1

OPERACIONES EN CENTROS DE DISTRIBUCIÓN (CD)

Razones para Almacenar

1. Reducción de costos de producción (compra) y transporte.

- Mejoramiento en la eficiencia de producción y transporte

- Aprovechamiento de descuentos en compra

2. Coordinación entre suministro y demanda.

- Organizaciones con actividades productivas periódicas y demanda

aproximadamente uniforme. Ej.: procesamiento de cosechas de tomate

- Organizaciones con actividades productivas uniformes, pero demanda altamente

periódica. Ej.: Fabricas de adornos navideños.

3. Necesidades de asistencia en el proceso de producción.

- Para productos que requieren almacenamiento durante su proceso de producción.

Ej.: vinos, quesos.

4. Mejoramiento del servicio al cliente.

- Tiempo de procesamiento de órdenes de clientes. Puede tener impacto positivo en

las ventas.

Funciones dentro de un C.D.

• Almacenamiento

• Manejo de materiales (cargue, descargue, transporte interno, recolección de órdenes

(“picking”)

Mini – sistema de producción / distribución ó cadena de abastecimiento.

Alternativas de almacenamiento

• Centros de Distribución propios:

Ventajas:

- Costos de operación/almacenamiento menores que con bodegas rentadas

especialmente si hay alto grado de utilización.

- Mayor control en general para satisfacer el nivel de servicio deseado.

2

- Imprescindible cuando el producto requiere un manejo especial debido a su

naturaleza.

- Disponibilidad de espacio al que se le puede dar diferentes usos en el futuro, tal

como una nueva planta manufacturera.

- Inclusión de otras actividades dentro de la bodega, tales como oficinas de ventas,

oficinas de compras, parque de camiones, etc.

Desventajas:

- Alta inversión de capital

- Mayores costos que bodegas rentadas, si la utilización es baja.

- Dificultad en cambios estratégicos de localización.

• Bodegas rentadas:

- Extensa variedad de tipos de bodegas, dependiendo del tipo de producto, equipo

utilizado, condiciones especiales (climatizadas, de humedad controlada), del

tamaño, etc.

- Se presentan ventajas como la no-inversión del capital, bajos costos para quien renta

cuando la utilización es baja y flexibilidad de selección y localización.

- Muchas bodegas rentadas ofrecen servicios alternativos, tales como consolidación

de carga, mezcla de productos, re-empacado, marcado, inspección, entre muchos

otros.

• Edificio rentado

Solución intermedia

Consideraciones de manejo de materiales

Definición de carga unitaria

Principio fundamental: “La economía en el manejo de materiales es directamente

proporcional al tamaño de la carga que se maneja.” La consolidación de carga se logra

entonces mediante:

- La paletización (estibas o “pallets”)

3

- El uso de contenedores

Paletización:

Pallet o estiba es una plataforma portable, que puede ser construida en madera, cartón

corrugado, aluminio y otros materiales sobre la cual se apilan los productos para su

transporte y almacenamiento.

Ventajas de la paletización:

- Ayuda al movimiento de los productos, ya que facilita la utilización de equipo de

manejo de materiales estándar.

- El incremento en la carga movida por cada viaje aumenta el volumen y peso movido

por hora – hombre.

- Mejora la utilización del espacio al proveer una apilación de productos más estable

y permitir aumentar la altura máxima de almacenamiento.

Tamaños estándar:

- 40 x 48 pulgadas (corresponde a 1 x 1.2m)

- Otros: 32” x 40”

36” x 42”

48” x 48” (1.2 x 1.2 m)

- Depende del tamaño, forma, peso y resistencia de los productos a manejar y de las

características del equipo de manejo de materiales utilizado por la empresa, y por

sus proveedores y clientes.

- Debería escogerse el máximo tamaño posible de estiba, dentro de todas las

limitaciones anteriores, siempre y cuando los ahorros por su utilización superen a

sus costos.

Uso de Contenedores:

- Tamaños estándar para varios modos de transporte:

8 x 8 x 20 (pies)

8 x 8 x 40 (pies)

- Aumenta la seguridad de la carga y disminuyen los daños (a prueba de agua).

- Se pueden manejar con equipo estándar.

4

- Se pueden emplear sitios abiertos para almacenamiento.

Diseño de un centro de distribución

• Diseño para almacenamiento

- Estantes anchos y profundos.

- Se aprovecha la altura máxima que permita el techo de la bodega y la estabilidad de

la carga.

- Los pasadizos son estrechos.

- Se asume que el tiempo adicional para el manejo de la carga se compensa con la

mayor utilización del espacio.

- Satisfactorio para bajos volúmenes de carga por una unidad de tiempo.

• Diseño para recolección de ordenes (“picking”)

- Gran diferencia de tiempo entre la llegada de la carga (en grandes cantidades), y la

recolección de bienes (picking), en cantidades mucho más pequeñas.

- Diseños mixtos, con áreas semi-permanentes para almacenamiento y áreas

especiales dedicadas para picking, de baja altura y facilidad de recolección.

5

6

Costos de centros de distribución

Se consideran cuatro posibilidades:

- Bodegas públicas

- Bodegas arrendadas con manejo manual

- Bodegas privadas con estibadoras

- Bodegas privadas automáticas

Bodega privada con estibadora

Flujo Anual f1 f2 f3

Bodega privada automática

Bodega arrendada con equipo manual

Curva de costo mínimo

Bodega pública

Costo

7

8

OPERACIONES EN CENTROS DE DISTRIBUCIÓN

Tendencias Actuales

El diagnóstico actual de los sistemas de distribución demuestra que muchas de las

filosofías aplicables a producción se han movido hacia distribución, a saber:

- Filosofía JIT: En vez de tener que enviar 100 unidades el día lunes para el

consumo de toda la semana, se requieren 5 envíos de 20

unidades cada día.

- Rápida respuesta: Envíos con un lapso de tiempo de un día, o de un día para

otro. Así, es muy difícil mejorar la productividad, y todos

los esfuerzos deben centrarse en la funcionalidad y

capacidad del C.D. y el sistema de manejo de materiales.

- Calidad: Hoy en día la precisión de los envíos es clave. Existen estadísticas del

99% en Estados Unidos y de errores del 1 por 10.000 en el Japón.

- Servicio al cliente: Se han incrementado las operaciones que agregan valor en

los C.D., tales como empacado especial, consolidación de

partes y componentes, aplicación de “labels”, etc.

- Proliferación de diferentes ítems o “SKUs” (“Stock Keeping Units”).

- Regulaciones estrictas de los gobiernos para protección del medio ambiente y de

la seguridad de las personas.

Cómo han respondido las organizaciones a estos retos?

9

Respuesta normal: Incremento de recursos:

• Personal. Muchos problemas en algunos países

• Equipos (automatización)

• Espacio

- Difícil de mantener - Dificultad de aplicación

- Dificultad de encontrar - Presupuestos limitados

alta especialización

- Baja disponibilidad

MISIONES DE UN CENTRO DE DISTRIBUCIÓN

Mantener inventario para balancear

y responder a variaciones entre

programas de producción y

demanda.

Acumular y consolidar productos

provenientes de varios puntos de

manufactura de la misma empresa o

de diferentes empresas, para

combinar despachos a clientes

comunes.

Los centros de distribución pueden

estar diseminados en diversas

regiones para tener rápida respuesta

a las demandas de los clientes.

(Combinación para mejora de servicio)

C.D C

(Almacenamiento por diferentes períodos)

C

M

M2

M1

C.D. (cons.)

M3

(Consolidación de carga)

C.D. (cons.)

C.D. (local)

C

C C.D. (local)

M1

M2

PERSONAL AUTOMATIZACIÓN PLANEACIÓN

SIMPLIFICACIÓN Y MEJORAMIENTO DE

PROCESOS

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(Distribución – caja abierta)

FUNCIONES EN UN CENTRO DE DISTRIBUCIÓN

• Recepción

• Pre-empacado (opcional)

• Transporte interno y almacenamiento

• Almacenamiento (en espera de demanda)

• Recolección (estibas o “pallets”, cajas, ítems individuales)

• Empaque y/o costeo (opcional)

• Ordenamiento y/o acumulación

• Empacado y despacho

• Recepción y despacho inmediato (“cross-docking” – opcional)

• Reposición de productos (opcional)

Funciones y flujos típicos en un C.D.

C2 M C.D

C1

C3

Área de reserva y manejo de

estibas

Recepción Despacho

Acumulación, ordenamiento, empacado

Manejo de cajas abiertas

(ítems individ.)

Manejo de cajas

Reposición

Reposición

Transporte interno al área de reserva

“Cross – Docking”

Tr. al área prim.

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OPERACIONES DE RECEPCIÓN Y DESPACHO

• Para planeación, siempre considerar las características de los equipos de

transporte y proveedores.

• Involucrar siempre actividades de pre-recepción y de post-despacho, tales como:

- Coordinación de horarios de recepción con proveedores; (programación de

recibos)

- Definición de las características de la carga unitaria (estibas) a manejar y el

equipo necesario para hacerlo;

- Coordinación y compatibilidad entre los sistemas de información del

proveedor y el C.D., y del C.D. y el cliente. Por ejemplo, el suministro de

labels adecuados para identificación del producto.

- Coordinación para recuperar recipientes retornables, devoluciones, equipo

de transporte devuelto, y para coordinar horarios de despacho. (Logística

Reversiva).

• Coordinar adecuadamente recepción y producción, producción y despacho, y

recepción y despacho. Por ejemplo, la ruta normal de flujo de materiales es

proveedor – recepción – almacenamiento – producción – almacenamiento en

C.D. – despacho – cliente. Sin embargo, puede darse el caso de rutas directas

recepción → producción → y/o producción → despacho, y todo esto debe ser

considerado en el diseño del sistema.

• Definir la centralización de las actividades de recepción y despacho. Esto

depende del acceso existente de los medios de transporte en las instalaciones del

C.D., de la organización de los horarios de recepción y despacho, y de otros

aspectos más particulares para cada caso.

Principio para el mejoramiento de la Recepción y el Despacho

• En lo posible no reciba aquellos ítems que pueden ser despachados directamente

del proveedor al cliente.

• Preprocese la información de Recepción (actividades de pre-recepción), con

respecto a la asignación del lugar en el C.D., identificación del producto, etc.

12

Esta información puede ser capturada del proveedor vía EDI o fax antes de que

llegue la mercancía.

• En lo posible envíe directamente desde el área de recepción hacia el área de

despacho. Ejemplos de casos que pueden caer en esta clasificación son estibas

que contienen un solo ítem, cajas sueltas almacenadas sobre el piso, y mercancía

que llega para cumplir órdenes pendientes.

• Envíe materiales y productos directamente a las áreas primarias (reposición) o a

las áreas de reserva. Así se pueden eliminar las actividades de apilado e

inspección. Equipo adecuado para llevar a cabo estas actividades debe estar

disponible.

• Prepare en recepción de una vez los productos para su eventual despacho (es

ahora cuando se tiene la mayoría del tiempo disponible). Esto incluye:

- Pre-empacado en cantidades incrementales que se ofrecen con descuento;

- Aplique los labels y etiquetas adhesivas necesarias;

- Mida el volumen y peso de los productos para almacenamiento

y transporte.

• Ordene los materiales y productos recibidos de acuerdo a su zona de

almacenamiento y su secuencia de procesamiento.

• Combine las actividades del almacenamiento y recolección siempre que sea

posible para evitar la operación de vehículos vacíos.

• Seleccione unidades de manejo (estibas) que sean eficientes con respecto al

costo y a la utilización del espacio. Tenga en cuenta factores como inversión

inicial, costo y requerimientos de mantenimiento, facilidad del manejo, impacto

en el medio ambiente, durabilidad, existencia y protección del producto (para

esto último provea buenas formas de aseguramiento del producto a las estibas, y

de éstas al sistema de transporte).

• Trate de minimizar los documentos de trabajo en recepción y despacho, siempre

y cuando esto no vaya en contraposición de la seguridad del sistema.

13

ACTIVIDADES DE ALMACENAMIENTO

Los objetivos del almacenamiento y las funciones de un C.D. son ó maximizar la

utilización de los recursos mientras se satisfacen los requerimientos de los clientes ó

maximizar el servicio al cliente sujeto a las restricciones de recursos limitados. Los

recursos, aquí se refieren a espacio, equipo y personal. Los requerimientos de los

clientes son la obtención de los productos necesarios rápidamente y en buen

condición. Por lo tanto, al diseñar los sistemas de almacenamiento es deseable:

• Maximizar la utilización del espacio;

• Maximizar la utilización del equipo;

• Maximizar la eficiencia del personal;

• Maximizar la accesibilidad de todos los materiales;

• Maximizar la protección de todos los materiales.

Para cumplir con estos objetivos, al diseñar el sistema de almacenamiento se requiere

seleccionar el equipo correcto, seleccionar y capacitar al personal adecuado, diseñar una

correcta distribución de bodega, y asignar el espacio correcto a cada ítem.

Requerimientos de espacio

Para planear los requerimientos de espacio del C.D., puede utilizarse una tabla como la

siguiente:

Cargas Unitarias

Cantidad de cargas unitarias almacenadas

Espacio de almacenamiento

Descripción Tipo Capacidad Tamaño Peso Máx. Promedio Plan. Mét. Esp. Área H

Ejemplo: En un C.D. se han recolectado los siguientes datos:

- Flujo diario promedio = 20 cajas / día

- Inv. De seguridad = 5 días de inv.

- Lead time (orden) = 10 días

- Tamaño de una orden = 45 días de inv.

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Cuál es el máximo y el número promedio de cargas unitarias a almacenar?

• Punto de reorden = Demanda durante el tiempo de reposición + Inventario de

seguridad

= (10 días) (20 cajas/día) + (5 días) (20 cajas/día)

= 300 cajas

• Máxima cantidad a almacenar

= Tamaño de una orden + Inv. de seguridad

= (45 días) (20 cajas/día) + 100 cajas

= 1.000 cajas

• Cantidad promedio a ser almacenada

= (1/2) (tamaño de una orden) + Inv. de Seguridad

= ( )90021 + 100

= 550 cajas

El número planeado de cargas unitarias para cada material a ser almacenado puede ser

determinado de acuerdo a la programación de recepción y al método de asignar espacios

de almacenamiento a los diversos materiales. Si todos los materiales son recibidos

conjuntamente, entonces debe planearse para las cantidades máximas; si el arribo de

materiales ocurre sobre el tiempo, entonces el método de asignar materiales a los

espacios de almacenamiento determinará la cantidad de cargas unitarias a almacenar.

Métodos de almacenamiento

Dos métodos que representan dos puntos de vista extremos son:

• Almacenamiento aleatorio: Cualquier ítem puede ser almacenado en cualquier

espacio disponible. Operativamente este método funciona de la siguiente

manera; cuando arriba una carga para ser almacenada, se le asigna el espacio

disponible más cercano. La recolección se realiza en orden FIFO (“First In,

First Out”), de tal forma que se produzca una adecuada rotación uniforme del

inventario.

• Almacenamiento dedicado: Ocurre cuando un ítem es asignado a una

localización específica o a un conjunto de localizaciones específicos. En

algunas ocasiones, se almacena en orden secuencial de acuerdo al número de

15

partes. En otras ocasiones se determina su localización de acuerdo a su nivel de

actividad y a su nivel de inventario. Este último se prefiere cuando existen

diferencias significativas en el nivel de actividad entre los diversos ítems.

El espacio asignado a un ítem debe acomodar su máximo nivel de inventario. Por lo

tanto, la cantidad planeada de cargas unitarias requeridas para el almacenamiento

dedicado es igual a la suma del espacio requerido para cada ítem. Con

almacenamiento aleatorio, sin embargo, el espacio requerido corresponde a todos los

ítems, y como estos muy probablemente no alcanzan su nivel de inventario máximo

al mismo tiempo, el almacenamiento aleatorio requerirá generalmente menos

espacio que el dedicado.

Hay dos razones para que lo anterior ocurra.

Primero, si ocurre un faltante (“out-of-stock”) para un ítem, el espacio asignado a

dicho ítem continúa “activo” para almacenamiento dedicado. Al contrario, dicho

espacio podrá ser llenado por otros ítems en el almacenamiento aleatorio. Segundo,

si existen múltiples espacios para un ítem dado, entonces a medida que el nivel de

inventario disminuye, espacios vacíos adicionales aparecerán.

Ejemplo: Considérese el siguiente nivel de inventario para 6 productos en un C.D.,

expresados en estibas del producto:

16

PRODUCTOS PERIODO 1 2 3 4 5 6 AGREGADO

1 24 12 2 12 11 12 73 2 22 9 8 8 10 9 66 3 20 6 6 4 9 6 51 4 18 3 4 24 8 3 60 5 16 36 2 20 7 24 105 6 14 33 8 16 6 21 98 7 12 30 6 12 5 18 83 8 10 27 4 8 4 15 68 9 8 24 2 4 3 12 53 10 6 21 8 24 2 9 70 11 4 18 6 20 1 6 55 12 2 15 4 16 24 3 64 13 24 12 2 12 23 24 97 14 22 9 8 8 22 21 90 15 20 6 6 4 21 13 70 16 13 3 4 24 20 15 79 17 16 36 2 20 19 12 105 18 14 33 8 16 18 9 98 19 12 30 6 12 17 6 83 20 10 27 4 8 16 3 68 21 8 24 2 4 15 24 77 22 6 21 8 24 14 21 94 23 4 18 6 20 13 18 79 24 2 15 4 16 12 15 64

SUMA 1850 Almacenamiento:

Aleatorio → Máximo nivel de inventario agregado = 105

Dedicado → Suma de máximos individuales = 140

Diseño combinado (Bodega propia + Rentada) → Nivel promedio de inventario =

77.5

241850

En este ejemplo, con almacenamiento dedicado el espacio requerido es igual a la

suma de los máximos individuales, o sea 140 posiciones de estibas. Con

almacenamiento aleatorio, el espacio requerido es el máximo del inventario

agregado, o sea 105 posiciones de estibas.

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ACTIVIDADES DE RECOLECCIÓN DE ÓRDENES (“PICKING”)

• Diversos estudios han revelado que es la actividad más costosa en una

bodega típica.

• Representa alrededor del 63% de los costos totales en las actividades de una

bodega (incluyendo recepción, almacenamiento y despacho).

• Las tendencias actuales, tales como JIT, han hecho que esta actividad se

vuelva mucho más compleja, ya que:

- Se necesita despachar un mayor número de órdenes más frecuentemente y

con la máxima precisión posible, y

- Se presenta un mayor número de SKUs.

• Las actividades de recolección de órdenes se pueden mejorar

sustancialmente sin incurrir en gastos elevados de equipo o incrementar el

personal necesario. Diez posibles estrategias son las siguientes:

1. Eliminar y combinar operaciones donde sea posible.

Las operaciones que realiza una persona al recolectar una orden pueden ser las

siguientes:

- Desplazamiento hacia, desde o entre las zonas de recolección.

- Extracción de los ítems de las zonas de almacenamiento.

- Empinarse o agacharse para acceder a las zonas de almacenamiento.

- Documentación de las transacciones realizadas.

- Consolidación de ítems en órdenes.

- Empaque de ítems.

- Búsqueda de localizaciones de almacenamiento.

La distribución de estas actividades en cuanto al tiempo que consumen en promedio es

la siguiente:

Desplazamiento (60%)

Extracción (25%)

Búsqueda (10%)

Otros (5%)

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Para eliminar actividades se puede hacer lo siguiente:

ACTIVIDAD Método de eliminación Equipo Requerido

Desplazamiento Mueva los artículos, no la persona

- Sistemas automáticos de mini-carga (AR/RS) - Carruseles

Documentación Flujo automático de información

- Picking asistida por comp. - Sist. automáticos de identificación.

Acceso al lugar de recolección

Presentar los ítems a la altura de la cintura

- Carruseles verticales - AS/RS con persona a bordo

Consolidación de órdenes

Asignar una persona /orden y una orden /recorrido

Búsqueda Mover ítems → persona o persona → ítems

- Carruseles - AR/RS

Extracción Automatizar Sist. automático

19

20

21

22

23

Cuando no se pueden eliminar actividades, estas podrían combinarse:

• Desplazamiento de ítems a la persona y extracción:

En sistemas ítems → persona (carruseles, AS/RS) debe hacerse un balance entre

la persona y la máquina para evitar largos tiempo de espera. En otras palabras,

mientras la persona está extrayendo ítems, otra parte de la máquina puede ya

estarse desplazando hacia ella.

En estos sistemas se ha estimado la siguiente distribución de tiempo:

• Desplazamiento y documentación (otros):

En sistemas AS/RS con persona a bordo, por ejemplo, mientras se realiza el

desplazamiento al lugar de recolección siguiente, la persona puede estar

realizando actividades de documentación, empaque y consolidación.

• Recolección y consolidación:

Cuando una persona procesa varias órdenes en un ciclo, se pueden diseñar carros

con divisiones para que, a la vez que se recolecta, se consolide cada orden. Si se

trata de ítems pequeños, la persona que recolecta puede incluso empacar los

artículos simultáneamente.

2. Asigne los ítems de mayor movimiento a las localizaciones más fácilmente

accesibles en la bodega.

El principio de Pareto se cumple también en las bodegas: Una porción pequeña de los

ítems genera la mayoría de las actividades de recolección.

Así, se puede asignar las zonas más accesibles a los ítems de mayor movimiento,

incluyendo principios ergonómicos para disminuir la fatiga y la posibilidad de errores o

sea asignando los ítems de mayor movimiento a la altura de la cintura.

Este tipo de asignación de espacio se denomina comúnmente asignación de espacio

basada en actividad.

Extracción 65%

Espera 20%

Búsqueda 10%

Otros 5%

24

La “actividad” puede medirse de diferentes formas:

- En valor económico de los ítems

- En unidades de producto

- En “paquetes” despachados (cajas, estibas)

- En actividad de recolección: número de veces que un ítem aparece en las

órdenes.

En sistemas de estibas, debería usarse la cantidad de estibas despachadas de cada

producto, o en su defecto, la actividad de recolección expresada anteriormente.

Debe tenerse cuidado con las dos primeras formas de medir actividad ya que pueden

tener errores al tratar de estimar la actividad de la bodega.

Ejemplo: En un carrusel se almacenan los siguientes ítems:

ÍTEM No. Unid. Desp. por mes

Actividad de recolección/

mes

Área de almacenamiento

(cm2)

Rotación ajustada

1 35 28 450 24/450=0.0622 2 25 20 225 20/225=0.0889

Aunque el ítem 1 presenta un mayor movimiento absoluto que el ítem 2 (en unid./mes y

es actividad de recolección), su rotación relativa con respecto al lugar que ocupa en área

es menor. Por lo tanto, el ítem 2 debería declararse como el más activo. Una forma

adecuada de medir la actividad es medir el volumen que se mueve por unidad de

tiempo, o calcular la rotación ajustada con base en el volumen ocupado por los ítems ó

el número de espacios para estibas.

(Más adelante se estudiará este índice = COI - Cube per Order Index)

25

26

27

Para el caso de almacenamiento por estibas se puede calcular la rotación ajustada y se

pueden clasificar los ítems en dos o más clases de acuerdo a esta rotación. Aquellos

ítems de mayor rotación son asignables a las “mejores” áreas de la bodega y, dentro de

una clase dada, se asigna el espacio en forma aleatoria (la localización abierta más

cercana).

Así, se logran las ventajas de asignación de espacio por actividades, reduciendo los

tiempos de recolección, combinadas con la mejor utilización del espacio por asignación

aleatoria dentro de cada clase.

3. Balancee las actividades de recolección a lo largo de las zonas de picking para

reducir la congestión.

El arte de diseñar el área dedicada a recolección consiste en establecer el balance del

tamaño de la zona de recolección, de tal forma que no sea muy pequeña que cause

problemas de congestión, ni muy grande, donde se pierda la ventaja de reducción de

tiempos.

Una buena solución es diseñar zonas de tal modo que el recorrido típico se realice en

forma de herradura (ver figura página siguiente).

4. Asigne ítems que sean probables de ser requeridos simultáneamente (asignación

con correlación), a zonas cercanas.

En muchos casos existen ítems cuya demanda es correlacionada. Por ejemplo:

- “Kits” de reparación,

- Ítems provenientes del mismo proveedor,

- Ítems de un sub–ensamble,

- Ítems del mismo tamaño, etc.

Al asignar localizaciones cercanas a dichos ítems se reduce el tiempo de recolección por

orden, y, por lo tanto, el tiempo promedio total de recolección.

28

La dificultad de este principio es el extenso análisis estadístico que se hace necesario

para determinar la correlación de demanda entre los ítems.

29

5. Establezca zonas separadas de almacenamiento y recolección de órdenes.

Deben establecerse dos años separadas para almacenamiento primario y para

recolección de órdenes:

Y debe determinarse el tamaño más adecuado del área de picking, ya que, entre más

pequeña sea el área de picking, menores son los tiempos de recolección, pero mayor es

la congestión y el número de reposiciones internas y personal necesario para ello (ver

figura página siguiente).

La determinación del tamaño del área de picking se puede hacer asignando un tiempo

igual de inventario para todos los ítems en dicha área, o asignando un igual número de

unidades de cada ítem, o mediante la utilización de modelos matemáticos de

optimización. Se han encontrado ahorros en costos de hasta un 40% por el uso de estos

modelos.

ALMACE-

NAMIENTO

Reposición Interna

DESPACHO

RECOLECCIÓN

DE

ÓRDENES

30

31

010203040506070

1 2 3 4 5 6 7# ítems /orden

Porc

enta

je (%

)

% de órdenes% de ítems

6. Agrupe órdenes para reducir tiempo total de desplazamiento.

Cuando existen muchas órdenes con un solo ítem o con un número pequeño de ítems,

el método de agrupar órdenes y asignarlas a una sola persona, usualmente incrementa la

productividad en la recolección de órdenes.

Obviamente, si la unidad de recolección es una estiba completa, este principio no sería

adecuado.

Existen varias formas de que una sola persona realice la recolección de varias órdenes:

• Agrupar todas las órdenes de un solo producto, recolectar la cantidad

requerida y enviarla a la zona de empaque.

• Utilizar lo que se denomina “recolección por zonas”, donde una persona es

responsable de una zona determinada de la bodega y recoge los ítems de una

o varias órdenes solo en su zona asignada.

Este método permite ahorros en tiempo de recolección, ya que al reducirse el

área de recolección y al especializarse la persona en su área, se reduce el

tiempo de recolección de cada ítem. Sin embargo, estos ahorros deben

compararse con el tiempo para consolidar las órdenes y los posibles errores

que esto puede generar.

• Agrupar las órdenes de tal forma que se cope la capacidad del equipo

recolector en cada ciclo.

Para facilitar la decisión del agrupamiento de órdenes se construyen tablas ó gráficos de

perfil de órdenes, donde se muestra la distribución de las órdenes con respecto de los

ítems (ver tabla página siguiente).

Ejemplo de gráfico de perfil de órdenes

32

1 2 3 4 5 6 7

# Promedio de ítem/órden * # de órden =[(2+5)/2]*2465 =8627.5 ítem

86% de las órdenes

62% de las órdenes

Suma de órdenes

Suma de órdenes

Conclusiones:

• El 86% de las órdenes se componen de 5 o menos ítems;

• El 62% de las órdenes son de 30 litros o menos.

⇒ Consolidar estas órdenes en estibas o en carros recolectores donde se puedan ir consolidando.

⇒ Recolección individual para órdenes de muchos ítems. (El resto de las órdenes).

Order Volume, Liters Order Line

Items Line Items per Order <=3

3 - 15

15 - 30

30 - 60

60 -150

150 - 300

300 - 600

600 - 1500 Total % Total %

1 1400 950 300 230 190 100 30 20 3220 49 3220 12 2 - 5 280 670 430 370 330 200 120 65 2465 37 8628 34 6 - 10 1 30 45 80 170 90 80 35 531 8 4248 17 11 - 25 0 5 10 20 70 85 80 65 335 5 6030 24 26 - 50 0 0 0 1 10 11 20 25 67 1 2546 10 51 - 75 0 0 0 0 0 0 2 5 7 0 441 2 75 - 100 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 175 1 Total 1681 1655 785 701 770 486 332 217 6627 25288 % 25 25 12 11 12 7 3 3 100 100

Alternativa Híbrida

33

7. Secuencie las diversas localizaciones de recolección para reducir el tiempo de

desplazamiento.

Dentro de la recolección de una orden determinada o de un grupo de órdenes, la

secuenciación de la recolección puede tener un impacto sustancial en el tiempo total de

recolección.

La principal ventaja de la secuenciación es la reducción del tiempo de desplazamiento.

Sin embargo, una desventaja potencial al no procesar las órdenes de acuerdo a la llegada

de los clientes, puede ser la demora injustificada de entrega de órdenes de algunos

clientes. Además, se pueden incrementar los costos de control del sistema.

En sistemas automáticos, el tiempo de recolección se reduce sustancialmente aplicando

las técnicas de solución del problema del viajero de negocios (TSP):

Ejemplo de un sistema AS / RS con persona a bordo y secuenciación mejorada

En la página siguiente puede apreciarse un ejemplo de secuenciación para un sistema

manual de recolección. El problema se vuelve muy complejo cuando una orden puede

ocupar una o más estibas, ya que el ciclo de recolección debe diseñarse para reducir la

distancia y para construir una pila de carga estable y que minimice la posibilidad de

daños.

Diseño pobre Secuenciación mejorada

34

8. Organice los documentos de recolección y los identificadores de ítems para

minimizar el tiempo de búsqueda y los errores.

Buenas prácticas que caen dentro de este principio son:

• Letras grandes y en negrillas

• Códigos de colores

• Avisos colocación a la altura de los ojos

• Marcación del piso

• Evitar colores semejantes ó números parecidos en localizaciones adyacentes.

9. Diseñe los vehículos de recolección para minimizar el tiempo de consolidación y

mejorar la comodidad de la persona.

Si se requiere consolidación de órdenes, el vehículo recolector debe contener cajones o

secciones bien demarcadas para cada orden.

35

Si se requiere recolectar piezas situadas a cierta altura, el vehículo debe incluir una

escalera para facilitar la operación.

Igualmente, el vehículo debe contener una plataforma especial para que la persona

pueda escribir en los documentos de la transacción, tomar notas de faltantes, etc.

A pesar de ser ésta una de las cosas más importantes para la calidad del trabajo de la

persona, pocas veces se tiene en cuenta para su diseño (Frazelle, 1991).

10. Seleccione la mejor combinación de equipo para los requerimientos de

recolección.

Dentro de los principales factores de selección de equipo, se encuentran los siguientes:

• Costos fijos

• Costos variables de espacio y mano de obra

• Calificación del personal requerido

• Requerimientos totales de espacio

• Posibilidades de reconfiguración futura del sistema

• Seguridad y protección de los ítems

• Precisión de recolección

• Confiabilidad general del sistema

• Tiempo de entrega e instalación del equipo

• Seguridad

Una comparación general de los dos sistemas generales dará como resultado la

eliminación de muchas alternativas. Las alternativas restantes se analizan más

profundamente para determinar la mejor alternativa a la mano.

La tabla siguiente puede ser de gran ayuda para la primera aproximación al problema.

36

SISTEMAS PERSONA→ÍTEMS SISTEMAS ÍTEMS→PERSONAS

Bajos costos fijos Altos costos fijos

Altos costo variable de labor y espacio Bao costo variable de labor y espacio

Difícil de supervisar Fácil de supervisar

Requiere menor sistematización Sistematización requerida es alta

Alta flexibilidad Baja flexibilidad

Bajo mantenimiento Alto mantenimiento

Otras posibles estrategias aparte de las ya nombradas, son las siguientes:

11. En muchos sistemas es necesario utilizar combinaciones de estrategias o

alternativas híbridas.

Básicamente, la idea aquí es tener diferentes clases de equipos y estrategias para

diferentes clases de combinaciones de ítems y órdenes.

Por ejemplo, para el caso mostrado en la tabla del perfil de órdenes de la página 36, se

puede utilizar agrupación de órdenes, para aquellos casos de pocos ítems por orden

utilizando estibas, y recolección de órdenes individuales para aquellas órdenes de

muchos ítems. Igualmente, para aquellas órdenes de pocos ítems pero bajo volumen, se

pueden utilizar carros con dispositivos de consolidación para grupos de órdenes.

Un análisis semejante debe hacerse cuando existen múltiples flujos de productos de

diferente forma, como estibas completas, cajas e ítems individuales. En estos casos

puede ser recomendable tener áreas separadas para cada caso, muy probablemente con

equipo diferente y técnicas de recolección diferente para cada caso.

Una complicación de los sistemas híbridos que no ha sido resuelta completamente, es la

asignación de ítems y capacidades de almacenamiento a las diferentes áreas.

37

12. Si el volumen o flujo de ítems y su alta utilización lo justifica, deben

considerarse sistemas automáticos de ayuda, tales como:

• Luces indicadoras en cada localización, las cuales identifican el lugar exacto

de recolección y la cantidad a recoger, y permiten información de

retroalimentación, como por ejemplo, informe de faltantes y daños.

• Pantallas localizadas en cada lugar de trabajo, las cuales muestran las

localizaciones a visitar, el recorrido y las cantidades a recolectar. La

justificación de estos sistemas vs. el costo de equipos parte → persona está

casi siempre garantizada.

• Indicadores de voz electrónicos.

Estos sistemas se pueden utilizar tanto para la recolección como para el almacenamiento

de ítems, Los beneficios no se traducen sólo en el aumento de productividad, sino en

una precisión cercana al 100%, la cual es muy importante en la mayoría de las

situaciones.

13. Utilice información conocida de antemano en cuanto sea posible.

Las ventajas de tener información de órdenes de antemano son obvias. En muchos

casos, inclusive, se puede variar el sistema de recepción de órdenes para generar esta

información a priori.

14. En sistemas integrados (por ejemplo, un C.D. que despacha a múltiples puntos

de venta), trate de combinar los objetivos de ambos puntos de la cadena.

En muchas ocasiones, las actividades de picking deben diseñarse de acuerdo a los

requerimientos del lugar donde van a ser despachados los ítems. Por ejemplo, en un

supermercado puede requerirse que los productos lleguen o sean recibidos

aproximadamente en una disposición semejante a la que existe en el punto de venta.

Así, la combinación de tiempos de picking y recepción en el supermercado podrían

minimizarse.

38

Otra situación semejante se presenta en C.D. que cargan camiones para la distribución

de productos de consumo masivo. El picking en estos casos debería tener en cuenta el

orden y la ruta de los camiones para coordinar las actividades de recolección, transporte

y distribución.

TÉCNICAS CUANTITATIVAS PARA LA TOMA DE DECISIONES DE

ALMACENAMIENTO Y MANEJO DE MATERIALES

• Almacenamiento y manejo de materiales (sin incluir inventarios) ≈ 25% de los

costos de Logística, distribuidos aproximadamente así:

- Mano de obra ≈ 50%

- Espacio ≈ 25%

- Energía, equipo, otros ≈ 25%

⇒ Estas actividades deben ser cuidadosamente administradas, ya que pueden ocultar

procesos eficientes de transporte, inventarios y flujo de información.

Tipos de decisiones típicas a tomar en un C.D.

- Localización de bodegas ó centros de distribución (C.D.)

- Diseño del tamaño del C.D.

- Configuración interna de C.D.

- Diseño de puertos de recepción / despacho

- Diseño y/ó selección de equipo de manejo de materiales

- Localización de los productos dentro de la bodega

- Disposición relativa de las estibas dentro de cada bahía de almacenamiento

- Optimización de operaciones de recolección de órdenes

Localización de C.D.

Se estudiarán más adelante modelos matemáticos con cierto grado de detalle.

Algunos elementos importantes para la toma de decisiones son:

- Acceso a los sistemas de transporte

- Proximidad a las zonas de consumo

39

- Disponibilidad de mano de obra

- Costos de mano de obra

- Impuestos

- Leyes e incentivos gubernamentales

- Costo de la tierra

- Otros (ambiente JIT, facilidades, etc.)

Diseño del tamaño del C.D.

- Decisión clave de tipo estratégico

- Conflictos: C.D. sobredimensionado → Desperdicio de espacio

C.D. subdimensionado → Altos costos de manejo

de materiales

- Al comienzo: Tamaño definido para acomodar el inventario básico, el cual es el

producto del diseño estratégico de toda la cadena de abastecimiento, y de la rotación

de inventarios propuesta.

Diseño para casos de demanda variable:

• La combinación de métodos de almacenamiento (privado y rentado) es útil cuando

existe mucha fluctuación de requerimientos a los largo del tiempo.

• Por error y ensayo se busca el tamaño óptimo del centro de distribución

40

Ejemplo:

Se tienen las siguientes proyecciones de demanda para una empresa de productos

químicos a lo largo del año (en libras):

Ene. 66,500 Jul. 1,303,000

Feb. 328,000 Ago. 460,900

Mar. 1,048,500 Sep. 99,900

Abr. 2,141,000 Oct. 15,300

Mayo 2,820,000 Nov. 302,200

Jun. 2,395,000 Dic. 556,700

Se ha estimado una rotación de inventarios igual a 3 (ó 3 x 12 = 36 rotaciones / año),

definida así:

[ ][ ]lbmensualpromedioInventario

lbmensualesVentasinventariodeRotación =

Se ha estimado que el 50% del espacio de la bodega a construir se utiliza para

pasadizos, y sólo el 70% será utilizado para responder a la variabilidad de los

requerimientos del espacio.

Se estima un volumen específico promedio de 0,5 pies3 /libra, y los productos se pueden

almacenar hasta una altura de 16 pies en estantes.

La bodega puede construirse (incluyendo equipo) en $30/pie2, amortizando a 20 años, y

operando a $0,05 / lb de flujo a través del C.D. Los costos fijos anuales son de $3 / pie2

de espacio total.

Se puede rentar espacio en bodega pública a razón de $0,1 / libra por mes y con un

cargo por manejo de materiales de $0,07 / libra.

Determinar el tamaño más adecuado de la bodega a construir.

41

Paso 1: Determinar los requerimientos de espacio cada mes.

De acuerdo a la rotación del inventario, por cada 3 libras que pasen por la bodega, 1

libra se mantiene en inventario.

Por cada libra almacenada en la bodega se requieren:

lb/pies03125.0pies16

lb/pies5.0 23

=

Deben también tenerse en cuenta los porcentajes de utilización del espacio, y así, el

espacio requerido en pies2 en función de la demanda mensual en libras vendría dada

por:

Espacio requerido [pies2] ≅ Dem. Mensual [lb]*(1/3)*(0.03125)*(1/0.5)*(1/0.7)

⇒

Se genera entonces la siguiente tabla de requerimientos de espacio mensuales:

MES REQ. [pies2]* MES REQ. [pies2]*

Ene. 1,979 Jul. 38,780

Feb. 9,762 Ago. 13,717

Mar. 31,205 Sep. 2,973

Abr. 63,720 Oct. 455

Mayo 83,929 Nov. 8,994

Jun. 71,280 Dic. 16,568

* Se han calculado con la máxima precisión

Paso 2: Seleccionar un tamaño tentativo de la bodega

Se selecciona un tamaño tentativo de 60,000 pies2 inicialmente. El costo anual de la

construcción de una bodega de dicho tamaño sería:

($30/pie2 * 60,000 pies2)/20 años

= $90,000 / año

Espacio requerido [pies2] ≅ Dem. Mensual [lb] * 0.03

42

Para construir la tabla de costos de la página siguiente se determina el porcentaje del

flujo total mensual manejado por la bodega propia y el rentado. Con base en esto, se

determinan los siguientes costos:

- Costo fijo mensual

- Costo variable mensual (bodega propia)

- Costo mensual de almacenamiento (bodega rentada)

- Costo mensual de manejo (bodega rentada)

- Costo total mensual (del tamaño de bodega seleccionado), y los totales anuales.

Paso 3: Seleccionar diversos tamaños tentativos de la bodega y repetir el paso 2

hasta obtener el tamaño ideal que produzca el costo total mínimo.

Es ideal implementar una hoja electrónica para este efecto.

43

a [90,000 + (3*60,000)] /12=$22,500 e Dada una rotación de inventarios de 3 y 5.8% de demanda manejada b 66,500 * 0,05 = $3,325 a través de la bodega rentada: [2,141,000 * 0.058/3] * 0.1 =$4,139 c 60,000 / 63,720 = 0.942 (94.2%) f 2,141,000 * 0.058 * 0.07 = $8,692 d 2,141,000 * 0.942*0.05 = $100,841

MES FLUJO

[lb]

ÁREA REQ. [pies2]

% BOD. PRIVADA

COSTO FIJO MENS. [$]

COSTO VAR. MENS. [$]

% BOD. RENT.

COSTO ALM. MENS. [$]

COSTO MANEJO MENS. [$]

COSTO MENS. TOTAL [$]

Ene. 66,500 1,979 100 22,500a 3,325b 0 0 0 25,825 Feb. 328,000 9,762 100 22,500 16,400 0 0 0 38,900 Mar. 1,048,500 31,205 100 22,500 52,425 0 0 0 74,925 Abr. 2,141,000 63,720 94,2c 22,500 100,841d 5.8 4,139e 8,692f 136,172 Mayo 2,820,000 83,929 71,5 22,500 100,815 28.5 26,790 56,259 206,364 Jun. 2,395,000 71,280 84,2 22,500 100,830 15.8 12,614 26,489 162,433 Jul. 1,303,333 38,780 100 22,500 65,150 0 0 0 87,650 Ago. 460,900 13,717 100 22,500 23,045 0 0 0 45,545 Sep. 99,900 2,973 100 22,500 4,995 0 0 0 27,495 Oct. 15,300 455 100 22,500 765 0 0 0 23,265 Nov. 302,200 8,994 100 22,500 15,110 0 0 0 37,610 Dic. 556,700 16,568 100 22,500 27,835 0 0 0 50,335 TOTALES 11,537,000 343,362 270,000 511,536 43,543 91,440 916,519

44

Para este ejemplo se han repetido los cálculos anteriores para otros tamaños de bodega,

obteniéndose los siguientes resultados:

O sea que una primera aproximación al tamaño óptimo sería 60,000 pies 2.

El Problema de localización dinámica

El análisis presentado anteriormente asume que los flujos a través de la bodega van a

permanecer aproximadamente constantes a lo largo del tiempo. Sin embargo, puede

existir cierto crecimiento en la demanda que haga que cambien tanto la localización

óptima de la bodega como posiblemente su tamaño ideal.

El problema del tamaño ideal se puede resolver para cada período de forma semejante a

lo presentado anteriormente. El problema de la localización dinámica se puede resolver

analizando las diversas alternativas de localización.

El problema no se puede resolver encontrando el óptimo para cada período, ya que

existe un costo fijo de cambio de configuración.

Si en la empresa predominan las bodegas públicas, puede ser útil cambiar la

configuración frecuentemente ya que el costo del cambio asociado puede ser bajo.

45

Si, por el contrario predominan las bodegas privadas, el cambio no puede ser tan

frecuente. Por lo tanto, es muy importante implementar el diseño adecuado desde el

comienzo.

Pueden hacerse varios análisis para determinar la configuración óptima (o cercana a la

óptima) a través del tiempo:

• Hallar la mejor configuración actual de la red y las futuras basadas en datos

proyectados y decidir la implementación promedio a través del tiempo.

• Hallar la configuración óptima actual e implementarla. A medida que se tengan

nuevos datos, hallar las nuevas configuraciones óptimas en cada período y

considerar el cambio siempre y cuando los ahorros superen a los costos de hacerlo.

La ventaja de este método es la de utilizar siempre proyecciones y datos más

precisos.

• Realizar un análisis dinámico que informe el instante en el que debería realizarse un

cambio y el tipo de configuración requerido. La ventaja de este método es la de

proveer una programación óptima a través del tiempo, pero su desventaja radica en

el hecho de trabajar con proyecciones lejanas.

Ejemplo:

El diagrama de la página siguiente muestra una planta situada en la ciudad A, la cual

despacha productos a través de una bodega hacia las ciudades localizadas en las

ciudades E, F, G y H.

Se estima que en los próximos 5 años la demanda tenderá a crecer más en las ciudades

ubicadas al Oeste, y, por lo tanto, la óptima localización de la bodega varía a lo largo de

cada uno de los cinco años, desde el punto A, pasando por B, C, D y E.

46

La siguiente tabla muestra las utilidades netas descontadas al presente para cada una de

las cinco posibles localizaciones de la bodega:

AÑO DESDE EL PRESENTE LOCALIZACIÓN

DE LA BODEGA 1 2 3 4 5

A $194,000 $356,100 $623,200 $671,100 $1,336,000

B 176,500 372,000 743,400 750,000 1,398,200

C 172,300 344,700 836,400 862,200 1,457,600

D 166,700 337,600 756,100 973,300 1,486,600

E 159,400 303,400 715,500 892,800 1,526,000

Se sabe que moverse de un lugar a otro cuesta $100,000 en cualquier año. El costo de

capital se ha estimado en el 20% anual.

Observación importante: Encontrar la óptima forma de planear la localización de la

bodega requeriría de 55 = 3,125 posibles planes, lo cual incluso para este caso pequeño

es impráctico.

Sin embargo, aplicando técnicas de programación dinámica se pueden reducir los

cálculos a 5x5 = 25 casos, de la siguiente manera:

Se inicia con el último año del horizonte de planeación y se computa la utilidad

generada por pasar de la localización en A hacia cada una de las otras localizaciones,

incluyendo el permanecer en A.

47

Nótese inicialmente que el costo de moverse desde A hacia cada localización nueva al

comienzo del año 5, viene dado por:

225,48$)2.01(

000,100$4=

+

Dado que la bodega se encuentra en A al comienzo del año 5, se evalúan las siguientes

opciones:

ALTERNATIVA UTILIDAD

POR LOCAL.

COSTO DE

MOVIM.

UTILIDAD

NETA

A $1,336,000 - 0 = $1,336,000

B 1,398,200 - 48,225 = 1,349,975

C 1,457,600 - 48,225 = 1,409,375

D 1,486,600 - 48,225 = 1,438,375

E 1,526,000 - 48,225 = 1,477,775

Donde U5(A) se define como la utilidad obtenida en el año 5 (descontada a valor

económico presente) si se considera cada una de las cinco posibilidades de localización.

La conclusión del cálculo anterior es que si la bodega está localizada en A al comienzo

del año 5, entonces lo mejor en términos económicos es trasladar al lugar E. Esta

decisión se registra como TE (“Traslado al lugar E”).

Se procede a hacer cálculos similares para cada una de las localizaciones al comienzo

del año 5, obteniéndose los siguientes resultados óptimos:

LOCALIZACIÓN (X) AL

INICIO AÑO 5

UTILIDAD ÓPTIMA

U5(X)

ESTRATEGIA

A $1,477,775 TE

B 1,477,775 TE

C 1,477,775 TE

D 1,486,600 PDa

E 1,526,000 PE

a El símbolo PD significa permanecer en la localización D.

U5 (A) =

48

U5 (A) =

El paso siguiente es tomar el comienzo del año 4, pero incluir en los cálculos la utilidad

acumulada de los años anteriores.

Así, por ejemplo, para el comienzo del año 4, el valor descontado del costo de traslado

sería:

870,57$)20.1(

000,100$3

=

y los cálculos se harían de la siguiente forma (asumiendo que la bodega se encuentra

localizada en A):

LOC. (X)

INICIO

AÑO 4

UTIL. POR

LOCALIZAC.

COSTO DE

TRASLADO

UTILIDAD

ACUMUL.

AÑOS

POSTERIORES

U5(X)

UTILIDAD

ACUMULA

DA AÑO 4

U4(A)

A $671,100 - 0 + 1,477,775 $2,148,875

B 750,000 - 57,870 + 1,477,775 2,169,905

C 862,200 - 57,870 + 1,477,775 2,282,105

D 973,300 - 57,870 + 1,486,600 2,402,030

E 892,800 - 57,870 + 1,526,000 2,360,930

De la anterior tabla se concluye que si al comienzo del año 4 la bodega se encuentra

localizada en A, entonces lo mejor es trasladarla al punto D.

Realizando cálculos semejantes para todos los lugares y para cada año se llega a la

siguiente tabla de donde se puede concluir la solución óptima (ver tabla en la página

siguiente y comprobarla!).

Nótese de la tabla que lo mejor al comienzo del año 1 es localizar la bodega en C. De

ahí en adelante se puede “rastrear” la solución óptima de acuerdo a cada estrategia.

Nótese que se permanece en el lugar C por tres años, y al comienzo del año 4, dado que

la bodega está localizada en C, la mejor estrategia es trasladar la bodega al lugar D y

permanecer allí hasta el final del año 5.

49

Es igualmente importante observar que la tabla brinda la mejor solución si se decide

localizar la bodega en otro lugar diferente de C al comienzo del año 1. Por ejemplo, si

la bodega se localiza en D, debe permanecer allí los 5 años. Esto correspondería a una

especie de solución promedio.

Finalmente, obsérvese que en este ejemplo no se ha considerado, al menos

explícitamente el cambio de tamaño de la bodega. Es aquí cuando se puede combinar el

análisis estático presentado anteriormente y el presenta análisis dinámico.

50

ESTR. = ESTRATEGIA DE LOCALIZACIÓN

Uj (X) = Utilidad acumulada en el año j, j = 1, 2, 3, 4, 5, para la localización X.

Px = Permanecer en el lugar X al comienzo del año respectivo

TX = Trasladarse al lugar X al comienzo del año respectivo.

AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 LOC.

X U1(X) ($) ESTR. U2(X) ($) ESTR. U3(X) ($) ESTR. U4(X) ($) ESTR. U5(X) ($) ESTR.

A 3,719,686 PA 3,525,086 PA 3,168,986 TC 2,402,030 TD 1,477,775 TE

B 3,717,486 PB 3,540,986 PB 3,168,986 TC 2,402,030 TD 1,477,775 TE

C 3,755,430 PC 3,583,130 PC 3,238,430 PC 2,402,030 TD 1,477,775 TE

D 3,720,300 PD 3,553,600 PD 3,216,000 TD 2,459,900 PD 1,486,600 PD

E 3,659,197 PE 3,499,797 TC 3,168,986 TC 2,418,80 PE 1,526,000 PE

51

Configuración interna de C.D.

Dado un tamaño básico de la bodega, esta puede diseñarse de diversas formas,

dependiendo de cada caso en particular. A continuación se presentan algunos

lineamientos generales para aproximar las dimensiones de la bodega y su configuración

interna.

Altura de la bodega

La máxima altura de la bodega está influenciada por los siguientes factores:

• Costos de construcción,

• Costos de manejo de materiales,

• Características de apilamiento de la carga,

• Consideraciones legales y de seguridad,

• Proyecciones futuras de almacenamiento.

Largo vs. Ancho (Bodegas rectangulares)

El largo y ancho de la bodega dependen del equilibrio entre los costos de movimiento

de los productos a través de la bodega y los costos de construcción. Igualmente, las

dimensiones de la bodega se pueden ver influenciadas por la longitud necesaria para

acomodar las puertas necesarias para carga /descarga.

Francis (1967)a encontró algunas fórmulas con base teórica, balanceando los costos de

manejo de materiales con los costos de perímetro de la bodega.

Basado en siguiente figura, para una bodega rectangular de ancho W y largo L, con área

de piso S, encontró las siguientes relaciones:

a Francis, R.L., “On some problems of rectangular warehouse design and layout,” Jou. Of Ind. Eng., Vol. 18 (1967), 595 -604.

52

C = Suma del costo total por unidad de

longitud para mover un ítem multiplicado

por el número esperado de ítems por año

($/pie)

K = Costo anual del perímetro ($/pie)

S = Área de la bodega (pies2)

CTx, CTY = Costo total relevante para

configuración X, Y [$/año]

Puerta de entrada / salida localizada en X:

Sk8C2k8C

W*++

=

** W/SL = SK24C

K22C

2CTX

+

+=

Puerta de entrada / salida localizada en Y

SLW ** == (bodega cuadrada)

SK42C

CTY

+=

Ejemplo:

Una bodega de repuestos tiene un flujo mensual de 100,000 cajas y un costo promedio

de manejo de materiales de $0.005 / pie por caja movida. El área total se estima en

300,000 pies2. Se ha estimado también que el construir una bodega de 500 x 600 pies se

puede construir en alrededor de $90 / pie2. La vida efectiva de la bodega es de 20 años.

La compuerta de carga / descarga se va a ubicar cerca a una de las esquinas del edificio.

Encontrar las dimensiones óptimas de la bodega.

Área S

W

L

X Y

53

Cálculo de C:

C = 0.005 $/pie.caja * 100,000 cajas/mes * 12 meses/año

C = 6,000 ($/ft.) por año

Cálculo de K:

El perímetro aproximado de la bodega es:

2 (500) + 2 (600) pies = 2,200 pies

El costo de producción anualizado es:

[90 ($/pie2) * 300,000 pies2] / 20 años = $1,350,000 / año

Así, el costo anual por pie de perímetro es:

pie/64.613$pies200,2año/000,350,1$

K = (por año)

Así, aplicando las ecuaciones de la página anterior se obtiene:

000,300)64.613(8)000,6(2)64.613(8000,6

SK8C2K8C

W*+

+=

++

=

W* = 440 pies

pies682440000,300

W/SL ** ===

L* = 682 pies

Nótese que el perímetro real de la bodega sería 2(440+682)pies =2,244, el cual está muy

cercano al supuesto de 2,000 pies, y por lo tanto el resultado es aceptable.

El costo total anual vendría dado por:

000,300)64.613(24000,6

)64.613(22000,6

2SK24C

K22C

2CTX

+

+=

+

+=

CTX = 3,719,512 $/año

54

Configuración de estanterías y corredores

Después de que algunas decisiones acerca de la configuración general se han tomado, el

paso siguiente es el diseño de las bahías de almacenamiento, estanterías y pasadizos o

corredores.

El problema se puede reducir en determinar:

• Número de espacios de almacenamiento en cada estantería,

• Número de estanterías a utilizar,

• Posición relativa de las estanterías con relación a la bodega.

Se discuten a continuación dos posibles configuraciones, entre muchas otras (ver figura

página siguiente)b. Los supuestos de este tipo de modelos son los siguientes:

• El producto se recibe a través de una puerta en un lado del edificio y se

despacha por otra puerta en el lado opuesto.

• Un ítem requiere de cuatro movimientos entre una puerta y su lugar de

almacenamiento.

• Las puertas están localizadas en el centro del edificio.

• Todas las partes de la bodega tienen la misma probabilidad de ser utilizadas.

• La estantería es de doble – faz, excepto aquellas ubicadas contra las paredes.

La función objetivo de estos modelos es minimizar la suma de los costos de manejo de

materiales, costo anual de área, y costo anual de perímetro.

b Bassan, J., Roll, Y., y Rosenblatt, M.J., “Internal Layout Design of a Warehouse”, AIIE Transactions 12, No. 4 (Diciembre 1980): 317 – 322.

55

56

Notación

W = Ancho de una estantería de doble – faz [pies]

L = Longitud de cada espacio de almacenamiento (por ejemplo, el ancho de una

estiba [pies]

m = Número de espacios de almacenamiento a lo largo de una estantería

h = Número de niveles de almacenamiento en la dirección vertical

n = Número de estanterías de doble –faz; dos estanterías sencillas se consideran igual a

una doble

K = Capacidad total de la bodega en espacios de almacenamiento

a = Ancho de un corredor [pies], asumiendo que todos tienen el mismo ancho

u = Longitud (largo) de la bodega [pies]

v = Ancho de la bodega [pies]

d = Demanda anual de la bodega en unidades de almacenamiento (por ejemplo, en

estibas). Se asume que un ítem de almacenamiento ocupa una unidad de espacio de

almacenamiento [ítems/año]

Ch = Costo de manejo de materiales, de mover un ítem una unidad de longitud [$/pie]

Cs = Costo anual por unidad de área de la bodega, por ej.: climatización, luz,

mantenimiento [$/pie2]

Cp = Costo anual por unidad de longitud de paredes externas [$/pie]

Para la disposición de la figura 12 – 4 (a), de la página anterior, el número óptimo de

espacios de almacenamiento es:

+

+

++=

h2L)aw(K

)CdC(2

C2aC2dC

L1

mph

psh*1

Y el número óptimo de estanterías de doble faz es:

+

++

+

+=

h2L)aw(K

C2aC2dC

)CdC(2

aw1

npsh

ph*1

Así, la mejor configuración de la bodega tendría un largo óptimo de:

u1* = n1

* (w + a)

57

y un ancho óptimo de:

v1* = 2a + m1

*L

Para la disposición de la figura 12 – 4 (b) de la página 62, los resultados óptimos son:

+

+

++=

h2L)aw(K

C2dC

C2aC3dC2

L1

mph

psh*2

+

++

+

+=

h2L)aw(K

C2aC3dC2

C2dC

aw1

npsh

ph*2

u2* = 3a + m2

* L

v2* = n2

* (w + a)

Para minimizar costos entre estos dos diseños alternativos, se puede aplicar la siguiente

regla de decisión:

• Si d < Cp / Ch, seleccionar la configuración 1

• Si d > 2Cp / Ch, seleccionar la configuración 2

• Si Cp / Ch < d < 2Cp / Ch, no se puede concluir.

Ejemplo:

Supóngase que se ha escogido la configuración 2 para una bodega. Se van a manejo

400,000 estibas / año. Estas estibas requieren un espacio de 4 x 4 x 4 pies y pueden

apilarse cuatro en el sentido vertical. (Nótese que 2Cp / Ch = 6,000 < d = 400,000.)

Las estanterías tienen un ancho de 8 pies y los corredores son de 10 pies de ancho. El

costo de manejo de materiales se ha estimado en $0.001 por pie, los costos anuales de

espacio en $0.05 por pie2 y el costo anual por pie de perímetro es $3.

La rotación en la bodega es de 8 veces por año, con una capacidad total de 50,000

espacios de almacenamiento. Encontrar los parámetros óptimos de diseño de la

bodega.

58

Aplicando directamente las fórmulas de la página anterior, se obtiene:

+

+

++=

)4(2)4)(108(000,50

)3(2)001.0)(000,400()3(2)05.0)(10(3)001.0)(000,400(2

41

m *2

m2* = 237 espacios de almacenamiento / estantería

+

++

++

=)4(2

)4)(108(000,50)3(2)05.0)(10(3)001.0)(000,400(2

)3(2)001.0)(000,400(1081

n *2

n2* = 26 estanterías de doble – faz

u2* = 3(10) +237 (4) pies = 978 pies de largo

v2* = 26(8+10) pies = 468 pies de ancho

Si se hace una analogía de este problema con las fórmulas de la pág. 58, se obtiene:

C = 0.001 * 400,000 = 400 $/pie (anual); K = 3$/pie

Área de la bodega (supuesta) = 460,000 pies2

Puerta en Y: pies678000,460SLw ** ====

Puerta en X: pies487000,460)3(8)400(2)3(8400

w* =+

+=

L* = S/w* = 945 pies (Este último se parece al resultado anterior)

Diseño de puertas de cargue y descargue

Los factores a tener en cuenta para este diseño son:

• Tipo de transporte a utilizar (tren, camión)

• Cerramiento o no del área de recepción / despacho

• Profundidad de la plataforma (se sugiere un mínimo de 12 pies

(∼ 4 m) si se van a utilizar estibadoras de tenedor para maniobras

seguras).

• Naturaleza del área de recepción (si se va a utilizar como área temporal de

almacenamiento antes de chequear las órdenes o realizar la paletización, se

pueden requerir hasta 40 – 50 pies (12 – 15 m) adicionales de profundidad.

59

• Relación del nivel de la puerta y el nivel de la plataforma del tren o camión,

y máxima pendiente de la carga a mover.

Número de puertas de cargue / descargue

El número de puertas de cargue / descargue requerido puede estimarse mediante la

siguiente fórmula:

S*CH*D

N =

Más fácil de comprender si se escribe como:

SH*)C/D(

N =

donde:

N = # de puertas necesarias

D = Flujo promedio diario [unidades/día]

H = Tiempo requerido para cargar / descargar un camión [hr/camión] (promedio)

C = Capacidad de cada camión [unid. / camión]

S = Tiempo diario disponible para cargar / descargar camiones [hr / día]

Esta fórmula es sólo una aproximación ya que ignora la variabilidad en los camiones, en

el flujo diario, o en el tiempo de cargue / descargue. Puertas adicionales deben

estimarse para responder a estas variaciones.

Ejemplo:

Una bodega atiende a 250 puntos de venta en su región en una base semanal. La orden

promedio es de 6,500 lb. y 4 órdenes pueden acomodarse en un camión. Le toma a dos

trabajadores 2 horas para cargar un camión; los trabajadores cumplen jornadas de 8 hr

diarias. La empresa asigna un No. suficiente de trabajadores en este periodo.

Estimar el número de puertas necesario.

En una semana de 5 días hábiles, habría que atender 50 puntos de venta, o sea:

50 x 6,500 = 325,000 lb / día (flujo)

60

La capacidad de cada camión es:

4 x 6,500 = 26,000 lb.

Así, se puede calcular el número requerido de puertas como:

13.3)8)(000,26()2)(000,325(

N == → 4 puertas

Localización de productos dentro del C.D.

Decisiones previas:

• Configuración general del edificio

• Determinación de las instalaciones de recepción y despacho

• Localización de productos peligrosos y de riesgo de perdida

• Determinación de áreas para recolección de órdenes

• Sistema de manejo de materiales

Dónde ubicar los diversos ítems dentro del C.D. y cómo ubicarlos

posteriormente?

Posibilidades de solución del problema:

• La metodología de distribución de plantas es aplicable

• Los criterios en que se basa la decisión son:

- Minimización de costos de manejo de materiales (distancia, tiempo) →

[“order – picking”]

- Maximización de utilización del espacio de la bodega

- Restricciones adicionales de localización de ítems, tales como seguridad,

riesgo de incendio, compatibilidad de productos, complementariedad de

productos y necesidades de recolección de órdenes.

Criterios de ubicación de ítems:

• Complementariedad de ítems

• Compatibilidad / Incompatibilidad de ítems

• Popularidad ó volumen de ítems

61

• Tamaño de los ítems

• Relación volumen [unid.3] a número de requerimientos diarios del ítem:

productoelaparecedondediariasórdenesdepromedioNúmeroproductodelentoalmacenami.plrequerdopromedioVolumen

COI =

Si COI ↓ ⇒ los productos se ubican tan cerca como sea posible de la(s) puerta (s) de

despacho.

Cuatro estrategias de localización de productos:

• Ubicación de acuerdo a secuencia alfanumérica

• Algunos ítems se distinguen de los demás y se ubican en forma alfa -

numérica tan cerca como sea posible al área de despacho.

• Ubicación por frecuencia (popularidad o volumen del ítem)

• Factor de densidad (inverso el COI).

Se ha encontrado (en estudios de simulación) como el mejor, ya que produce:

La distancia más corta a recorrer por orden seleccionada;

El tiempo más bajo por viaje de recolección;

El tiempo más bajo por línea de ítems seleccionada; y

El espacio mínimo total requerido

Ejemplo:

Una bodega tiene la siguiente configuración interna. Cada bahía de almacenamiento

mostrada puede contener hasta 40,000 pies3 de volumen de productos.

62

Los datos de cada producto y los cálculos respectivos son los siguientes:

PROD.

(1)

VOL.

DEL

ÍTEM

[pies3]

(2)

No.

ÓRD.

anuales

(3)

INV.

PROM

.

[u./año

]

(4)

No.

PROM.

ÓRD.

Diarias

(5)=(3)/250

*

ESPACI

O REQ.

[pies3]

(6) =

(2)x(4)

COI

(índice)

(7) =

(6)/(5)

POS.

REL

.

A 6.0 6,750 800 27 4,800 177.8 (1)

B 4.0 15,750 16,000 63 64,000 1,015.9 (5)

C 1.0 11,250 25,120 45 25,120 558.2 (4)

D 8.0 25,500 18,600 102 148,800 1,458.8 (7)

E 3.0 17,750 12,533 71 37,599 529.6 (2)

F 5.0 3,500 3,936 14 19,680 1,405.7 (6)

G 15.0 6,250 907 25 13,605 544.2 (3)

TOTAL 86,750 77,896 313,604

*1 año se considera con 250 días hábiles para recolección.

Una posible configuración interna aceptable se muestra en la figura de arriba.

Puertas de recepción

D → 40,000

F → 4,800 D → 35,200

C → 1,120 B → 38,880

A → 4,800 E → 35,200

D → 33,600

D → 40,000

B → 25,120 F → 14,880

E → 2,400 G → 13,500 C → 24,000

Puertas de despacho

63

Configuración de dos etapas

Preguntas a resolver:

• Dónde localizar cada producto dentro de la bodega?

• Qué espacio asignarle a cada producto en la zona de reserva y en la zona de

ensamble?

Un Modelo de PL para este problema

Parámetros:

Cij = Costo de manejo del producto j cuando se almacena en la estantería i.

M = Número total de bahías de almacenamiento (áreas de reserva y ensamble).

N = Número de ítems que se manejan en la bodega.

L = Número de bahías (estanterías) de almacenamiento en la zona de reserva.

Gj = Cantidad de producto j que se puede almacenar en una estantería.

Rj = Cantidad requerida de producto j a ser almacenado en la bodega

1 2

7 8 9

5 6

3

4

Ruta típica

Bahías de almac. (zona de reserva)

SECCION DE ENSAMBLE

Ó RECOLECCIÓN DE ÓRDENES

Zona de Recepción 1

Zona de despacho Zona de recepción 2

64

Rja = Cantidad mínima de producto j a ser almacenado en el área de ensamble (“order

picking”).

s,a → Super-índices utilizados para referirse al área de reserva y ensamble,

respectivamente.

Variables de decisión:

Xij = Cantidad de producto j a almacenar en la estantería i; j = 1, 2, … , N; i = 1, 2, … ,

M.

El Modelo Matemático:

Minimizar ∑∑= =

=M

1i

N

1jijijXCZ

Sujeto a:

1. Capacidad de las bahías de almacenamiento ubicadas en la zona de reserva:

1G

XN

1jsj

ij ≤∑=

i = 1, 2, …, L

2. Capacidad de las bahías de almacenamiento ubicadas en la zona de ensamble:

1G

XN

1jaj

ij ≤∑=

i = L+1, L+2, …, M

3. Mínimo número de unidades de cada producto a almacenar en la zona de

ensamble:

∑+=

≥M

1Li

ajij RX j = 1, 2, …, N

4. Número total de unidades de cada producto a almacenar en la bodega:

∑=

≥M

1ijij RX j = 1, 2, …, N

5. Obvias:

Xij ≥ 0; i, j

65

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BALLOU, Ronald H., Business Logistics Management: Planning, Organizing, and Controlling the Supply Chain, cuarta edición, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1999. [Texto base para la escritura de las notas anteriores]. BOWERSOX, Donald J., David J. Closs y M. Bixby Cooper, Supply Chain Logistics Management, McGraw–Hill, Boston, 2002. [Capítulos 13 y 14 sobre almacenamiento, sistemas de empaque y manejo de materiales.] HERAGU, Sunderesh, Facilities Design, PWS Publishing Company, Boston, 1997. [Texto interesante para el diseño de instalaciones, incluyendo CD.] NAPOLITANO, Maida, Using Modeling to Solve Warehousing Problems, Warehousing Education and Research Council, Oak Brook, 1999. [Excelente monografía para la aplicación de modelos matemáticos en el diseño de CD] TOMPKINS, James A., John A. White, Yavuz A. Bozer, Edward H. Frazelle, J. M. A. Tanchoco y Jaime Trevino, Facilities Planning, segunda edición, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1996. [Excelente texto para el tema de diseño interno de CD. Se incluye el capítulo 9 sobre operaciones en un CD en las lecturas complementarias.] TOMPKINS, James A., Jerry D. Smith y Dale Harmelink, Selected Chapters from the Warehouse Management Handbook and the Distribution Management Handbook, McGraw-Hill, Inc., New York, 1995. [Este es un manual de diseño de bodegas muy práctico e ilustrativo. Se incluyen los capítulos 12 y 13 sistemas de almacenamiento de partes grandes y pequeñas, respectivamente, en las lecturas complementarias.]