
Calidad • Excelencia • Prestigio

Simulador: Planeación de Instalaciones Industriales

Planeación de Instalaciones Industriales

Reubicación y Expansión de Plantas

Fundamentos Teóricos

La planeación de instalaciones es el proceso de determinar la ubicación óptima de las instalaciones físicas necesarias para llevar a cabo las actividades industriales. En el contexto de reubicación y expansión, se deben considerar factores críticos.

1. Selección de Ubicación

Utiliza métodos cuantitativos como el Centro de Gravedad para minimizar costos de transporte y métodos cualitativos (Factores Ponderados) para evaluar aspectos intangibles como clima laboral o regulaciones locales.

2. Diseño de Layout

Busca optimizar el flujo de materiales. El objetivo es minimizar el manejo de materiales (principio de minimización de movimientos) y maximizar la utilización del espacio cúbico.

3. Sistemas de Utilidades

Una reubicación exitosa requiere dimensionar correctamente la infraestructura de soporte (eléctrica, hidráulica, neumática) para evitar cuellos de botella operativos.

4. Análisis Económico

Toda decisión de ingeniería debe validarse financieramente. El ROI (Retorno de Inversión) y el VPN (Valor Presente Neto) son indicadores clave para aprobar proyectos de expansión.

Expansión de Planta A

ISO 14001 Objetivo: ROI ≥ 15%

Contexto: Se evalúa la expansión de una línea de producción. Se debe determinar si la inversión inicial se recupera con una tasa de retorno aceptable.

Fórmula de Retorno de Inversión (ROI)

$$ ROI = \frac{G - C}{I} \times 100 $$

Donde:
$ G $: Ganancia anual esperada ($)
$ C $: Costo operativo anual ($)
$ I $: Inversión inicial ($)

Ganancia Anual (G) 500000

Costo Operativo (C) 150000

Inversión Inicial (I) 2000000

ROI: 0%

Ubicación de Almacén

ISO 9001 Objetivo: Costo Logístico ≤ 250,000

Contexto: Se busca ubicar un nuevo almacén suplementario. El objetivo es minimizar el costo de transporte ponderado por volumen (distancia * volumen).

Método del Centro de Gravedad

$$ C_x = \frac{\sum d_{ix} V_i}{\sum V_i}, \quad C_y = \frac{\sum d_{iy} V_i}{\sum V_i} $$

$ d_{ix}, d_{iy} $: Coordenadas de la planta i
$ V_i $: Volumen demandado por la planta i

Volumen Planta 1 (Norte) 500

Volumen Planta 2 (Sur) 300

Volumen Planta 3 (Este) 700

Costo: 0

Carga Eléctrica

ISO 50001 Objetivo: Carga ≤ 85%

Contexto: Al reubicar maquinaria, se debe verificar que el transformador principal soporte la nueva demanda de energía sin sobrecargarse.

Factor de Carga

$$ \% Carga = \frac{P_{total}}{P_{max}} \times 100 $$

$ P_{total} $: Suma de potencias instaladas (kW)
$ P_{max} $: Capacidad máxima del transformador (kVA)

Potencia Maquinaria A 200

Potencia Maquinaria B 150

Capacidad Transformador 800

0% Carga

Costo de Transporte

ISO 28000 Objetivo: Costo ≤ $5,000

Contexto: Estimación de costos para mover equipos pesados desde la planta antigua a la nueva ubicación.

Costo Logístico

$$ C_{log} = (D \times K_m) + (P \times K_p) $$

$ D $: Distancia (km)
$ K_m $: Costo por km ($15)
$ P $: Peso total (Ton)
$ K_p $: Costo por Ton ($50)

Distancia (D) 100

Peso Carga (P) 20

Costo: $0

Puntaje de Adyacencia

Lean Mfg Objetivo: Score ≥ 80

Contexto: Evaluar la eficiencia de un layout propuesto basado en la cercanía de departamentos con alto flujo de materiales.

Score de Eficiencia

$$ Score = \sum (F_{ij} \times A_{ij}) $$

$ F_{ij} $: Factor de flujo entre áreas i y j
$ A_{ij} $: Ponderación de adyacencia (1=Junto, 0.5=Cerca, 0=Lejos)

Flujo Producción-Almacén 50

Flujo Producción-Calidad 30

Factor Adyacencia (A) 0.8

Score: 0

Actividad Integradora: Reubicación Estratégica

Contexto: La empresa "Industrias del Futuro" debe reubicar su planta de ensamblaje debido a la expansión urbana. El equipo de ingeniería debe decidir entre dos ubicaciones posibles.

Planteamiento del Problema

Ubicación A está más cerca de los proveedores pero tiene costos de energía más altos. Ubicación B está más cerca del cliente final pero requiere mayor inversión en infraestructura vial.

Pasos a Seguir

Calcular el costo total logístico para ambas ubicaciones usando el Ejemplo 4 (Logística).
Evaluar la capacidad de la red eléctrica en la nueva ubicación usando el Ejemplo 3 (Utilidades).
Determinar el ROI esperado de la reubicación usando el Ejemplo 1 (Costo-Beneficio).
Proponer un layout preliminar optimizado usando el Ejemplo 5 (Eficiencia).

Resultados Esperados

Un reporte ejecutivo que compare ambos escenarios numéricamente y recomiende la mejor opción basada en datos cuantitativos.

Conclusiones

La planeación de instalaciones no es solo mover máquinas; es un ejercicio de optimización matemática que balancea costos fijos, variables y eficiencia operativa bajo normas internacionales.