propuesta de mejoramiento de la distribución en planta

XVII INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL
ENGINEERING AND OPERATIONS MANAGEMENT
Technological Innovation and Intellectual Property: Production Engineering Challenges in Brazil Consolidation
in the World Economic Scenario.
Belo Horizonte, Brazil, 04 to 07 October – 2011
PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE
LA DISTRIBUCIÓN EN PLANTA PARA
LA EMPRESA EMPAQUES
INDUSTRIALES COLOMBIANOS S.A.
Andres Felipe Betancourt Portela (UV)
[email protected]
Viviana Mayuri Diaz Pulli (UV)
[email protected]
Javier David Ramos Galeano (UV)
[email protected]
Angela Marcela Arias Balanta (UV)
[email protected]
En el presente artículo se exponen el caso de aplicación de un modelo
de asignación en el área de almacenamiento de materia prima de una
empresa perteneciente al sector cartonero, con el propósito de
solucionar dos problemas específicos rellacionados con el manejo de
inventario de materia prima y disponibilidad del espacio existente para
su almacenamiento. El modelo usado para la asignación de la materia
prima es descrito, y su efectividad es comparada observando los
resultados obtenidos en el Tiempo promedio de alistamiento, la
rotación de inventarios y los costos.
Palavras-chaves: Materias primas, patio de materias primas,
minimización de recorridos.
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1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad empresas grandes y pequeñas sufren continuamente con tropiezos que
se derivan de una mala distribución del almacén de materias primas. Este hecho se puede
comprobar en la clasificación de los problemas de decisión administrativos que se presentan
en los almacenes, los cuales se presentan en la justificación, el diseño, la planificación y el
control [3].
En la búsqueda de soluciones se han realizado investigaciones sobre el diseño de los
almacenamientos, la evaluación del rendimiento y algunas herramientas computacionales. Lo
que ha conllevado a una discusión sobre cada una de las áreas que se encuentran
comprendidas, la identificación de los límites y el potencial de futuro de las direcciones [2].
A pesar de esto, y de la importancia que representa el almacenamiento en el servicio al
cliente y el nivel de costos, no se tiene un planteamiento sistemático sobre su diseño. Como
una forma de ayudar en esta materia, se ha realizado una revisión sobre las metodologías para
el diseño de los almacenes, junto con las herramientas y las técnicas necesarias en cada uno de
los casos. Como resultado, se presentó un marco general sobre los pasos a seguir y las
técnicas requeridas en cada uno [1].
En este documento, se presenta una metodología para dar solución al problema de
distribución del patio de materias primas de una industria cartonera de la ciudad de Cali. En
donde se ha observado que debido a la rotación actual de los materiales, el tiempo de
permanencia de la materia prima en el patio está alrededor de los tres meses. Lo significa un
mayor tiempo de exposición de la pulpa a los cambios ambientales lo que lleva a variaciones
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en la humedad, peso y consistencia del material, lo que podría tener implicaciones en la
calidad del producto final.
La metodología a emplear se presenta en [5], la cual tiene semejanza en los criterios de
evaluación como la presentada en [4], en el cual se considera el problema de distribución de
los rollos de papel requeridos para llenar los espacios en el almacén. Cada uno de estos rollo
tienen su propia demanda y sus requerimientos de inventario; de forma similar, la
metodología se utilizó con el fin de distribuir cada uno de los rollos en los espacios destinados
dentro del almacén, de tal forma que se disminuyeran los costos de transporte.
Con el fin de evidenciar la mejora, se han utilizado unos indicadores los cuales se
observan en cada uno de los escenarios, en tanto la situación actual como en la propuesta.
Para el desarrollo de la metodología se llevaron a cabo una serie de pasos: el primero
consistió en la identificación de las materias primas más demandadas en el proceso de
producción, lo que llevó a la clasificación de los ítems en clase A, B, C por medio del
Diagrama de Pareto; posteriormente se determinó un sistema de control de inventarios para
los ítems clase A y B, además de determinar la cantidad necesaria de materias primas para el
nivel de servicio del 95%. Con estos niveles se calcularon la cantidad de localizaciones
requeridas para la propuesta de distribución del patio de fibras. Como tercer paso, se tiene en
cuenta un modelo de distribución de almacenes tomado de [5], el cual se ejecutó con la
herramienta de modelación AMPL y se identifican las mejoras obtenidas en la medición de
los indicadores utilizados.
2. METODOLOGÍA
2.1.
Clasificación A, B, C
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Con el fin de clasificar cada una de las materias primas consumidas por el proceso
productivo, se utilizaron los datos suministrados por la empresa para los meses de Enero a
Septiembre de 2010, con los cuales se realizó una agrupación de cada uno de los materiales
según sus referencias. Una vez agrupados y considerando el consumo total por cada tipo de
fibra, se realizó la clasificación A, B, C de las materias primas requeridas en el proceso
productivo.
2.2.
Sistema de control de inventarios
El sistema de inventario se aplicó a los materiales tipo A y B, además de la fibra
KRAFT la cual hace parte de los ítems clase C, pero dado su costo y la importancia de esta
fibra para la calidad final del producto, fue necesario tenerlo en cuenta dentro del sistema de
inventarios con el fin de garantizar una buena administración del mismo.
Dada la condición de restricción del espacio, el sistema de inventarios que se mejor se
ajusta es el (s, Q), ya que dada sus características, requiere una cantidad menor de inventario
de seguridad [6].
En este sistema, el punto de reorden (s) se calcula de la siguiente forma:
(1)
(2)
(3)
Donde,
Valor esperado de la demanda durante el Lead time.
Valor esperado del lead time, en unidades de tiempo.
Valor esperado de la rata de demanda por unidad de tiempo.
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Estimación de la desviación estándar durante el lead time, en unidades.
Desviación estándar de los errores del pronóstico (o de la demanda) referidos al mismo
período de tiempo de la tasa de demanda, en unidades.
Estimación de la desviación estándar del lead time, en unidades de tiempo.
Factor de seguridad.
Punto de reorden, unidades.
Luego, el tamaño del lote de será el tamaño del lote económico (EOQ):
(4)
Siendo,
Es el costo de ordenar ($/orden)
Tasa de demanda del ítem (unidades/año)
Precio del ítem ($).
Costo de mantener el inventario (%/año)
Por último, considerando un nivel de servicio (P1) del 95%, el cual según
investigaciones realizadas en la industria es un valor aceptable [6], se calculó los valores de
reorden (s) que se enseñan en la
TIPO DE FIBRA
EOQ (kg)
E(w) = E(LT) *
E(d)
σ(w)
s=E(w)+kσ(w
)
CORRUGADO NACIONAL DE
PRIMERA
48019,479
95877,516
134672,355
318086,903
EIC
20946,366
37668,958
41352,872
105901,198
RECICLADO
0
0
0
0
DKL NAL
17620,727
104890,570
289460,001
582499,572
DKL IMP
21973,876
105272,970
394291,775
755854,401
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OCC
15688,957
153433,184
283468,868
621156,817
KRAFT
7683,738
7743,106
8885,530
22404,231
k
1,65
P1
95%
TIPO DE FIBRA
EOQ (kg)
E(w) = E(LT) *
E(d)
σ(w)
s=E(w)+kσ(w
)
CORRUGADO NACIONAL DE
PRIMERA
48019,479
95877,516
134672,355
318086,903
EIC
20946,366
37668,958
41352,872
105901,198
RECICLADO
0
0
0
0
DKL NAL
17620,727
104890,570
289460,001
582499,572
DKL IMP
21973,876
105272,970
394291,775
755854,401
OCC
15688,957
153433,184
283468,868
621156,817
KRAFT
7683,738
7743,106
8885,530
22404,231
Tabla 1.
k
1,65
P1
95%
Tabla 1 - Cálculo del punto de reorden (s) y el tamaño de lote (Q) para las referencias que aplica el sistema de
control
2.3.
Cálculo de las localizaciones requeridas
Se ha tomado como base, el tamaño promedio de paca con el fin de establecer la
locación en donde se va a ubicar la materia prima en el patio; el tamaño establecido fue de 2 x
1,4 metros. En cuanto a la organización del espacio, se pensó de tal forma que cada nave
estuviera compuesta de 10 locaciones, las cuales se organizaron en dos filas de cinco. En cada
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una se podrá ubicar un total de 3 pacas a lo alto, de tal forma que se respeten las normas de
seguridad industrial que la organización tiene, además de permitir por parte del montacargas,
una buena maniobrabilidad. Para los pasillos, se ha dejado entre cada nave un espacio de
3,048 metros de ancho, para que sea fácil el tránsito para el montacargas; en cuanto al
principal, se propuso el tamaño es de 13,9 metros con el fin que el tractocamión lograra entrar
a realizar el descargue sin inconvenientes [5].
Una vez se ha especificado las características del patio, se calculó la cantidad de pacas
para cada referencia. Teniendo en cuenta que para los ítems controlados por el sistema
propuesto, el inventario promedio será la cantidad promedio más el inventario de seguridad; y
para los demás materiales se consideró el consumo promedio de Enero a Septiembre de 2010.
Con este total por referencia, se desagregó por cada tipo de fibra para luego relacionarla con
el peso promedio de la paca considerada.
2.4.
Asignación
El modelo de asignación usado en este caso [5], se encarga de asignar los productos a
los lugares de almacenamiento dentro del patio de materias primas. Esta ubicación se realiza
de tal forma que el total de las distancias recorridas por cada una de las materias primas
usadas durante el proceso, sea mínima; esto se plantea con la siguiente función objetivo:
Minimizar
Las restricciones del modelo son las siguientes:
(5)
(6)
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La restricción (5) garantiza que cada una de las materias primas se asigne a una
localización, mientras que la restricción (6) se encarga de balancear el número de
localizaciones y el número de asignaciones.
La notación utilizada en el modelo es la siguiente:
k= El número de lugares de almacenamiento
j= El número de productos
i= El número de puntos de entrada/salida (bahías)
Sj= El número de lugares de almacenamiento requeridos para el producto j
Tj= El número de viajes hacia adentro/hacia afuera del almacenamiento para el producto j;
es decir, el rendimiento del producto
dik= La distancia (o tiempo) que se necesita para viajar del punto de entrada/salida i al lugar
de almacenamiento k
xjk= 1, si el producto j se asigna al lugar de almacenamiento k, de lo contrario, 0
2.5.
Cálculo de los indicadores
Para identificar el cambio en el sistema, se calcularon el tiempo de alistamiento, la
rotación de inventario y los costos para la situación actual y la propuesta, estableciendo así
una comparación entre los dos estados.
3. RESULTADOS
Con la metodología propuesta para la asignación de las materias primas en el patio de
fibras de una empresa cartonera, se logró mejorar el tiempo de alistamiento en un 68%. La
rotación del inventario para los ítems clase A aumentó entre el 243% y el 344%, pero
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disminuyó en los clase B entre el 64% y el 69%. En cuanto a costos de inversión en los
inventarios, dado que el nivel de servicio fue ajustado al 95%, significó en los ítems clase A
una reducción del 5%, y en los clase B un aumento entre el 24% y el 28%, lo que dio como
resultado neto una reducción en los costos en un 5%.
4. CONCLUSIONES
Se ha estudiado el caso de una empresa del sector cartonero, la cual según su
naturaleza, requiere de grandes cantidades de pulpa como materia prima, lo que tiene
proporcionalmente significa tener espacio suficiente donde ubicarla.
Dada las dimensiones, se vuelve indispensable tener presente la distribución del
espacio, de tal manera que los materiales se ubiquen en un lugar específico según su uso en el
proceso de producción, para de esa forma, lograr beneficios en tiempos de alistamiento y
rotación del inventario.
Por otro lado, no se debe caer en el error de sobreestimar los pedidos que se requieren
de las materias primas, de tal modo que se utilice la mayor proporción del espacio disponible,
sino que es necesario hacerlo según el nivel de servicio que se desea brindar al cliente, ya sea
dentro de la misma organización viéndose desde la siguiente etapa del proceso, o
externamente por el consumidor final.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] BAKER, P. & M. CANESSA. Warehouse design: A structured approach. European Journal of
Operational Research. n.193, p.425-436, 2009.
[2] GU, J., M. GOETSCHALCKX & L. F. MCGINNIS. Research on warehouse operation: A
comprehensive review. European Journal of Operational Research. n.177, p.1-21, 2007.
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[3] J.P. VAN DEN BERG, W.H.M. ZIJM. Models for warehouse management: Classification and
examples. Int. J. Production Economics. Vol.59, p.519-528, 1999.
[4] K.K. LAI, JUE XUE, GUOQING ZHANG. Layout design for a paper reelwarehouse, 1999.
[5] THOMPKINS, A. JAMES, JHON A. WHITE, YAVUZ A. BOZER Y J.M.A. TANCHOCO.
Planeación de Instalaciones.
[6] VIDAL, H. CARLOS. Fundamentos de Gestión de Inventarios. Primera edición. Colombia: Comité
Editorial – Universidad del Valle, 2010.
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