Protocolo: Evaluación de los riesgos del flujo de material en el diseño de instalaciones

Working Papers on Operations Management. Vol. 7, Nº2 (43-63) ISSN: 1989-9068 http://dx.doi.org/10.4995/wpom.v7i2.5710 43 WPOM Protocol: Material flow risk evaluation for layout design Protocolo: Evaluación de los riesgos del flujo de material en el diseño de instalaciones Aída Sáez Mása y José P. García-Sabaterb a ROGLE, Dpt De Organización de Empresas, Universitat Politécnica de València, (Spain), [email protected] b ROGLE, Dpt De Organización de Empresas, Universitat Politécnica de València, (Spain), [email protected] Recibido: 2016-05-05 Aceptado: 2016-07-12 Abstract The need of design new layouts or redesign current situation to manufacture new products has increased principally due to changes in customer demand, on both variety aspects and quantity (Lu, Shpitalni, and Gadh, 1999). The complexity increase is also associated with the traffic generated by material handling equipment. This situation can be described as unsafe for workers. Many authors defend that during layout design/redesign a risk analysis is necessary. In contrast others believe that material flow analysis should be a mainly task during this step. Therefore, in this research both considerations have been integrated. So that it is proposed a protocol to evaluate the risk generated by material flow with handling equipment in manufacturing plants. This methodology identify the process steps and propose dimensions, measurables, tools and suggestions in order to analyse and reduce risk correctly. All the above aspects are validated in a case study of a complex assembly plant in the automotive sector. Keywords: Material Flow Analysis (MFA), Discrete Event Simulation (DES), Risk management, Facility layout, Traffic engineering. Resumen La necesidad de diseñar nuevos sistemas o de reconfigurar los presentes para producir nuevos productos se ha incrementado en gran parte debido a los cambios en la demanda de los clientes, tanto en aspectos de variedad como de cantidad de productos (Lu, Shpitalni, y Gadh, 1999). Este aumento en la complejidad lleva asociado un incremento del tráfico de carretillas en la zona de montaje, situación que se califica como poco segura para las personas. Numerosos autores defienden que durante el diseño/ rediseño de instalaciones es necesario realizar un análisis de los riesgos existentes. Otros en cambio creen que analizar el flujo de material debe ser una tarea prioritaria en esta etapa. Es por ello que en esta investigación se trata de integrar ambas consideraciones. Para ello se propone un protocolo de actuación para evaluar el riesgo que genera por el flujo de material mediante medios de manutención en plantas de fabricación. Esta metodología identifica las diferentes etapas del proceso, proponen dimensiones de actuación para el flujo de material, medibles, herramientas y propuestas de mejora para su correcto análisis y reducción del riesgo. Todo esto se valida en un caso de estudio de una compleja planta de montaje del sector del automóvil. Palabras clave: Análisis del Flujo de Material (MFA), Simulación por eventos discretos (DES), Gestión del riesgo, Diseño de layout, Ingeniería del tráfico. Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 44 1. Introducción Una de las tareas prioritarias de los fabricantes con éxito, es diseñar un layout eficiente, que garantice costes bajos de manutención, mejore el flujo de material y reduzca los cuellos de botella (Banks, 1998), para así poder conseguir un mayor rendimiento de las infraestructuras (Sly, Grajo, y Montreuil, 1996). Además, una de las maneras de tener prevalencia competitiva es analizar y optimizar el flujo de material, el cual contribuye a la reducción de los costes en la compañía (Krolczyk et al., 2015). En los procesos de diseño de sistemas industriales, los diseñadores optimizan aspectos socioeconómicos teniendo en cuenta los estándares y las normas de seguridad, sin embargo a pesar de la importancia del análisis de riesgos este se suele olvidar en el proceso del diseño, ya que conlleva un consumo de tiempo y de costes (Shahrokhi y Bernard, 2004). Esto resulta crítico, tanto para el riesgo de accidentes como la gestión de estos, ya que el diseño controla la posibilidad de accidentes y consecuencias en cadena (Tugnoli, Khan, Amyotte, y Cozzani, 2008a). Una falta de métodos que promuevan una efectiva implantación de un layout seguro exige al desarrollo de nuevas técnicas y métodos (Tugnoli, Khan, Amyotte, y Cozzani, 2008a). Esta investigación surge de profundizar en el análisis del flujo de materiales utilizando medios de manutención móviles como un elemento clave en la toma de decisiones del diseño de layout. El propósito de este trabajo es aportar un protocolo para la evaluación de riesgos ligados al análisis del flujo de material mediante carretillas en plantas industriales de fabricación. Para ello se persigue alcanzar los siguientes objetivos: - Proponer una metodología para la gestión del riesgo ligado al movimiento de material y al diseño en planta. - Identificar y proponer consideraciones y medibles para cuantificar y evaluar el riesgo. - Aplicar la metodología propuesta a un caso de estudio, para analizar el layout de una planta de montaje del sector del automóvil. El resto del documento se estructura como sigue. En el segundo apartado se ha realizado una revisión de la literatura sobre el concepto de riesgo, la metodología de la gestión del riesgo y su relación con el diseño de layout y flujo de material. A continuación se propone la metodología de gestión de riesgos ligado al análisis del movimiento de material y al diseño de layout. Más adelante se aplica la metodología a un caso de estudio de una planta de montaje de motores de una fábrica de automóviles. Finalmente se concluye el documento con las conclusiones y futuras líneas de investigación. 2. Revisión de la literatura 2.1 Diseño de layout y el análisis del flujo de materiales El diseño de layout implica la selección de la disposición de las máquinas y de la trayectoria de los medios de manutención (Iqbal y Hashmi, 2001). Para Sly (1996), el flujo de material es la actividad primaria que conduce al diseño de la fábrica, ya que los proyectos que no empiezan con exhaustivas evaluación del proceso y equipos, o no detallan la relación con el estudio del flujo de material, a menudo no llegan a ninguna solución. El coste que genera el movimiento de material y el sistema de manejo de materiales en las fábricas es significativo, lo que hace que su ubicación sea crítica (Sly, 1995b). Islier (1998) indicó que aproximadamente el 30-75% de los costes del producto se pueden atribuir a dichas actividades. Según Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 45 Ficko y Palcic (2013), un layout efectivo puede reducir estos costes de flujo de material y del sistema de manejo de materiales considerablemente. La principal preocupación del problema de diseño de layout es encontrar una disposición óptima de una serie de instalaciones con ciertos criterios, cualitativos y cuantitativos (Ficko y Palcic, 2013; Mehrotra, N., Syal, M., and Hastak, 2005). El enfoque cualitativo incluye un análisis detallado del flujo de material basado en varias configuraciones de layout, y es el corazón de un análisis de layout industrial (Sly, 1995b). El enfoque cuantitativo se utiliza para asegurar que todos los demás criterios como son el ruido, la contaminación o la seguridad entre otros se están cumpliendo (Sly, 1995b). Algunos de estos factores y otros como la complejidad o la variación de la demanda tienen un impacto directo sobre el flujo de material, y deben ser considerados para tener un sistema de manejo de materiales y un layout eficiente (Longo, Mirabelli, y Papoff, 2005). Es importante enfatizar que la mayoría de los metodologías tradicionales de estudios de diseño en planta, permitían analizar y evaluar varias posibilidades de configuración de layout utilizando herramientas cualitativas, como redes y nodos que representaban el flujo de material y los departamentos (Longo et al., 2005). Sin embargo en este trabajo de investigación nos interesa, no solo evaluar cualitativamente, sino cuantificar el flujo de material para evaluar los riesgos asociados. El análisis del flujo de material (Material Flow Analysis, MFA) es una evaluación sistemática de los flujos y stocks de materiales dentro de un sistema (Brunner y Rechberger, 2004). El MFA se ha usado como sinónimo de cuantificar el flujo de material; en este sentido cuantificar representa solo uno de los múltiples pasos del análisis (Guo y Zhang, 2016). Esta metodología puede ilustrar no solo los tipos y cantidades de recursos fluyendo, sino también cómo el flujo de material está relacionado con la eficiencia del uso de los recursos y su impacto en el entorno (OEDC, 2008). El MFA se puede utilizar como un instrumento para: evaluar los efectos de los procesos y bienes en los flujos de materiales, controlar los flujos de materiales con el fin de minimizar los impactos ambientales, así como economizar energía y materiales para un determinado grupo de actividades (Brunner y Rechberger, 2004). El análisis del flujo de material en una organización aporta mucha información sobre cómo de bien está organizado el sistema (Krolczyk et al., 2015). Aunque en la mayoría de los casos las aplicaciones del MFA se han dado en el estudio de los flujos de materiales y energía en sistemas ambientales, el método se puede emplear fácilmente en otro tipo de sistemas (Scholz y Tietje, 2002). El MFA se puede aplicar también en industrias y zonas industriales, los resultados del MFA se han aplicado con éxito en la optimización de los flujos de materiales de procesos de producción (Díaz Gómez y Silva Leal, 2015). Krolczyk et al. (2015) también afirmaron que el MFA había sido satisfactoriamente utilizado en la industria para optimizar flujos de materiales de procesos de producción. Es por ello que numerosos autores han aplicado el análisis del flujo de material en sus investigaciones. Longo et al. (2005) realizaron un análisis del flujo de material para una empresa de producción maderera. Con ayuda de la simulación por eventos discretos y algoritmos genéticos, los autores tratan de optimizar la configuración en planta. Delgado Sobrino, Holubek, Košťál, y Ružarovský (2014) realizan un análisis del flujo de material para ayudar en el análisis de diseño de layout, para ello utilizan la simulación como herramienta. Banerjee, Syal, y Hastak (2006) presentan un proceso de modelado cuantitativo y la evaluación de alternativas de layout para una planta de construcción de casas prefabricadas basándose en aspectos del flujo de material. Por otra parte McLean, Yates, y Landaeta (2014) proponen una solución para Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 46 evaluar diferentes alternativas de rediseño de una planta que asegure que mejora el flujo de material. Sendra, Gabarrell, y Vicent (2007) proponen el uso de indicadores, para analizar la eficiencia y rangos de materialización en áreas industriales. Krolczyk et al. (2015) presentan un análisis del actual estado del flujo de material de una empresa del sector del automóvil y proponen mejoras de optimización. 2.2 Gestión del riesgo La palabra riesgo se define generalmente como “la posibilidad de lesiones o pérdidas resultante de la exposición a una fuente de peligro”, mientras que seguridad significa “libre de riesgo o peligro” (Misra, 2008a). Aunque se sabe que el riesgo no puede ser eliminado, sí puede y debe ser gestionado (Aven, 2008). En la actualidad existe un gran empuje en la sociedad (y por ende en las empresas), para implementar la gestión de riesgos en las organizaciones. La idea de la gestión del riesgo es asegurar que se toman medidas adecuadas para proteger a las personas, el entorno y asesorar de las posibles consecuencias (Aven, 2008). Numerosos autores han hablado sobre la gestión de riesgos y las etapas comprendidas en el proceso, entre ellos (Aven y Renn, 2010; Chapman, 2001; Claypool, 2011; Shahrokhi y Bernard, 2004). En base a la información recogida en estos trabajo se han seleccionado las siguientes etapas que Misra (2008b) define de la siguiente manera: - Risk identification: El primer paso es identificar las fuentes de riesgo en el sistema. - Risk estimation: El siguiente paso es determinar la naturaleza y el nivel de riesgo y aportar una medición de este. - Risk evaluation: En esta etapa se emite un juicio sobre la aceptabilidad o no de las probabilidades de riesgo y las consecuencias resultantes y se identifican contribuciones para el riesgo en general. - Risk management: Etapa en la que se toman las decisiones y esfuerzos para reducir el riesgo, desarrollando estrategias para gestionarlo y mitigarlo. Estas estrategias hacen referencia a trasladar el riesgo a otra zona, evitarlo y/o reducir los efectos negativos. - Risk monitor: Este proceso hace referencia a la observación sistemática de los efectos de las opciones implementadas (Aven y Renn, 2010). Proporciona información sobre el estado de seguridad de la planta y así poder utilizarla en la toma de decisiones (Verma, Srividya, y Karanki, 2010). Del análisis de la anteriormente citada información, se puede concluir que un análisis de riesgos incluye la identificación de las amenazas y peligros, análisis de las causas, el análisis de las consecuencias y descripción del riesgo (Aven, 2008), y que los principales objetivos del análisis del riesgo son evaluar el nivel de seguridad y compararlo de manera implícita o explícita con estándares; valorar el nivel de seguridad de la planta identificando las áreas más efectivas para realizar mejoras; y estimar el nivel de seguridad para las operaciones (Misra, 2008a). El análisis de los riesgos permite minimizar el riesgo de los trabajadores y del entorno de las consecuencias en cadena que pueden ocasionar los accidentes (Pasman, Jung, Prem, Rogers, y Yang, 2009). Es por ello que cada vez más se requiere del trabajo de ingenieros para que aprueben la seguridad de nuevos productos y sistemas, especialmente de aquellos que pueden presentar riesgos potenciales, como por ejemplo las plantas industriales (O’Connor, 2008). Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 47 2.3 Gestión del riesgo en el diseño de layout y el análisis del flujo de materiales La necesidad de diseñar nuevos sistemas o reconfigurar el actual se ha incrementado en gran medida, debido a los cambios en la demanda de los clientes, tanto desde los aspectos de cantidad de producto como de variedad (Sáez Más, García Sabater, Morant Llorca, y Maheut, 2016). Para Leveson (2004) estos cambios se deben principalmente al rápido avance de la tecnología y los cambios que conllevan, como cambios en la naturaleza de los accidentes, nuevos peligros y el aumento en la complejidad y las relaciones entre los subsistemas industriales; sin embargo las técnicas de ingeniería para sistemas seguros no han avanzado a la misma velocidad. El diseño de layout implica diferentes aspectos que tienen que ser considerados al mismo tiempo: restricciones, costes, seguridad o disponibilidad de servicios (Tugnoli et al., 2008a). Según Shahrokhi y Bernard (2004) los objetivos más importantes durante el diseño suelen ser el económico y la optimización; la seguridad se considera más bien un criterio y no un objetivo, por lo que las metas en temas de seguridad no se definen. Generalmente el análisis del riesgo se ha realizado después del proceso de diseño y la mayoría de las veces como análisis de accidentes después de que haya ocurrido (Shahrokhi y Bernard, 2004). Ya que conforme los sistemas se vuelven más y más complejos, las posibilidades de que todo funcione sin fallos y que no se pueda eliminar totalmente disminuye, pero sí existe la posibilidad de poder contener su impacto (Misra, 2008a). Idealmente se ha discutido que la prevención de accidentes debería integrarse con la planificación del sistema de producción (Khan y Abbasi, 1998). Y es que el layout de las plantas industriales juega un papel importante a la hora de definir la seguridad en la distribución, y esta se debería implementar de manera efectiva en las primeras etapas del diseño (Tugnoli et al., 2008a). A pesar de la importancia, y de que tiene un gran potencial para la resolución de problemas relacionado con los peligros, al análisis del riesgo durante el diseño no se le ha prestado suficiente atención y los diseñadores creen que respetando leyes y estándares garantizan la prevención de accidentes (Shahrokhi y Bernard, 2004). Esto resulta crítico ya que el nivel de seguridad influye en la capacidad de que un acontecimiento accidental se propague dando como resultado la intensificación de la magnitud de las consecuencias (Cozzani, Tugnoli, y Salzano, 2007). Actualmente algunos gerentes han entendido que las acciones de prevención, para crear espacios de trabajo seguros, pueden ser una ventaja competitiva, y anteponen la gestión de la seguridad como una prioridad (Shahrokhi y Bernard, 2004). La prevención de accidentes exige la excelencia en el rendimiento, lo que conduce a la alta fiabilidad de la planta y reduce las posibilidades de fracaso y el riesgo asociado. En consecuencia, mantener los niveles de fiabilidad y seguridad elevados, ayudan al sistema en la prevención de accidentes (Misra, 2008a). Incorporando medibles de seguridad en el diseño de layout la organización puede evitar pérdidas económicas generados por accidentes industriales (Moatari-Kazerouni, 2015). Se concluye que durante el diseño de layout se debe de considerar tanto el flujo de materiales (y sus repercusiones económicas y de fiabilidad) como el riesgo asociado a este. Varios investigadores han propuesto metodologías que integran el riesgo con el diseño de layout con el análisis del flujo de materiales. Sin embargo, tal y como se aprecia en la tabla I, en la literatura no se han encontrado trabajos que consideren tanto el diseño del layout, como el análisis del flujo de materiales (MFA) y el riesgo asociado a este en plantas industriales. Es por ello que este trabajo propone una metodología para dar respuesta a este gap. Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 48 Tabla 1. Resumen de artículos relacionados con los temas clave del documento. Fuente: Elaboración propia. Author Risk Layout design Material Flow Analysis Simulation Automotive Jithavech y Krishnan (2010) x x Krishnan, Jithavech y Liao (2009) x x Shahrokhi y Bernard (2004) x x Cozzani et al. (2007) x x Tugnoli et al. (2008a) x x Tugnoli, Khan, Amyotte y Cozzani (2008b) x x Moatari-Kazerouni (2015) x x Delgado Sobrino et al. (2014) x x Banerjee et al. (2006) x x Jerbi, Chtourou y Maalej (2010) x x Krolczyk et al. (2015) x x x Sly (1996) x x x Sly (1995b) x x x Longo, Mirabelli y Papoff (2005) x x x McLean et al. (2014) x x x 3. Propuesta de metodología para la gestión de riesgos asociados al flujo de materiales en plantas industriales En este apartado se va a proponer la metodología y desarrollar cada una de las etapas, así como el material propuesto para realizar correctamente el análisis del flujo de material. 3.1 Propuesta de metodología Se propone la siguiente metodología formado por un proceso de 5 etapas, que incluye risk identification, risk estimation, risk evaluation, risk management y risk monitor (figura 3) basado en la literatura anteriormente vista. Figura 3. Proceso de gestión del riesgo propuesto • Risk identification. El primer paso del proceso consiste en estudiar con detenimiento el sistema a evaluar, para conocer en detalle el flujo de material existente, la ruta seguida etc. y así poder identificar las fuentes de riesgo existentes. • Risk estimation. Una vez detectado los riesgos se han de cuantificar para conocer el nivel de riesgo en el que se encuentra. En esta etapa será necesario definir los medibles apropiados. • Risk evaluation. Con ayuda de los medibles y de los datos recogidos, se evalúan las zonas potenciales de riesgo. En base a los resultados se proponen alternativas de mejora, que serán estimadas y evaluadas de nuevo para comprobar que realmente ofrecen mejores resultados. Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 49 • Risk management. Una vez evaluadas y analizadas la situación actual y las alternativas de mejora, se seleccionan y proponen cuál/cuáles se recomienda implantar así como hallazgos y recomendaciones a estos. Estas recomendaciones se comprobarán con ayuda de las herramientas que se propondrán más adelante, con el fin de aportar recomendaciones fiables al cliente. • Risk monitor. Durante la etapa de post-implantación se recomienda la monitorización, para comprobar cómo se está llevando a cabo la implantación. Del mismo modo que si se desea realizar pequeños cambios futuros, introduciendo las modificaciones en la evaluación se pueden ofrecer soluciones para mantener los niveles de seguridad. Por el contrario si los cambios son drásticos se recomienda volver a realizar el análisis completo. 3.3 Dimensiones relevantes Para llevar a cabo la primera etapa, risk identification, se han identificado 5 dimensiones de actuación para la gestión del riesgo asociado al movimiento de material, como son la estructura de la zona, las condiciones del entorno, el movimiento del material las decisiones de gestión y el tipo de material. En los diseños de calidad el flujo de material se ha analizado previamente, consiguiendo movimientos cortos y controlados entre secciones, donde se intenta reducir el número de retrocesos, tipos de flujo y cruces entre ellos. Separar la evaluación de riesgos en 5 dimensiones permitirá conocer la causa que lo origina. A continuación se describe brevemente cada uno: • Estructurales. Cada zona se evaluará en función de la estructura del pasillo de los medios de manutención y del personal, como por ejemplo el número de carriles o cruces de flujo. • Decisiones de gestión. Actividad a la que se destine el pasillo, el tipo de flujo y medios de manutención utilizados. • Movimiento de material. Este aspecto valorará el tráfico existente en el pasillo. • Condiciones del entorno. Las condiciones del entorno de circulación tendrán un efecto a la hora de desarrollar las actividades, como por ejemplo una correcta señalización o el estado del pavimento. • Tipo de material transportado. Según si se transporte en vacío o cargado, el modo de hacerlo, o el desplazamiento, se puede considerar que una sección es más o menos peligroso para los trabajadores. 3.3 Propuesta de cuestionario y su uso Se ha propuesto un cuestionario como medio para cuantificar el riesgo durante la etapa de risk estimation. En éste, se abordan diferentes consideraciones en cada dimensión, las cuales recibirán una puntuación según sus características. A continuación se describe el cuestionario (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.2): • Estructurales. Describe las características del pasillo, como por ejemplo si estos son de doble sentido o tienen cruce de flujos. Para completarla, se proponen algunos prototipos de pasillo e intersecciones para autocompletar el cuestionario, únicamente seleccionando el tipo de zona del que se trata. La Tabla 3 muestra algunos de los patrones, así como la valoración propuesta. • Decisiones de gestión. La actividad a la que se destine el pasillo, por ejemplo si circulan medios de manutención y operarios o si es una zona destinada únicamente a la circulación. • Movimiento de material. Este aspecto valorará los medibles de la ingeniería del tráfico que se propondrán más adelante. En cada caso de estudio será conveniente utilizar uno o varios tipos de Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 50 medibles. En el ejemplo de la Tabla se muestra la intensidad (número de movimientos por hora promedio). • Condiciones del entorno. Las condiciones del entorno de circulación tendrán un efecto a la hora de desarrollar las actividades, así como en la velocidad que tomen las carretillas entre otros. • Tipo de material transportado. Según lo que se transporte y el modo de hacerlo, el desplazamiento se puede considerar más o menos peligroso para los trabajadores. La columna valoración se completa en función de cada tipo de consideración, generalmente de manera numérica indicando la cantidad, si/no, cualitativamente (las indicadas con un asterisco) indicando si ‘muy bueno, bueno, mejorable, deficiente y muy deficiente’, o de qué tipo de elementos consta. Cada valoración se multiplicará por la columna puntuación, obteniendo así una puntuación final. En algunos casos se ha estimado una puntuación máxima para determinadas consideraciones. Las valoraciones cualitativas llevan asociadas un valor numérico en el caso de haber recibido una valoración no buena, penalizando de este modo la puntuación del riesgo. La suma total máxima de puntos para la estimación del riesgo es de 200. Cada dimensión de trabajo sumará la cantidad total obtenida, que al compararlo con el máximo posible puede dar una estimación de si es necesario abordar con mejoras dichos elementos. Tabla 2. Cuestionario para la evaluación de riesgos ID PUNTUACIÓN MÁX PUNTUACIÓN CONSIDERACIONES VALORACIÓN 50 25% ESTRUCTURALES TOTAL 1 40 20% PASILLO VEHÍCULOS 1.1 Tipo de vía 1.2 3 1 Max nº carriles por pasillo 1.3 8 1 Número de cruces 1.4 4 1 Número de direcciones 1.5 1 1 Doble sentido (no=0; si=1) 1.6 2 1 Número de vías con doble sentido 1.7 1 1 Giros (no=0; si=1) 1.8 2 1 Número de pasillos con giro 1.9 8 1 Número de j oints de pasillos 1.10 4 1 Número de splits de pasillos 1.11 1 1 Pendiente (no=0; si=1) 1.12 3 3 Obstáculos en el camino (no=0; si=1) 1.13 3 1 Elementos delimitadores de las vías {señalización; rotonda;mediana;no existe} 1.14 -8 -1 Número de cruces señalizados (stops) 1.15 -8 -1 Número de joints señalizados (ceda el paso) 2 10 5,00% PASILLO PEATONAL 2.1 3 1 Max nº carriles por vía 2.2 1 1 Cruces con otros flujos (no=0; si=1) 2.3 2 1 Número de direcciones 2.4 1 1 Doble sentido (no=0; si=1) 2.5 1 1 Giros (no=0; si=1) 2.6 1 1 Pendiente (no=0; si=1) 2.7 1 1 Obstáculos en el camino (no=0; si=1) Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 51 50 25% GESTIÓN/DECISIONALES TOTAL 3 25 12,5% TIPO DE FLUJO 3.1 2 2 Motorizado (no=0; si=1) 3.1.1 2 2 Elevadoras (no=0; si=1) 3.1.2 1 1 Remolcadoras (no=0; si=1) 3.1.1 2 2 Vehículo largo (no=0; si=1) 3.1.4 3 3 AGV (no=0; si=1) 3.2 2 2 No motorizado (no=0; si=1) 3.1 4 4 Mixto (no=0; si=1) 3.4 4 1 Elementos delimitando el flujo mixto {señalización; barreras; no existe} 3.5 5 5 Número de tipos 4 25 12,5% ACTIVIDAD REALIZADA (no=0; si=1) 4.1 3 3 Zona de paso 4.2 5 5 Zona de paso transportando material 4.3 7 7 Carga/Descarga/Maniobra en el pasillo 4.4 3 3 Paradas 4.5 7 7 Entradas y salidas desde otras áreas 50 25% PRODUCCIÓN TOTAL 5 50 25% INTENSIDAD DEL FLUJO ESTIMADA(mov/h) (no=0; si=1) 5.1 5 5 <13 5.2 8 8 13-25 5.3 13 13 26-33 5.4 18 18 34-42 5.5 30 30 >43-85 5.6 40 40 86-130 5.7 50 50 >130 32 16% ENTORNO TOTAL 6 10 5% VELOCIDAD MEDIA OBSERVADA (m/s) (no=0; si=1) 6.1 1 1 <2 6.2 3 3 ,2-5 6.3 6 6 ,6-10 6.4 10 10 >10 7 22 11% CONDICIONES DEL ENTORNO 7.1 4 1 Pavimento * 7.2 4 1 Señalización horizontal necesaria * 7.3 4 1 Señalización vertical necesaria * 7.4 4 1 Ancho de pasillo * 7.5 3 1 Visibilidad * 7.6 3 1 Iluminación * 7.7 2 1 Cambios de iluminación (interior-exterior) (no=0; si=1) 18 9% MATERIAL TRANSPORTADO TOTAL 8 9 4,5% TIPO DE UNIDAD DE CARGA (no=0; si=1) 8.1 2 2 Skids 8.2 1 1 Palet 8.3 2 2 Rack 8.4 1 1 Cajas 8.5 3 3 Contenedor 9 9 4,50% CONDICIONES DEL TRANSPORTE DE MATERIAL 9.1 3 1 Estabilidad * 9.2 3 1 Embalaje del material * 9.3 3 1 Sobresale del medio de manutención * Valoración personal Suma de puntos obtenidos por temática Suma de puntos obtenidos por áreade actuación Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 58 Figura 7. Propuesta de mejora para las opciones 3 y 4: rotonda y pasillos unidireccionales. Este cambio se ha evaluado de nuevo con el cuestionario, obteniendo una menor puntuación al reducir el número de cruces y aumentar la señalización de este. La figura 8 muestra los cambios en la puntuación del riesgo obtenido al aplicar el cuestionario antes y después de la propuesta de mejora de la figura 7. La puntuación de gestión también se reduce al destinar la actividad de ese cruce únicamente al transporte de material y ya no a la entrada/salida desde otras zonas (estaciones, picking etc.). La valoración de producción se mantiene, debido a que la producción y la trayectoria sigue siendo la misma, lo mismo ocurre con el bloque de material transportado. En cambio el aspecto del entorno reduce su riesgo al mejorar la señalización de esta zona. Por otra parte para atacar la elevado puntuación del bloque de producción, se puede intentar reducir el número de viajes de carretillas entre ambas plantas, implementando el remolque de racks en más de un por viaje. En base a estas propuestas de implementación se puede seleccionar un diseño de layout que mantenga niveles controlados de movimientos y de riesgo en los pasillos. Figura 8. Comparación de puntuación obtenida al aplicar el cuestionario antes y después de las mejoras en la esquina Suroeste. 4.5 Risk monitor Una vez planteadas las propuestas de mejora y seleccionado el layout que mejor se amolde a las necesidades, se plantea la monitorización. Y es que, en la etapa post-implantación manteniendo, los resultados del cuestionario y el modelo de simulación, e introduciendo datos reales de producción, se puede comprobar la situación del riesgo. Del mismo modo que si la planta quisiera realizar pequeños cambios futu- Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 59 ros, al introducir las modificaciones en el modelo se puede proporcionar soluciones para mantener los niveles de seguridad o bien si los cambios son drásticos volver a realizar el análisis completo. 5. Limitaciones a la metodología Este proyecto de investigación surgió como medio para que el cliente alcanzara uno de los medibles de seguridad de la compañía forklift free. Es decir, tratar de restringir el acceso de carretillas elevadoras en zonas de montaje, de trabajo y paso de personal. Más adelante se aplicó esta metodología de gestión del riesgo del flujo de material a otro proyecto de aprovisionamiento de una línea de montaje de vehículos con mezcla de modelos, donde se tenían diferentes piezas con diferentes tipos de suministro (call, secuenciado y refilling entre otros). Los productos se encuentran distribuidos en diferentes almacenes alrededor de la planta, y desde allí diferentes grupos de carretillas suministran el pedido al Point Of Fit de la línea. En este caso de estudio, el objeto era analizar el flujo de material y gestionar el riesgo originado, donde se ampliaron los medibles utilizados previamente. Por una parte se distinguió entre pasos por (pasillo, cruce y punto de paso) llamado intensidad (mov/hora), del volumen (mov/día). Esta última ayudó identificar cruces de mayor riesgo y evaluar el total de entradas/salidas de la planta a lo largo de un día. Con ayuda de otro medible, el número de carretillas que han salido cargadas desde cada almacén y el volumen de paso por punto de acceso a la planta (mov/día), se pudo validar la simulación. Ya que por un lado se comprobó que el total de entradas y salidas se correspondían con los envíos efectuados desde el almacén y los calculados por la simulación, así como con los resultados esperados de los cálculos estáticos estimados con la demanda. La densidad (veh/km), también fue introducida en este proyecto pero con una modificación, se calcularon los vehículos por pasillo en lugar de por unidad de longitud a lo largo del tiempo, siendo el medible final utilizado (vehículos/pasillo). Este medible, al igual que el resto se revisaba en cada hora de simulación para obtener la media temporal y el valor máximo de cada hora. Por otra parte se introdujo el medible tiempo de recorrido, lo que permitía diferenciar entre el tiempo de transporte de carretillas (busy) y el tiempo de recorrido en vacío (idle). De este modo se estimaron la cantidad de carretillas necesarias para abastecer a la línea sin retrasos, al conocer el rendimiento de estas y porcentaje de uso deseado. 6. Conclusiones En esta investigación se ha propuesto un protocolo de actuación para la gestión del riesgo que generan los movimientos de flujo de material en plantas industriales. Este riesgo se debe principalmente al humano y estratégico de la empresa, pudiendo ocasionar atropellamientos, choques o retrasos en el suministro. Para evitar este tipo de riesgos en el futuro, es necesario realizar un análisis del flujo de materiales durante la etapa del diseño/rediseño de la distribución en planta. Esta metodología cuenta con 5 etapas, risk identification, risk estimation, risk evaluation, risk management y risk monitor. Una vez identificado el riesgo durante la primera etapa, este ha de ser estimado. Para ello se han identificado y extrapolados medibles de la ingeniería del tráfico en carreteras. Estos medibles han sido principalmente, la intensidad, el volumen, la densidad, tiempo de recorrido y la capacidad de los Layout design considering safety issues Sáez Más, A.; García Sabater, J.P WPOM, Vol 7 Nº2 (43-63) 60 pasillos. Así mismo también se ha propuesto un cuestionario para evaluar otras áreas de riesgo además de los generados por la producción del sistema en sí, como son las estructurales, del entorno, tipo de material transportado y de gestión. Gracias a estos valores se evalúa el riesgo en zonas identificadas como peligrosas y se proponen medidas de implementación para aumentar su seguridad. Esta metodología se ha validado aplicándola a un caso de estudio sobre una planta de montaje de motores y transmisiones, así como en una planta de montaje final de vehículos con mezcla de modelos. El uso de esta metodología de gestión del riesgo a través de analizar el flujo de material ha sido aplicado con éxito en ambos proyectos, contribuyendo a entender los sistemas en profundidad al analizar el flujo de material y conocer el origen, ruta y destino final de cada una de las referencias. Así mismo también se ha analizado el riesgo existente, consecuencia del aprovisionamiento, y gestionarlo de manera adecuada, proponiendo medidas para contribuir a mejorar la seguridad de la planta. Gracias a todo lo anterior ha sido posible evaluar layouts y proponer mejorar para asegurar un diseño de distribución con un flujo de material controlado y seguro. Como líneas futuras de investigación se propone ver la repercusión que tendrán el resto de medibles de la ingeniería del tráfico expuestos y no utilizados, identificar otros nuevos en el aprovisionamiento a líneas de montaje con mezcla de modelos, así como extrapolar esta metodología de gestión de riesgo en plantas de montaje a otro tipo de entornos. 7. Referencias Aven, T. (2008). Risk Management. En K. B. Misra (Ed.), Performability Engineering (pp. 719-740). Springer. Recuperado a partir de http://www.springer.com/us/book/9781848001305 Aven, T., y Renn, O. (2010). Risk , Governance and Society. Springer. Recuperado a partir de http://goo.gl/KqybdB Banerjee, D., Syal, M., y Hastak, M. (2006). Material Flow-Based Facility Layout Analysis of a Manufactured Housing Production Plant. Journal of Architectural Engineering, 12(4), 196-206. http://doi.org/10.1061/(ASCE)1076-0431(2006)12:4(196) Banks, J. (1998). Handbook of simulation. Wiley Interscience. Board, T. R. (2010). 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