Procura 080 Almacenes - Diseño de la Distribución de Áreas (Layout)

Existen varios modelos y criterios que orientan como utilizar las áreas y ambientes disponibles, para usarlos como almacenes, depósitos y bodegas.

En este artículo les presento los conceptos generales a tener en cuenta en el diseño de la disposición operativa de almacenes, y la bibliografía disponible en algunos repositorios de universidades peruanas, españolas, mexicanas y colombianas (pero tener presente que en internet hay abundantes referencias de libros y estudios, usando Google Scholar).  Al final incluyo una relación de proveedores de equipamientos para almacenes. 

Introducción

La planeación o diseño de la distribución de áreas de trabajo (layout) es para muchos una ciencia empírica que ha sido abordada por varias disciplinas técnicas, como la Ingeniería Química (para el diseño de plantas de procesos químicos, petroquímicos, físico-químicos, de procesamiento de minerales y metales, de destilación y fraccionamiento, etc.), la Ingeniería Mecánica (para el planteamiento de talleres de mantenimiento, maestranzas, factorías, astilleros, fundiciones, etc.), la Ingeniería Eléctrica (para el arreglo general de talleres electro-mecánicos, centrales eléctricas de generación, patios de llaves, etc.), y la Ingeniería Industrial (en el desarrollo de plantas de procesamiento industrial, ensambladoras, fábricas de productos alimenticios, textiles, aserraderos, imprentas, camales, embotelladoras, mercados, áreas de servicios, etc.).

  

El valor de organizar la disposición o distribución de las áreas de trabajo (el Layout), se reforzó mucho, gracias a la industria automotriz, cuando el Sr. Henry Ford, además de organizar las áreas de la planta, implementó la operación de una línea de ensamble o montaje, con lo que logró aprovechar los espacios, reducir los tiempos, mejorar la calidad general y establecer la especialización de la mano de obra.

A pesar del éxito de Ford, la línea de ensamble no se podía aplicar a todas las actividades industriales, pero el diseño de la disposición de áreas de trabajo (Layout) demostró ser una herramienta que presentaba beneficios prácticos, operativos y económicos. No fue hasta el año 1961 que el Ing. Richard Muther (1913 – 2014) presentó el libro “Practical Plant Layout” (traducido como Distribución en Planta), en el que desarrolló un método o procedimiento sistematizado, que se basaba en la evaluación de criterios cualitativos que servían a cualquier tipo de empresa u organización. El método de Muther es conocido como Systematic Layout Planning o SLP. 

Conceptos Básicos y Generales

Actualmente el concepto del diseño de la distribución de áreas de trabajo continúa basándose en el método de R. Muther y en las variaciones y aportes particulares desarrollados en los últimos años, así como en las formas de abordarlo, por lo que de manera general el diseño de layaout es definido como el procedimiento para organizar un ambiente operativo o de trabajo (planta, fábrica, taller, oficina, almacén, etc.) de manera tal que permita optimizar el procesamiento del producto final o servicio, mediante la identificación y la ubicación lógica de áreas (según la sucesión organizada de tareas y actividades necesarias, y la alta o baja frecuencia operativa), para lograr el flujo seguro y económico de materiales (con la menor cantidad posible de manipulaciones) y de las etapas u operaciones requeridas para obtener el producto final. De ahí que las metas del diseño de layouts de Planta de Muther sean:

N°	Objetivo
1.	Integración de los factores que afecten el layout.
2.	Flujo de Materiales, bajo el concepto de distancias mínimas.
3.	Circulación Ordenada, en función a los trabajos u operaciones de transformación a ejecutar sobre los materiales.
4.	Uso eficiente del Espacio Disponible.
5.	Seguridad, de los trabajadores y de las operaciones.
6.	Flexibilidad de la Distribución, para absorber cambios de trabajos,  operaciones y procesos.

Estos conceptos varían en alcances dependiendo del tipo y rubro de cada Organización y de la mayor o menor complejidad de sus operaciones, pudiendo llegar a niveles de detalle tales como definir orientaciones y/o posiciones de equipos, máquinas, oficinas, patios, baños, ventanas y puertas, así como la altura del local o edificio, y el equipamiento de cada área de trabajo.

En la práctica esto no ocurre muy frecuentemente, porque lo usual es diseñar la disposición de planta desde áreas y edificaciones existentes, con las limitaciones físicas que hubiera y las restricciones impuestas por las ordenanzas municipales, los reglamentos del sector y las regulaciones legales vigentes, por lo que Muther reconoció estas diferencias y redujo los problemas del layout a unas cuantas situaciones:

N°	Problema
1.	Proyecto de una planta nueva.
2.	Expansión o traslado a una planta existente.
3.	Redistribución o Reordenamiento de una planta existente

Así mismo, de las actividades a realizar sobre los productos, el método SLP define 3 tipos posibles de operaciones productivas a ejecutar, y 3 tipos de movimientos (traslados) del producto principal:

Operaciones Productivas		Movimientos del Producto Principal
Fabricación o cambio de forma		Por Posición Fija El producto principal permanece fijo, y los equipos, maquinarias y tratamientos se mueven hacia él.
Tratamiento o cambio de características		Por Proceso o Función Las operaciones de un mismo tipo se agrupan en sectores determinados. El producto principal se mueve a cada operación.
Montaje o adición de materiales		Por producción en cadena, en línea o por producto

Las combinaciones de operaciones y movimientos, determinarán las cantidades posibles de layouts, advirtiendo que estos también dependerán de otros criterios definidos por él, como los Factores de Influencia, los Fundamentos Guía (pautas desarrolladas de su experiencia profesional), y las Fases del Diseño (el Layout del Conjunto y el Layout Detallado).

Almacenes Industriales

Para cualquier situación o circunstancias, los objetivos de cualquier almacén son:

N°	Objetivo
1.	Aprovechar el espacio.
2.	Optimizar la manipulación de los materiales.
3.	Facilitar el acceso a los materiales.
4.	Maximizar los indicadores de rotación (evitar excesos y roturas de los stocks).
5.	Reducir los peligros y riesgos.
6.	Facilitar el control de inventarios

Estos objetivos son las pautas que deberán ser considerados en el diseño de almacenes, de tal manera que con tan sólo disponer la ubicación de los materiales en el espacio disponible, se pueda reducir la manipulación (para evitar daños, mermas y pérdidas, y reducir costos), maximizar la seguridad (del personal, los equipos del almacén y los materiales en custodia, al separar y/o agrupar los materiales por familias o categorías, en atención a la reactividad y/o la peligrosidad de ellos, y en función a la rotación de los consumos, y la proximidad recomendada a los puntos de consumo, etc.), y facilitar las operaciones propias (recepción, control, custodia, acopio y despacho de los materiales), entre otras. Ver Procura 016 (Insumos Químicos Fiscalizados), y Procura 044 (Materiales Peligrosos) para pautas especiales.

De todos ellos, las condiciones que más afectan el diseño son las que tienen que ver con el espacio disponible, con la naturaleza de los materiales a almacenar (¿Es material peligroso, fiscalizado y/o reactivo?), y con la rotación (frecuencia de la recepción y despacho).

Aunque no existe una regla general y única para categorizar materiales y disponer las distribuciones de los almacenes, usualmente las empresas manufactureras diseñan los layouts en función a la Categorización ABC (ver Procura 026), el diagrama de flujo de producción (la ruta crítica de los productos terminados), y los Planes de Manufactura y de Ventas (para validar el volumen y la frecuencia de materiales e insumos), y trabajando bajo el modelo de gestión “Almacén Organizado” (cada ítem tiene asignado una ubicación específica en el almacén). 

En el caso de los almacenes de construcción en proyectos nuevos y sin restricciones (llamados Greenfield Projects), el diseño de los almacenes se hace en función el Plan de Construcción (la ruta crítica del proyecto), el P&ID (el Piping and Instrumentation Diagram o Diagrama de Tuberías e Instrumentación), el Plan de Adquisiciones del proyecto (con la ruta crítica de la llegada de materiales), y según la proximidad a la obra y la disponibilidad de áreas y accesos, y funcionando bajo el modelo de gestión “Almacén Caótico” (los ítems no tienen una ubicación pre-asignada). Ver Procura 008. 

Entre estos dos extremos, es decir, entre un almacén permanente de gestión organizada (típico de empresas procesadoras y manufactureras) y un almacén temporal de gestión caótica (usual en proyectos greenfield), existe una gama de situaciones y condiciones que afectan el diseño del layout, que deben ser evaluados y considerados para decidir qué estrategia optar, tal como se acostumbra a hacer en las obras de ampliaciones y modernizaciones de planta, o en la repotenciación de equipos y sistemas (llamados Brownfield Projects), que podrían obligar a disponer de ambientes paralelos de almacenamiento (dentro de las instalaciones existentes) o alquilar nuevas áreas, y bajo un modelo de funcionamiento organizado, caótico o mixto (parte organizado y parte caótico).

  

Además del SLP y del análisis de los materiales a almacenar, la siguiente fuente de consulta a ser tomada como referencia del diseño de layouts, son el grupo de normas del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), que resaltan las características sanitarias y de seguridad a considerar en el diseño (como el alcance de la red de agua contra incendios, cuál es el ancho de la franja libre y no techada de separación de otros predios, las exigencias de estacionamientos y vías de evacuación, las salidas de emergencia, la cantidad y posición de extintores, etc.):

Norma	Descripción
G.010	Reglamento Nacional de Edificaciones.
G.050	Seguridad Durante la Construcción.
A.010	Condiciones Generales de Diseño.
A.050	Salud.
A.060	Industria.
A.070	Comercio.
A.080	Oficinas.
A.120	Accesibilidad Universal en Edificaciones.
A.130	Requisitos de Seguridad (Capítulo XI, Almacenes).

Para terminar con las fuentes, siempre es conveniente revisar las recomendaciones y normativas de cada rubro empresarial (legales y técnicos). Por ejemplo, los almacenes de las farmacéuticas tienen requerimientos propios más exigentes que el de otros rubros industriales (llamados BPA); el de las empresas procesadoras de alimentos deben cumplir con características particulares que garanticen la inocuidad de sus insumos y áreas suficientes para los protocolos de control; y para las empresas extractivas (mineras, petroleras, etc.) y de producción química (cementeras, fertilizantes, insumos químicos, laboratorios industriales, refinerías, etc.) deben considerar también ambientes especiales para productos peligrosos (explosivos, inflamables, tóxicos, corrosivos, nocivos, incluidos los IQBF, ver Procura 016). Entre las principales referencias legales y técnicas a revisar están: 

Norma	Descripción
DS 015-2006-EM	Reglamento para la Protección Ambiental en las Actividades de Hidrocarburos
DS 024-2016-EM	Reglamento de Seguridad Minera
OSHA 2236	Handling Materials
DIN 25422	Storage and keeping of radioactive materials – Requirements on protection against radiation, fire and theft to be met by storage facilities
DIN EN 14470	Fire Safety Storage Cabinets
M 062e	BG RCI Storage of Hazardous Substances
Foster Wheeler	Design of a safe hazardous materials warehouse
ONU	A Technical Guide for Safe Warehousing of Hazardous Materials

Bibliografía para Revisión

A continuación, les resumo la revisión de cuatro textos que me parecieron interesantes para el diseño o rediseño de un almacén, algunos por la forma didáctica de la presentación de los conceptos y otros por la aplicación a la que dirigieron el layout.

N°	Libro - Tesis
1.	Libro de Adolfo J. Carreño Solís, Pontificia Universidad Católica del Perú, Fondo Editorial, 2017 Cadena de Suministro y Logística.  Este libro dedica el capítulo 3 al tema de almacenes, y de manera clara establece los conceptos básicos a tener en cuenta por el profesional de almacenes, definiendo: N° Título / Tema 2. Tipos de Almacenes. 3. Manejo de Materiales en un Almacén. 3.2 Principios para la localización de materiales en un almacén. 3.3 Layout del almacén. (resalta las ventajas de los flujos en U y en línea) 4. Ciclo de Almacenamiento 4.2.3 Método de ubicación fija. (llamado modelo Organizado) 4.2.4 Método de ubicación aleatoria. (llamado modelo Caótico) 7. Determinación de la Capacidad de Almacenamiento. (importancia de las fluctuaciones y las tendencias) Como no se puede establecer un layout sin saber el comportamiento de los stocks a manejar, el Capítulo 2 (Inventarios) desarrolla los conceptos de clasificación de stocks (incluida la categorización ABC), el cálculo de la rotación y los “sistemas” de renovación de inventario.
2.	Tesis de Grado, de Karla L. Coca Oscnoa, PUCP, 2016 Análisis de Costos y Propuesta de Mejora de la Gestión de Almacenamiento de una Empresa de Consumo Masivo.  Este trabajo estudia la situación técnica y económica de una empresa que alquila el servicio de almacenamiento para proponer la implementación de un almacén propio. El trabajo es de un almacén de Supply Chain, pero con muy buena información para almacenes de Procura. El capítulo 1 muestra las bases teóricas que fueron tomadas en cuenta, desarrollando los temas de: 1.1 Gestión de Almacenes * Zonas dentro del almacén * Ubicación geográfica del almacén * Tamaño del almacén * Diseño del almacén 1.2 Costos de Almacenamiento 1.3 Desempeño de un sistema de almacenamiento El capítulo 2 acopia información de la situación actual, para lo cual presenta los antecedentes, analiza los procesos, costos e indicadores, y formula un diagnóstico. En el Capítulo 3 se presenta la propuesta de mejora (tipo de almacén, tamaño, layout, equipamiento, software, etc.) y en el Capítulo 4 presenta la evaluación económica y financiera (inversiones, gastos, VAN y TIR). La presentación es muy didáctica y bien sustentada, ofreciendo detalles sobre indicadores, la organización, y las operaciones propias del almacén. La bibliografía presentada es suficiente.
3.	Tesis de Maestría, de Lorena Francisco Marcelo, PUCP, 2014 Análisis y Propuestas de Mejora de Sistema de Gestión de Almacenes de un Operador Logístico.  Esta tesis se enfoca en proponer un sistema de gestión de almacenes para empresas de retail, y en el proceso, desarrolla la distribución del almacén. El trabajo es de un almacén de Supply Chain, pero con muy buena información para el diseño del layout de almacenes. La Parte I establece el marco teórico de la investigación: Cap. Tema - Alcance 1. Operador Logístico * Definición * Funciones * Clasificación * Riesgos 2. Gestión de Almacenes * Alcance de la gestión * Funciones * Procesos    (Organización, Diseño, Tamaño, Modelos, tipos, etc.) * Indicadores 3. Sistemas de Gestión de Almacenes * Warehouse Management Systems * ERP versus WMS * Procesos WMS  La Parte II presenta el análisis del caso de estudio, revisando los flujos, los problemas y el diagnóstico de la logística de entrada (capítulo 4), la logística interna (capítulo 5), y la logística de salida (capítulo 6). La Parte III contiene las propuestas de mejora, centradas en la reingeniería de los procesos, la gestión de la información y la reducción de las roturas de stocks.
4.	Tesis Doctoral, Claudia Chackelson-Lurner, Universidad de Navarra, 2013, Metodología de Diseño de Almacenes  Desde el primer capítulo, este trabajo establece características detalladas de los almacenes de todo tipo, y se plantea cinco objetivos (de manera abreviada): 1. Desarrollar una herramienta para el diseño de funciones logísticas 2. Desarrollar una herramienta para el diseño de los procesos de flujo de materiales 3. Proponer una metodología de diseño de almacenes 4 Recopilar diseños de almacenes para guiar la selección de alternativas 5. Testear la utilidad de técnicas y métodos para asistir al diseñador. El capítulo 2 presenta la tabulación bibliográfica de 14 autores, centrándose en presentar y comentar los planteamientos de cuatro de ellos, concluyendo en una sintetización ad hoc de los pasos propuestos por B. Rouwenhorst, M. Goetschalcks, P. Baker & M. Canessa, y J. Gu. En el capítulo 3 desarrolla la metodología de investigación, en base a herramientas de investigación como la investigación bibliográfica (libros, revistas y ponencias), el Estudio Delphi (consenso de expertos), la Investigación en Acción (Action Research), el Diseño de Experimentos (para caracterizar los procesos y sus relaciones) y la Simulación de Eventos Discretos (para confeccionar modelos que representen sistemas ya existentes o hipotéticos). Los siguientes capítulos son una exposición detallada de los modelos de reposición de stocks, las alternativas de diseño del flujo de materiales dentro del almacén, la metodología del diseño de almacenes, los resultados del Estudio Delphi, y los Casos de referencia y análisis. Es de resaltar el Anexo 2 (Diseños de almacenes de referencia) con varios diagramas de estrellas para distintos tipos de empresas.  La tesis termina con la relación de las referencias usadas y otros artículos escritos por la autora. Observación: Este trabajo es de lectura obligatoria.

  

Observaciones y Comentarios

1.	Generalizando como aplicar el SLP en almacenes de Procura, usualmente la evaluación establece que: a.    No se realizan las Operaciones Productivas de fabricación ni montaje (sólo la de tratamiento). b.    No se ejecutan los Movimientos del Producto Principal de posición fija ni de línea de ensamble (sólo por proceso o función). Esto simplifica la evaluación, debiendo centrar el resto del trabajo sólo en los factores de influencia. el planteamiento de las Fases y los ajustes.
2.	Sólo para marcar la diferencia, en los almacenes de Supply Chain (que incluye el control y despacho a cargo de Ventas, Mercadeo o Comercial, no a cargo de Procura), como mínimo se suele hacer la operación adicional de colocación de etiquetas, cambio de envases, re-embalaje, y marcado para distribución a los clientes externos, que bajo el concepto del SLP, se podría considerar como una operación de montaje.
3.	Las prácticas de 5S, Six Sigma y Lean, usualmente no forman parte del tema de diseño de Layouts de almacenes nuevos, pero no pueden dejarse de tomar en cuenta en el rediseño de almacenes en operación. El menor o mayor impacto de una u otra práctica dependen de las características del almacén (dimensiones, tipos de materiales, equipamiento, etc.) y de las operaciones.
4.	¿Qué tipo(s) de almacén(es) funciona(n) en la empresa en que trabajas? Es una pregunta simple y la respuesta para la mayoría puede ser obvia, pero con el tiempo he podido constatar que no es así. Al hacer esta pregunta se puede saber que tanto conocimiento tiene un trabajador sobre la empresa para la que labora, o que tipo de liderazgo y de comunicación tiene la gerencia o la supervisión con el personal a su cargo, o que tan bien calificado es el personal con que se cuenta en Procurement o Supply Chain. Volviendo a la respuesta, las he recibido de todo tipo. Se puede entender que no sean acertadas cuando la haces a personal que no es de Sourcing, Procura o Supply Chain, pero preocupan cuando no son respondidas acertadamente por el personal de adquisiciones o por el propio personal del almacén.
5.	No he remarcado los temas del equipamiento de almacenes (el Factor Maquinaria del SLP), por ser parte del proceso de diseñar un almacén y que depende de los recursos financieros de cada empresa y del rubro en que trabaja. El proceso para diseñar un almacén podría ser el mismo o muy parecido entre empresas de diferentes rubros, pero el equipamiento de cada caso, como (por ejemplo) la estantería y los equipos de manipulación serán muy diferentes. En cuanto a equipamiento de almacenes, hay proveedores de todo tipo, tamaño y grado de especialización. Entre las referencias del mercado local están: A. Mecalux Perú Estantería, automatización (transportadores y transelevadores), softwares de gestión de almacenes, consultoría. B. AR Racking Estantería doméstica e industrial, automatización, consultoría. C. Atox Grupo Estantería doméstica e industrial, automatización, consultoría. D. Dematic Automatización de almacenes, estantes, sistemas de paletizado, softwares. E. ALMAC Racks industriales, estantería metálica, etc. F. Union Construcciones Metálicas Racks, estantería, apiladores, montacargas, etc. G. Maq Sistemas Integrales Estantería, apiladores, montacargas, etc. H. Gemka Peru Estantería, apiladores, montacargas, elevadores, manipulador de pallets, etc. I. Metálicas Almacenamiento Perú   Estantería, Cantilever, mezzanines, etc.
6.	La referencia bibliográfica N° 1 (ver abajo, Planeación estratégica de la planta) corresponde a una tesis de maestría de la Universidad Autónoma de Nuevo León, que me pareció interesante porque amplía las aplicaciones del SLP de Muther. Pero debemos tener presente que el SLP no es el único modelo teórico-práctico para el diseño de plantas industriales. El libro Administración de Operaciones de Joseph Monks, es una guía bastante buena y muy utilizada.

Referencias Bibliográficas

Existe mucha información y referencias de consulta, pero les recomiendo revisar también:

1.	Tesis de Maestría, Ing. Arturo Martínez, Universidad Autónoma de Nuevo León, 2004 Planeación Estratégica de la Planta
2.	Tesis de Maestría, Sergio García Carrera, Universidad Nacional Autónoma de México, 2014, Mejora de Productividad para una Micro Empresa Constructora que Ejecuta un Proyecto de Edificación (ver el Capítulo III)
3.	Tesis de Grado, de Anna Albero Ibáñez, Universidad Politécnica de Valencia, 2015 Análisis y Rediseño del Almacén de una Empresa de Fabricación de Componentes Eléctricos.
4.	Tesis de Grado, Jean M. Camino Puga, UPC, 2017, Mejora del ciclo de Almacenamiento de una Empresa de Construcción
5.	Tesis de Grado, Paredes Fernández, Universidad Católica San Pablo, Mejora del Proceso de Almacenamiento y Distribución en una Cementera
6.	Tesis de Grado, USIL (a la fecha, en proceso de aprobación y sustento) Rediseño de Almacén y su Impacto en la Gestión de una Empresa Minera.
7.	Logística y Abastecimiento
8.	Revista Avances en Sistemas, 2010 Métodos cuantitativos en el diseño de la gestión de almacenes y centros de distribución.
9.	Ingeniería Industrial On Line: a. Diseño y Layout de Almacenes.  b. Tamaño de un Almacén.  c. Configuración Interna de Almacenes.
10.	Gestión de la Cadena de Suministros
11.	¿Qué es el Layout o distribución de la planta?
12.	Logística Dinámica ¿Cómo hacer un diseño óptimo del almacén?

Los invito a revisar los documentos presentados, y a comentar y compartir opiniones, experiencias o anécdotas a los amigos y colegas de Procura, como Gonzalo Valdivia, Víctor Noa y Miguel Calsín M. de Fluor, Roberto Deza y Hugo Vilcahuaman de Antamina, Luis Osorio T. de Chinalco, Juan C. Calderón de Hagemsa, Israel Rocca C. de Sigdo Koppers, Sergio Moreno F. de DIAR Ingenieros, Joel Huamán de J&A Corp., Maria Prince de Bechtel, Gian Carlo Mondragón y Jhonatan Ureta de Grupo Graña y Montero, así como a Freddy Matute M., Victor Alvarado, Enrique Sáenz, Liliana Revelo, María Bartra, Richard Barrios C. y Eduardo Velásquez.

¡¡¡Un saludo a Todos!!!

Ing. Juan Valdivia Jáuregui