Propuesta de mejora de la capacidad de almacenamiento y gestión de inventarios mediante el diseño de un layout flexible basado en la sinergia de herramientas lean y la optimización matemática en una empresa de manufactura

Abstract

La presente investigación tiene como finalidad proponer un rediseño del layout flexible que permita ampliar la capacidad de almacenamiento y optimizar la gestión de inventarios dentro de un almacén de granulados. Para ello, se emplean de manera conjunta herramientas de Lean Manufacturing y técnicas de optimización matemática. El propósito central es reducir la dependencia de espacios externos, así como disminuir los costos y los tiempos de traslado. En el primer capítulo, se expone el marco teórico que sustenta el estudio, abordando los principales conceptos vinculados a la administración de almacenes, el diseño de layouts y la aplicación de modelos de optimización matemática en entornos logísticos. El segundo capítulo incluye casos prácticos y experiencias aplicadas en distintas industrias, que sirven como base de referencia para el diseño de la propuesta de mejora. En el tercer capítulo, se presenta la empresa analizada, junto con los retos relacionados con la capacidad, la gestión de inventarios y el manejo de materiales. El cuarto capítulo se dedica al diagnóstico integral de la situación actual, en el cual se describen los procesos existentes, se analizan indicadores de desempeño y se aplican herramientas como el análisis de causa raíz, además de simulaciones en FlexSim. También se formula y evalúa un modelo matemático en LINDO. En el quinto capítulo, se desarrolla la propuesta de mejora. Esta contempla la implementación de racks optimizados, dispensadores de masterbatch y la introducción de la metodología 5S. El objetivo es reorganizar el espacio, mejorar el flujo de materiales y ampliar la capacidad de almacenamiento. En el sexto capítulo, se presentan los resultados esperados tras la implementación de la propuesta, tales como el aumento de la capacidad de 300 a 400 toneladas (equivalente al 33,3 %), la eliminación de la necesidad de almacenamiento externo, la reducción de tiempos de operación y de costos de transporte, así como mejores condiciones ergonómicas para los trabajadores. Finalmente, en el séptimo capítulo, se detallan las conclusiones y recomendaciones orientadas a garantizar la sostenibilidad de las mejoras y a fomentar una cultura de mejora continua en la gestión del almacén. Como complemento a estos resultados, se propone un sistema de almacenamiento y disposición más eficiente, con una distribución homogénea de los materiales dentro del almacén. Esto concentra el manejo en un solo layout y libera espacio para productos de mayor volumen, incrementando la capacidad instalada en un 33,3 %.The present research aims to propose a redesign of a flexible warehouse layout to increase storage capacity and improve inventory management in a granulate warehouse. To achieve this, Lean Manufacturing tools and mathematical optimization techniques are jointly applied. The main objective is to reduce dependency on external storage, lower costs, and shorten transfer times. The first chapter outlines the theoretical framework that supports the study, addressing key concepts related to warehouse management, layout design, and the use of mathematical optimization models in logistics. The second chapter presents practical cases and industry applications that serve as reference points for the design of the improvement proposal. In the third chapter, the company under study is introduced, along with the challenges related to capacity, inventory management, and material handling. The fourth chapter focuses on a comprehensive diagnosis of the current situation, describing existing processes, analyzing performance indicators, and applying tools such as root cause analysis. It also includes simulations developed in FlexSim and the formulation and evaluation of a mathematical model in LINDO. The fifth chapter develops the improvement proposal, which involves the implementation of optimized racks, masterbatch dispensers, and the application of the 5S methodology. The goal is to reorganize the available space, improve material flow, and expand storage capacity. The sixth chapter evaluates the expected results of the proposal, including the increase of storage capacity from 300 to 400 tons (equivalent to 33.3%), the elimination of the need for external storage, the reduction of operating times and transportation costs, and improved ergonomic conditions for workers. Finally, the seventh chapter presents the conclusions and recommendations, aimed at ensuring the sustainability of the improvements and fostering a culture of continuous improvement in warehouse management. As a complement to these outcomes, the study suggests a more efficient system of storage and material distribution within the warehouse. This approach consolidates handling into a single layout and frees space for larger-volume products, thereby increasing installed capacity by 33.3%.