busca ampliar algunos conceptos para el diseño de instalaciones de manufactura o de servicios. Para ello, relaciona el enfoque académico con la realidad de los sistemas productivos de la industria nacional.

Se presenta en el contenido una serie de métodos y técnicas de ingeniería industrial, así como propuestas para el diseño de ambientes. Las fuentes consultadas provienen de la arquitectura y la ingeniería civil, pero también de profesionales de la salud para el cuidado y protección del ser humano. Esta multidisciplinariedad enriquece el documento, toda vez que en las etapas de un proyecto industrial intervienen profesionales de diferentes especialidades.

A lo largo del texto se han incluido casos de empresas que tienen plantas ubicadas en nuestro país, lo que permite acercar al lector a su entorno. De la misma forma, se ha enfatizado en las referencias a las interrelaciones entre el medioambiente y el diseño de las plantas industriales, aspecto muy importante para lograr la sostenibilidad de nuestro planeta.

El enfoque del libro propone una permanente coordinación entre los recursos productivos para responder con calidad y prontitud a las órdenes de los clientes. Se debe definir el flujo de materiales siguiendo la cadena de valor del cliente y eliminando los desperdicios que generan ineficiencia y altos costos.

El lector encontrará recomendaciones para un efectivo uso de los espacios disponibles y el cumplimiento de normas de seguridad y salud ocupacional. También los conceptos de gestión ambiental y las directivas para el diseño de procesos amigables con el medioambiente.

El libro responde también a la necesidad de cambios en la tecnología que la industria demanda. La globalización exige a la empresa peruana la optimización de sus procesos, a los que debe añadir eficiencia en cada una de sus etapas.

Al final de cada capítulo, se encuentran problemas resueltos, a modo de ejemplo, y problemas propuestos para inducir al lector a su solución, aplicando los conceptos discutidos.

Queremos dar las gracias a las empresas Austral Group, Alicorp, Ransa, Unión de Cervecerías Peruanas Backus & Johnston S. A. A., Kimberly-Clark Perú S. R. L., Owens-Illinois Perú S. A., Fabricante de Cubiertos S. A. (Facusa), Maderera Bozovich S. A. C., Servicio de Mantenimiento de la Fuerza Aérea del Perú (SEMAN); al taller El Arte Cerámico y las Tres Marías, y al taller de Serapio Vallejo, por permitirnos conocer sus instalaciones y observar sus procesos.

Este libro no es solo el resultado de nuestro esfuerzo. Apreciamos el apoyo de Karen Urquizo, Angie Alcántara y Leysi Ayauja en los dibujos, cuadros y planos. Y agradecemos a Belissa Cano por las fotos.

Asimismo, fueron muy valiosos los comentarios y sugerencias de muchos de nuestros colegas, que nos motivaron a profundizar en algunos temas. Agradecemos en particular a nuestros revisores: Arístides Sotomayor, Carlos Chirinos, Enrique Bonilla, Patricia Larios y Pedro Arroyo.

Por último, queremos expresar nuestra gratitud a nuestras familias por permitirnos un espacio y motivarnos con este proyecto.

Este es un aporte que damos a la comunidad académica e industrial, esperando que llegue a cada uno de ustedes con objetividad y simpleza, sin dejar de tener el nivel técnico profesional requerido.

Las autoras

Capítulo 1

Estudios previos al diseño de instalaciones
En este capítulo trataremos los siguientes temas:

• Estudio de mercado

• Diseño del producto

• Diseño del proceso

En este capítulo introductorio se pretende mostrar las etapas previas para llevar a cabo un estudio de disposición de planta.

El estudio de las instalaciones requiere emprender primero un estudio de mercado, con el fin de conocer las necesidades de los clientes y luego volcarlas en especificaciones técnicas. Así, el diseño del producto debe definir la tecnología necesaria para el diseño del proceso, requisito indispensable para realizar la disposición de la planta.

La decisión de instalar una planta se basa en un estudio de mercado que permita, en primera instancia, definir la viabilidad del proyecto, este estudio debe identificar las necesidades del mercado para diseñar el producto que las satisfaga. Con esta información es posible determinar los requerimientos de quienes van a instalar la planta, proyectando también el tamaño de esta.

Así pues, surgen algunas estrategias que podrán optarse para llevar el producto a un mercado definido. Estas pueden sustentarse en la matriz de producto-mercado de Ansoff de la siguiente manera: mejoras en el diseño de un producto existente para un mercado existente (calidad de producto) o la creación de un nuevo mercado (expansión); o bien la creación de un nuevo producto para un mercado existente (innovación de producto), o tal vez el lanzamiento de un nuevo producto que impulse la creación de un nuevo mercado (diversificación) (véase la tabla 1.1).

Una vez definido el binomio producto-mercado, la tarea del proyectista es identificar la cadena de valor para la elaboración del producto, a partir de lo cual se diseña el proceso correspondiente. En una siguiente etapa, se efectúa la planificación de las facilidades para el proyecto, esto es: la selección de la localización y la determinación del tamaño de la planta. Finalmente, se inicia el estudio de disposición de la planta. Estas etapas se muestran en la figura 1.1.

1. ESTUDIO DE MERCADO

Mediante el estudio de mercado se identifican las necesidades de los clientes y la cantidad de productos que demandan. A partir de esta información, se pueden determinar las características del producto o servicio, y generar las especificaciones técnicas. El proceso productivo debe seguir el flujo de valor del cliente; así el proceso queda definido en función de las necesidades del cliente.

Asimismo, la determinación de la demanda es un factor importante para proyectar el tamaño de la planta, de allí la necesidad de realizar un estudio de mercado actualizado, completo y orientado hacia un determinado segmento. Otro aspecto que da a conocer el estudio es la oferta existente y las estrategias de mercado utilizadas por la competencia. Esto es decisivo para establecer el factor de diferenciación de la empresa, los canales de comercialización, los precios de mercado y la demanda para el proyecto.

1.1 Segmentación de mercado

La segmentación de mercado consiste en dividir el mercado total de un bien o servicio en varios grupos más pequeños e internamente homogéneos, que permitan orientar el estudio hacia el consumidor y atender sus necesidades específicas. Existen muchas formas de segmentar un mercado. Por eso, se deben probar diversas variables para encontrar la manera óptima de concebir su estructura.

A continuación, se detallan las principales variables utilizadas por Kotler (2013) para la segmentación de mercado:

• Segmentación geográfica. Es la división del mercado en varias unidades geográficas, como países, departamentos, regiones, distritos o ciudades; se puede operar en todas las áreas, en dos o solo en una. Por ejemplo, una empresa de confecciones que produce diferentes tipos de prendas de vestir puede analizar su mercado estudiando diversas unidades geográficas, con el fin de distribuir sus productos a nivel nacional e internacional. En cada caso, los diseños, tipos de tela, colores, entre otros, se ajustarán a los requerimientos climáticos de cada localidad, según su geografía.

• Segmentación demográfica. Es la división del mercado en grupos sobre la base de variables como edad, sexo, tamaño de la familia, nivel de ingresos, etc. Una de las razones por las que se utiliza este tipo de segmentación es que las necesidades, deseos y tasas de uso están a menudo estrechamente relacionadas con estas variables, por ejemplo, el champú para bebés, niños, damas, caballeros.

• Segmentación por beneficios. Es la división del mercado según las preferencias de los consumidores por un atributo o característica específica del producto. Por ejemplo, en el caso de los dentífricos, estos pueden ofrecer variados beneficios, como blanquear, mejorar el aliento, proteger, etc.

• Segmentación psicográfica o conductual. Es la división del mercado en función de la clase social, estilo de vida o personalidad. Un ejemplo en los vehículos son los automóviles de lujo (deportivos), estándar (camionetas y autos), económicos (motocicletas). Los clientes también se dividen en grupos según su conocimiento, actitudes, costumbres o respuestas a un producto. Este es el caso de los deportistas, que requieren calzados deportivos específicos para tenis, fútbol, vóleibol, gimnasia, carreras, básquet, etc.

1.2 Realización del estudio de mercado

Para realizar una adecuada combinación de producto-mercado en el estudio, es necesario responder las siguientes interrogantes:

¿Qué?	¿Qué vamos a producir?
¿Por qué?	¿Por qué se justifica la producción de ese bien y no otra cosa?
¿Quién?	¿A quiénes se orienta el producto?
	¿Cuál es la segmentación de mercado?
	¿Quiénes son los competidores?
¿Cómo?	¿Cómo se va a distribuir el producto?
	¿Cuáles serán los canales de distribución más adecuados?
¿Cuánto?	¿Cuánto se va a vender?
	¿A qué precio se debe vender?
¿Dónde?	¿En qué lugar se encuentra el mercado?

Por lo tanto, el estudio de mercado tiene como objetivo la definición de los siguientes elementos:

• El producto: definir el producto o la gama de productos.

• La demanda: calificar y cuantificar con precisión a los clientes potenciales.

• La oferta: identificar y analizar la competencia directa e indirecta.

• El precio: fijar el precio del producto.

• Los canales de distribución y la promoción: determinar el medio para llegar al cliente.

• La demanda para el proyecto: determinar la demanda.

Sea cual fuere el tipo de proyecto, un estudio de mercado, sin ser una ciencia exacta, permite reducir la incertidumbre. Sin embargo, cabe destacar que su contenido es válido únicamente en un momento dado. Asimismo, un estudio realizado para un proyecto dado nunca puede corresponder a otro proyecto.

La ejecución del estudio de mercado tiene cuatro grandes etapas: preparación, realización, interpretación y análisis, y aplicación.

• Preparación. Para iniciar el estudio, se debe delimitar el problema por investigar: crear un nuevo producto, un producto complementario o un producto sustituto; mejorar el diseño de un producto existente; aumentar la producción de uno de los productos; conocer el mercado en determinadas zonas geográficas donde se podría instalar la planta; conocer las motivaciones íntimas del consumidor. Una vez determinado el problema por investigar, se decide la forma como realizar dicho estudio; con este fin, se aplican encuestas, grupos focales, entre otras técnicas.

• Realización. En esta etapa se lleva a cabo el estudio de campo mediante encuestas, grupos focales o entrevistas; así el entrevistador entra en contacto con el posible consumidor. Para ello se determina previamente la población involucrada y se define el tamaño de la muestra representativa. El entrevistador debe registrar las respuestas con la mayor seriedad y en forma correcta, con el fin de garantizar la calidad de la información recogida.

• Interpretación y análisis. En esta etapa se revisa la información para depurarla. A continuación, se procede a la tabulación, es decir, la elaboración de las tablas y gráficos de los resultados. El análisis de estos permitirá redactar un informe objetivo de la información recopilada.

• Aplicación. La información obtenida como resultado del estudio permite identificar a los clientes potenciales y sus necesidades, con el fin de determinar las características del producto y proyectar su diseño. Asimismo, se puede conocer sobre la potencialidad de la demanda; sin embargo, dado que las herramientas utilizadas se han aplicado a una muestra, el estudio no debe ser la única referencia para la proyección de la demanda. Para evaluarla, se necesitan estudios más especializados, así como el análisis de información acerca de las proyecciones del sector económico.