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Manipulación de materiales

Carretillas elevadoras abasteciendo un buque de la marina
Carga y retirada de carga de un Airbus A380 de Lufthansa en el aeropuerto de Frankfurt .

El manejo de materiales implica el movimiento de corta distancia dentro de los confines de un edificio o entre un edificio y un vehículo de transporte. [1] Utiliza una amplia gama de equipos manuales, semiautomáticos y automatizados e incluye la consideración de la protección, el almacenamiento y el control de los materiales a lo largo de su fabricación, almacenamiento, distribución, consumo y eliminación. [2] El manejo de materiales se puede utilizar para crear utilidad de tiempo y lugar a través del manejo, almacenamiento y control de desechos, a diferencia de la fabricación, que crea utilidad de forma al cambiar la forma, la estructura y la composición del material. [3]

Role

La manipulación de materiales desempeña un papel importante en la fabricación y la logística. Casi todos los artículos de comercio físico se han transportado en una cinta transportadora o carretilla elevadora u otro tipo de equipo de manipulación de materiales en plantas de fabricación, almacenes y tiendas minoristas. Si bien la manipulación de materiales suele ser necesaria como parte del trabajo de cada trabajador de producción, más de 650.000 personas en los EE. UU. trabajan como "operadores de máquinas de movimiento de materiales" dedicados y tienen un salario anual medio de $ 31.530 (mayo de 2012). [4] Estos operadores utilizan equipos de manipulación de materiales para transportar diversos bienes en una variedad de entornos industriales, incluido el traslado de materiales de construcción en las obras o el traslado de mercancías en barcos.

Diseño de sistemas de manipulación de materiales

Diagrama de flujo de materiales entre actividades en un layout

El manejo de materiales es parte integral del diseño de la mayoría de los sistemas de producción, ya que el flujo eficiente de material entre las actividades de un sistema de producción depende en gran medida de la disposición (o diseño ) de las actividades. Si dos actividades son adyacentes entre sí, entonces el material puede pasarse fácilmente de una actividad a otra. Si las actividades están en secuencia, un transportador puede mover el material a bajo costo. Si las actividades están separadas, se requieren carretillas industriales o transportadores aéreos más costosos para el transporte. El alto costo de usar una carretilla industrial para el transporte de material se debe tanto a los costos laborales del operador como al impacto negativo en el rendimiento de un sistema de producción (por ejemplo, aumento del trabajo en proceso ) cuando se combinan múltiples unidades de material en un solo lote de transferencia para reducir el número de viajes necesarios para el transporte. [5]

El concepto de carga unitaria

El lote de producción se puede dividir en un lote de transferencia más pequeño que contenga varias cargas unitarias, cada una de las cuales puede contener varias piezas.

Una carga unitaria es una unidad única de un artículo o varias unidades dispuestas o restringidas de manera que puedan manipularse como una sola unidad y mantener su integridad. Aunque los materiales granulares, líquidos y gaseosos pueden transportarse a granel, también pueden contenerse en cargas unitarias utilizando bolsas, tambores y cilindros. [6] Las ventajas de las cargas unitarias son que se pueden manipular más artículos al mismo tiempo (lo que reduce la cantidad de viajes necesarios y potencialmente reduce los costos de manipulación, los tiempos de carga y descarga y el daño del producto) y que permite el uso de equipos de manipulación de materiales estandarizados. Las desventajas de las cargas unitarias incluyen el impacto negativo de la dosificación en el rendimiento del sistema de producción y el costo de devolver los contenedores/palés vacíos a su punto de origen. [7]

Máquina de envolver con film estirable utilizada para formar una unidad de carga

Manipulación en proceso

Las unidades de carga se pueden utilizar tanto para la manipulación en proceso como para la distribución (recepción, almacenamiento y envío). El diseño de las unidades de carga implica determinar el tipo, tamaño, peso y configuración de la carga; el equipo y el método utilizados para manipular la carga; y los métodos de formación (o construcción) y desmontaje de la carga. Para la manipulación en proceso, las unidades de carga no deben ser mayores que el tamaño del lote de producción de las piezas en proceso. Los lotes de producción grandes (utilizados para aumentar la utilización de las actividades de cuello de botella) se pueden dividir en lotes de transferencia más pequeños para fines de manipulación, donde cada lote de transferencia contiene una o más unidades de carga, y las unidades de carga pequeñas se pueden combinar en un lote de transferencia más grande para permitir un transporte más eficiente. [8]

Distribución

Carretilla elevadora de pasillo estrecho utilizada en distribución

Seleccionar un tamaño de carga unitaria para distribución puede ser difícil porque los contenedores/palés suelen estar disponibles solo en tamaños y configuraciones estándar; los remolques de camiones, vagones de ferrocarril y bahías de carga de aviones tienen limitaciones de ancho, largo y altura; y la cantidad de tamaños de contenedores/palés factibles para una carga puede ser limitada debido a la disposición existente del almacén y las configuraciones de los estantes de almacenamiento y el tamaño de los paquetes/cajas de los clientes y las restricciones de los estantes de las tiendas minoristas. Además, el tamaño práctico de una carga unitaria puede estar limitado por el equipo y el espacio de pasillo disponibles y la necesidad de un manejo seguro del material. [9]

Salud y seguridad

El trabajo de manipulación manual de materiales contribuye a un gran porcentaje de los más de medio millón de casos de trastornos musculoesqueléticos que se notifican anualmente en los Estados Unidos . Los trastornos musculoesqueléticos a menudo implican distensiones y esguinces en la zona lumbar, los hombros y las extremidades superiores. Pueden provocar dolor prolongado, discapacidad, tratamiento médico y estrés financiero para quienes los padecen, y los empleadores a menudo se encuentran pagando la factura, ya sea directamente o a través del seguro de compensación para trabajadores, al mismo tiempo que deben hacer frente a la pérdida de la capacidad total de sus trabajadores. [10] [11]

La evidencia científica demuestra que las intervenciones ergonómicas eficaces pueden reducir las exigencias físicas de las tareas laborales de MMH, disminuyendo así la incidencia y la gravedad de las lesiones musculoesqueléticas que pueden causar. Su potencial para reducir los costes relacionados con las lesiones hace que las intervenciones ergonómicas sean una herramienta útil para mejorar la productividad, la calidad de los productos y la competitividad empresarial en general. Pero muy a menudo la productividad recibe un impulso adicional y sólido cuando los directivos y los trabajadores analizan de nuevo cómo utilizar mejor la energía, el equipo y el esfuerzo para hacer el trabajo de la forma más eficiente, eficaz y sin esfuerzo posible. Una planificación que aplique estos principios puede dar lugar a grandes beneficios para todos los implicados. [10] [11]

Tipos

Manipulación manual

Ecuación de elevación de NIOSH aplicada a la tarea de carga de material de una prensa punzonadora

La manipulación manual se refiere al uso de las manos de un trabajador para mover contenedores individuales levantándolos, bajándolos, llenándolos, vaciándolos o llevándolos. Puede exponer a los trabajadores a peligros físicos que pueden provocar lesiones: un gran porcentaje de los más de medio millón de casos de trastornos musculoesqueléticos que se informan en los EE. UU. cada año surgen de la manipulación manual y, a menudo, implican distensiones y esguinces en la espalda baja, los hombros y las extremidades superiores de una persona. [12]

Las mejoras ergonómicas se pueden utilizar para modificar las tareas de manipulación manual con el fin de reducir las lesiones. Estas mejoras pueden incluir la reconfiguración de la tarea y el uso de equipos de posicionamiento como mesas elevadoras/inclinables/giratorias, polipastos, balanceadores y manipuladores para reducir los esfuerzos de alcanzar objetos y agacharse. [13] La ecuación de levantamiento revisada de 1991 del NIOSH (Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional) [14] se puede utilizar para evaluar las tareas de levantamiento manual. En circunstancias ideales, el peso máximo recomendado para el levantamiento manual con el fin de evitar lesiones en la espalda es de 51 lb (23,13 kg). Utilizando las condiciones exactas del levantamiento (altura, distancia levantada, peso, posición del peso en relación con el cuerpo, levantamientos asimétricos y objetos que son difíciles de agarrar), se utilizan seis multiplicadores para reducir el peso máximo recomendado para tareas de levantamiento que no sean ideales.

Manipulación automatizada

Robot industrial

Siempre que sea técnica y económicamente factible, se pueden utilizar equipos para reducir y, a veces, reemplazar la necesidad de manipular manualmente el material. La mayoría de los equipos de manipulación de materiales existentes solo están semiautomatizados porque se necesita un operador humano para tareas como la carga/descarga y la conducción, que son difíciles o demasiado costosas para automatizarlas por completo. Sin embargo, los avances continuos en detección, inteligencia de máquinas y robótica han hecho posible automatizar por completo un número cada vez mayor de tareas de manipulación. [15] Una guía aproximada para determinar cuánto se puede gastar en equipos automatizados que reemplazarían a un manipulador de materiales es considerar que, con beneficios, el operador medio de una máquina móvil le cuesta a una empresa $45,432 por año. [16] Suponiendo una tasa de interés real del 1,7% [17] y una vida útil de 5 años [18] sin costos de adopción/adaptación, sin costos de aprendizaje, sin costos de capacitación y sin costos operativos para equipos sin valor residual, [19] una empresa debería estar dispuesta a pagar hasta

comprar equipo automatizado para reemplazar a un trabajador. [20] En muchos casos, el equipo automatizado no es tan flexible como un operador humano, tanto en lo que respecta a no poder realizar una tarea particular tan bien como un humano y no poder ser reasignado tan fácilmente para realizar otras tareas a medida que cambian las necesidades.

Beneficios del manejo de materiales

Véase también

Notas y referencias

  1. ^ Coyle, JJ (1992). Gestión de la logística empresarial . Mason, OH: South-Western. pág. 308.
  2. ^ "Manejo de materiales". MHI . Consultado el 2 de octubre de 2014 .
  3. ^ Apple, JM (1972). Diseño de sistemas de manipulación de materiales . Nueva York: Ronald.
  4. ^ "Manual de perspectivas laborales". BLS . Consultado el 14 de mayo de 2015 .
  5. ^ Hopp, WJ (2011). Física de fábricas . Long Grove, IL: Waveland. págs. 318–327.
  6. ^ Kulwiec, RA (1981). Fundamentos de manipulación de materiales . Charlotte, NC: MHI. pág. 10.
  7. ^ Sule, DR (1994). Instalaciones de fabricación: ubicación, planificación y diseño . Boston: PWS. pág. 249.
  8. ^ Askin, RG (1993). Modelado y análisis de sistemas de fabricación . Nueva York: Wiley. pág. 292.
  9. ^ Kay, MG (2012). "Material Handling Equipment" (PDF) . págs. 5–6 . Consultado el 2 de octubre de 2014 .
  10. ^ ab "Aplicación de ecuación de elevación de NIOSH: cálculo NLE". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU . . 2017-08-09 . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
  11. ^ ab "Manual de aplicaciones para la ecuación de elevación revisada de NIOSH". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU . . 1 de enero de 1994. doi : 10.26616/NIOSHPUB94110 .
  12. ^ "Directrices ergonómicas para la manipulación manual de materiales" (PDF) . Departamento de Relaciones Industriales de California. 2007. Consultado el 15 de mayo de 2015 .
  13. ^ "HSE: Cómo aprovechar al máximo los medios auxiliares para la elevación y manipulación" (PDF) . Health and Safety Executive.
  14. ^ Waters, TR (1994). Manual de aplicaciones para la ecuación de elevación revisada de NIOSH . Cincinnati, OH: Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
  15. ^ "Material Handling and Logistics US Roadmap" (PDF) . MHI. Enero de 2014. Archivado desde el original (PDF) el 2015-09-12 . Consultado el 2015-05-08 .
  16. ^ Salario medio de $31,530 dividido por 0,694, donde los salarios representan el 69,4% y los beneficios el 30,6% del coste laboral total ( "Employer Costs for Employee Compensation". BLS. Diciembre de 2014. Consultado el 15 de mayo de 2015 .).
  17. ^ Tasa de interés promedio en Estados Unidos de 2005 a 2009 ( "Tasa de interés real". Banco Mundial . Consultado el 15 de mayo de 2015 .).
  18. ^ Vida útil promedio del software personalizado ( "BEA Depreciation Estimates" (PDF) . BEA. 2004 . Consultado el 15 de mayo de 2015 .), suposición conservadora ya que el software es un componente importante del equipo automatizado y tiene la vida útil más corta en comparación con otros componentes.
  19. ^ Supuesto conservador que simplifica el análisis ya que cualquier valor de rescate positivo aumentaría la estimación del costo de compra.
  20. ^ La cantidad dispuesta a pagar es el valor actual de una anualidad inmediata .
  21. ^ Arora, Keshava Chanda; Shinde, Vikas V. (2007). Aspectos del manejo de materiales. Firewall Media. ISBN 978-81-318-0251-9.
  22. ^ DLSM, Syed Muhamad Faizal (22 de junio de 2018). "Los cinco métodos esenciales para una operación de almacén eficiente - Publicaciones SIPMM". publication.sipmm.edu.sg . Consultado el 14 de marzo de 2023 .

Lectura adicional

Enlaces externos