manufactura esbelta: propuestas de mejora al proceso
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MANUFACTURA ESBELTA: PROPUESTAS DE MEJORA AL PROCESO PRODUCTIVO DE UNA EMPRESA DEDICADA A LA ELABORACION Y COMERCIALIZACION DE FRITURAS Arnulfo Aurelio Naranjo Flores, Ernesto Ramírez Cárdenas, Javier Portugal Vásquez, María del Pilar Lizardi Duarte, Instituto Tecnológico de Sonora Resumen Pacoyo’s S.A. es una empresa dedicada al procesamiento y venta de botanas hechas a base de trigo y papa industrializada, la cual ofrece 46 productos diferentes, siendo el duro c/20 (bolsa con 20 frituras) uno de los que presentan mayor demanda en el mercado; sin embargo es también el que tiene el costo de producción más elevado. Un análisis del proceso productivo de dicho producto, reveló la existencia de actividades que no agregan valor durante la producción del duro lo que provoca que éste no sea tan redituable como se desea. El objetivo de este proyecto es generar acciones de mejora que permitan la eliminación de las actividades que no agregan valor del proceso productivo del duro c/20 de la empresa Pacoyo’s S.A.”. EL procedimiento consistió en definir las especificaciones del producto para satisfacer las necesidades del cliente, posteriormente se identificaron las actividades del proceso de producción que agregan, así como los desperdicios (actividades que no agregan valor). Estas fueron registradas en un mapa de flujo de valor para representar la situación actual de la empresa. Después, elaboró un mapa flujo de valor del estado futuro, en el cual se presentó una visión ideal del proceso. El siguiente paso consistió en implementar las herramientas de manufactura esbelta, que permitieron pasar del estado actual al futuro. Finalmente, se llevó a cabo la implementación de las 5S, que es una herramienta que permitió dar seguimiento a la mejora continua del proceso. Los resultados indican que se redujeron en un 90% los recorridos al área de anaquel, se disminuyo el tiempo de ciclo de la etapa de enfriado en un 47.5%, la cantidad de producto defectuoso disminuyeron de 23 piezas por caja a sólo ocho piezas, y la capacidad de producción diaria aumentó de 22 cajas a 29 cajas de materia terminado, lo que representa un ingreso extra de Eliminado: o $2,700 al día, equivalente a $ 54,000 al mes. Desarrollo Según Deming el proceso de mejoramiento continuo es una tarea humana y para que funcione necesita que todas las personas que intervienen en un proceso la parte que les corresponde de la mejor manera posible. Ante esto y con la finalidad de lograr los objetivos en la producción, reducir o eliminar los problemas que normalmente se presente surge “Lean Manufacturing”, conocida también como manufactura esbelta, la cual tiene sus origen en el Sistema de Producción Toyota en Japón. Para Carreira (2005) la manufactura esbelta es una cultura, una manera de pensar, una filosofía de administración de negocios. Es una estrategia que no se debe de llevar de manera separada al plan de negocios de la organización, en cambio debe de ser usado para el desarrollo y soporte del mismo. Y es por ello de la importancia de considerar esta herramienta de mejora en la empresa bajo estudio. Antecedentes Pacoyo´s es una empresa regional dedicada a la elaboración de frituras hechas a base de harina y papa, sus principales productos son: duro, rueda de harina, rueda de papa, hojuela, tornillo y cuadro de harina, de los productos anteriormente mencionados el duro presenta el de mayor demanda en el mercado. El proceso productivo del duro, está formado principalmente por tres etapas. (Figura 1), las cuales se describen a continuación: Figura 1. Etapas del proceso productivo del duro. FREIDO. Proceso por medio del cual se transforma la pasta de botana, consiste en introducir la pasta de botana en una canastilla, la cuál a su vez se sumerge en el freidor que es previamente preparado con la cantidad necesaria de aceite. ENFRIADO. Una vez la etapa de freído ha concluido, se coloca el producto en una mesa, en donde por medio de ventilación es enfriado. EMPAQUE. La botana ya fría es colocada en bolsas de plástico, la cantidad requerida en cada bolsa varía de acuerdo a la presentación del producto. El propietario de la empresa, con el fin de aumentar la producción y satisfacer la creciente demanda de producto, decide adquirir un nuevo equipo de freído con una capacidad de 40 cajas de producto terminado al día, reemplazando al equipo anterior, el cual tiene una capacidad productiva de 25 cajas por día, de las cuales sólo se producían 18, con una cantidad de alrededor de 9720 piezas de producto terminado (duro). Una vez que se iniciaron operaciones con el nuevo equipo freidor se presentaron diferentes situaciones, las cuales se describen a continuación: • La capacidad del equipo freidor teóricamente es de 40 cajas como mínimo al día, pero la producción sólo aumentó de 18 a 22 cajas, lo que representa 11,880 piezas producidas de las 21,600 a producir en 40 cajas de producto. • La cantidad de producto defectuoso ha aumentado de 2 a 15 piezas por caja de materia prima respecto al equipo anterior. • Así mismo, se presentó una mayor cantidad de producto que no cumplía con las características ideales para que el producto se pueda ofertar al mercado, tales como: color del producto, nivel de cocción y fragilidad. • Existe un tiempo de preparación inicial, en el cual el equipo se enciende y se espera a que el aceite contenida en dicho equipo llegue a la temperatura ideal de freído, el tiempo requerido para esta actividad es de 40 minutos, y se realiza todos los días antes de iniciar la producción. • Una vez que se ha realizado el freído de 2 cajas de materia prima existe nuevamente un tiempo de espera, este se debe a que disminuye el nivel de aceite dentro del contenedor del freidor y es necesario agregar nuevamente 10 litros de aceite, la cual se encuentra a temperatura ambiente, el tiempo requerido para que el aceite se encuentre a la temperatura ideal de freído es de 10 minutos aproximadamente. • Existen grandes recorridos acumulados al final de la jornada, y estos de presentan en acomodar el producto terminado en el área de anaquel, así mismo el tiempo requerido para esta actividad afecta a las actividades de empaque, ya que se genera un acumulamiento de producto en espera de ser empacado. Una vez analizadas las condiciones actuales de la etapa de freído, se planteó el siguiente problema: “¿Cómo eliminar o disminuir los desperdicios de la etapa de freído del proceso productivo del duro?”. Y con base en éste se presenta el siguiente objetivo: “Generar acciones de mejora que permitan la eliminación de las actividades que no agregan valor del proceso productivo del duro c/20 de la empresa Pacoyo’s S.A.”. Para dar solución a este problema se utilizo la metodología de Manufactura Esbelta, sugerida por Womack (2005), la cual se conforma de los siguientes pasos y se presentan las actividades realizadas en cada uno de estos: 1. Definir especificaciones del producto En este paso se definieron las especificaciones establecidas por el cliente, lo cual se realizó mediante un cuestionamiento acerca de que se esperaba que cumpliera o contuviera el producto, esto se llevó a cabo al momento de realizar la orden de pedido, y en base a esto se creó un listado de especificaciones para la elaboración del producto y requerimientos específicos que éste debe de contener para la satisfacción del usuario final. 2. Identificar el Flujo de Valor y los desperdicios Se identificaron las condiciones actuales de trabajo del sistema productivo y los indicadores a medir entre cada una de las actividades realizadas a través de un mapa de flujo de valor. Éste mapa es una representación gráfica creado de lo que ocurre en el proceso productivo. El flujo de valor se identificó mediante el análisis del mapa de flujo de valor, observándose en él las actividades que agregan valor al producto y las que no, es decir, las actividades que ayudaban a cumplir con las especificaciones del cliente y las que no. 3. Balancear el flujo de la línea Se realizó un análisis del mapa de flujo de valor del estado actual y se definió el funcionamiento ideal del proceso que se desea lograr, esto fue llevado a cabo en conjunto con el empresario, el cual aportó diversas ideas y sugerencias, para finalmente validar dicho proceso, seguidamente se dio paso a la elaboración del mapa de flujo de valor del estado futuro y definieron mejoras que ayuden a cumplir con éste. 4. Mantener un flujo constante y controlado Se llevó a cabo la implementación de las mejoras definidas en la fase anterior con el objetivo de que todo el proceso fluya continuamente de un paso que agregue valor a otro, desde la materia prima hasta el consumidor. 5. Implementar herramientas de control. Una vez definido el método de operación fue necesario el establecimiento de herramientas de control y de mejora continua, asegurando que el sistema productivo permanezca trabajando de una forma esbelta, la herramienta usada fue 5S. Resultados Los resultados obtenidos al haber aplicado la metodología anterior fueron: 1. Definir especificaciones del producto Una vez realizado el cuestionamiento al cliente se generó la siguiente lista de especificaciones, la cual consiste en: • La forma o figura física en la que se presenta cada pieza de producto debe de ser lo más horizontal posible, con dimensiones aproximadas de 17 cm de ancho, 25 cm de largo y 8mm de grosor. • El duro puede ser de materia prima diferente, es decir: Pasta marca normal o Pasta marca económica. • El empaque puede ser de diferente presentación: Empaque Pacoyo’s, Empaque sencillo, y Producto empacado en grupos de 4 paquetes individuales. 2. Identificar el Flujo de Valor y los desperdicios Se realizó un diagrama del sistema productivo, a través del mapa del flujo de valor, en donde se identificaron las condiciones actuales del proceso y los indicadores a medir entre cada una de las etapas. La información contenida en el mapa consiste en: El proceso inicia con los clientes, realizan el pedido una vez por semana, la demanda varia dependiendo del cliente, el tiempo de entrega tiene la siguiente política: orden realizada de 7 a 9 am el producto se entrega el mismo día y las realizadas después de las 9 am, el producto se entrega al día siguiente. La orden se realiza por escrito y es comunicado al control de producción. Una vez que el control de producción recibe el pedido éste solicita la materia prima a sus proveedores. El principal proveedor para este tipo de producto es el encargado de surtir la cantidad requerida, la cual consiste en Pasta y aceite. Los pedidos se realizan por teléfono y por lo general 1 vez por semana, el tiempo de entrega es de 1 día y el tamaño del lote es de 100 cajas de pasta y 100 bidones de 20 litros de aceite cada uno. Posteriormente, la materia prima permanece en almacén hasta ser requerida, la cantidad diaria a producir son 18 cajas de pasta, cada caja contiene 540 piezas, lo que representa 9,720 piezas de duro o 594 paquetes con 20 piezas. Figura 2. Mapa de flujo de valor del estado actual. Identificar desperdicios Con base en entrevistas con el personal involucrado en el proceso productivo del duro, en la observación de dicho proceso, al análisis de los mapas de flujo de valor, y de la diferente información adquirida, se identificaron y cuantificaron los siguientes desperdicios: Sobreproducción. Se detectó entre las etapas de freído y enfriado, ya que la capacidad de producción es mayor a la capacidad de enfriado, por lo que existe producto encima de otro, el cual no permite que este se enfríe en el tiempo disponible. Movimientos. Localizados en las etapas de empaque, la operadora tiene que agacharse por la bolsa del empaque individual una por una durante la jornada lo que equivale a agacharse por la bolsa un total de 486 veces. Inventarios. Eliminado: dur Se puede observar que la empresa maneja inventarios de materia prima, ya que prefieren realizar las compras para cubrir la producción de la semana y alcanzar promociones y descuentos por compras en volumen. Traslados. Después de realizar el empaque del producto hay un traslado de jabas con 10 paquetes c/u de 17.5 m. en promedio al área de anaqueles. En una jornada normal de trabajo se trasladan 60 jabas, las cuales tienen que ser acomodas en anaquel, en promedio se tarda 75 segundos en llevar y acomodar cada jaba. El traslado se realiza de una en una, esto es 857.5 m/día * 2 (por ir y regresar), lo que da un total de 1715 m de recorrido total por día de trabajo. Esto equivale a tener un desperdicio de tiempo de 4500 s. Procesamiento. El equipo freidor al ser semiautomático el operario sólo coloca la pasta en la canastilla freidora, por lo que dentro del freidor la pasta no recibe ninguna presión al momento de sufrir la transformación, es decir, la pasta al momento de adquirir la forma correspondiente no recibe presión en los lados de la pasta, por lo que se llegan a formar productos que no cumplen con las características necesarias para su venta, como son: el producto sale chueco, se quiebra o se enrolla. La cantidad promedio de producto defectuoso por caja es de 22 piezas. Productos defectuosos. Existe producto que no cumple con las características adecuadas, es decir, producto quebrado, enrollado o cualquier otra forma física que no sea la forma estándar; realizando un análisis del proceso actual con el anterior, se aprecia que existe un aumento considerable en esta cantidad de producto defectuoso, anteriormente se presentaban de dos a cinco piezas defectuosas por caja pero en el proceso actual se presentan de 20 a 23. Tiempos de Espera (demoras). Existe un tiempo de preparación de 240 segundos cada vez que se han freído 2 cajas de materia prima, la pasta al momento de freírse consume aceite, y por esto es necesario reponer el aceite consumido para tener un freído uniforme en el producto. El aceite que se agrega al freidor se encuentra a temperatura ambiente, y es por esto que existe este tiempo de preparación, ya que es el requerido para esperar a que la temperatura del aceite llegue a los 260˚C, esta actividad se realiza después de procesar cada dos cajas de pasta, es decir 10 veces, lo que representa en total 2400 s/día (40 minutos) o el 10.25% de la jornada laboral. 3. Establecer una visión futura del proceso En una charla con el empresario se le consultó si existía disponibilidad para aplicar cambios al proceso el cual accedió favorablemente, en base a esto, junto con él se definió el funcionamiento ideal del proceso que se desea lograr, así mismo se identificaron las áreas de oportunidades dentro éste, posteriormente se propusieron diversas mejoras, las cuales ayudan a lograr el proceso ideal, este proceso fue representado en un nuevo mapa de flujo de valor de estado futuro (Figura 3). Figura 3. Mapa de flujo de valor de estado futuro. 4. Mantener el flujo constante y controlado Se llevó a cabo la implementación de las mejoras definidas en la fase anterior buscando siempre, como objetivo último y global, que todo el proceso fluya continuamente de un paso que agregue valor a otro, desde la materia prima hasta el consumidor. A continuación se presentan las mejoras y los resultados en cada una de ellas: Etapa Mejora Desperdicio que elimina Freído Dosificador de aceite Tiempo de espera Herramienta utilizada SMED La mejora consiste en un equipo dosificador que se muestra en la figura 4, el cual contendrá el aceite necesario para la producción del día, el equipo dosificador se ubicará a un lado y a una altura mayor a la del freidor, y a su vez contara con una pequeña flama con la intención de que este mantenga el aceite a una temperatura mayor a la ambiental, así por medio de una válvula conectada a una manguera y por gravedad se agregará el aceite precalentado al recipiente del freidor, con esto el tiempo de espera requerido para que la temperatura del aceite contenido dentro del freidor sea el menor posible. Con este nuevo dispositivo las actividades internas se hacen actividades externas, las cuales son: agregar aceite al contenedor del freidor y el calentamiento de aceite (tiempo de preparación), el cual representa el 15.30% del tiempo de la jornada laboral. Figura 4. Dosificador de aceite. El tiempo de espera requerido en la actividad de calentamiento de aceite que inicialmente era de 270 segundos ha disminuido a 6 segundos por cada ciclo, es decir, 60 segundos por caja producida, el tiempo que el operario requiere para colocar las piezas de pasta en la canastilla de freído es de 5 a 7 segundos, por lo que no requiere esperar para iniciar un nuevo ciclo de freído. Etapa Mejora Freído Método de freído Desperdicio que elimina Producto defectuoso Herramienta utilizada Diseño de Experimentos La mejora consiste en definir el método más adecuado para llevar a cabo la etapa de freído, ya que en las condiciones en las que se operaban no son las ideales, esto se debe a que se desconocen las recomendadas por el fabricante de la materia prima, es decir, la cantidad de aceite mínima por pieza, la temperatura ideal y el tiempo de cocción. En base a los resultados arrojados en las diferentes pruebas realizadas, se compararon los diferentes valores y se identificaron los más cercanos a las condiciones óptimas de la solución del problema, dando como condición óptima las variables con los siguientes valores: • Temperatura: 250°C • Tiempo: 10segundos • Piezas por ciclo: 52 • Nivel de aceite: 40 litros Etapa Mejora Enfriado Abanicos y Redistribución del equipo. Desperdicio que elimina Tiempo de Espera Herramienta utilizada Kaizen La mejora consiste en agregar nuevos abanicos al sistema de ventilación actual y redistribuir dicho equipo, así mismo, se agrega una nueva mesa en la cual el producto se puede enfriar en menor tiempo, en dicha mesa el producto es acomodado en grupos de 20 piezas, de esta manera el operario al momento de empacar el producto no necesita contar las piezas, se tiene mayor espacio para acomodar el producto y lograr que se enfríe en el tiempo adecuado, es decir, que el producto este frío cuando la operadora de empaque lo necesite. El tiempo de ciclo se logro disminuir de 220 segundos a 105 segundos por grupo de 90 piezas. Lo cual ayuda a que se puedan cumplir con los tiempos de entrega del producto en la fecha y hora establecida. Etapa Mejora Empaque Etiquetador Desperdicio que elimina Tiempo de espera Herramienta utilizada Kaizen Esta mejora consiste en un dispensador de etiquetas para colocarlas en el empaque del producto, la información a contener la nueva etiqueta es la misma que contiene el etiquetado actual que se realiza escribiendo con una pluma la fecha de elaboración y el lote de producción. Se puso en práctica las mejoras anteriormente planteadas, se informaron a los involucrados la importancia del problema y los objetivos que se persiguen, esto se aprecia en la figura 5. Figura 5. Proceso de etiquetado Al aplicar esta mejora el tiempo de ciclo se logro disminuir de 622 a 240 segundos, la etiqueta se presenta de manera mas clara para el consumidor final, en la figura 31 se observa como se realiza la nueva actividad, el tiempo que se logró ahorrar se puede utilizar en diferentes actividades como la limpieza del lugar o la preparación de otro proceso dentro de la misma empresa. Etapa Mejora Empaque Dispensador de bolsas Desperdicio que elimina Movimientos Herramienta utilizada Kaizen La mejora consiste en un dispensador de bolsas, el cual se encuentra frente al operario a una altura adecuada para que el operador tome la bolsa de éste y no pierda tiempo en abrirla, sino que el dispensador sujete la bolsa y al jalarla esta se abra, para posteriormente sólo se introduzcan las piezas, se retire la bolsa del dispensador y se amarre. El tiempo de ciclo de esta etapa es de 32.5 segundos por paquete. Se puso en práctica las mejoras anteriormente planteadas, se informaron a los involucrados la importancia del problema y los objetivos que se persiguen. En la figura 6 se presenta la mejora anteriormente planeada. Figura 6. Dispensador de bolsas Etapa Mejora Empaque Anaqueles Rodantes Desperdicio que elimina Traslados Herramienta utilizada Kaizen Esta mejora consiste en el diseño e implantación de anaqueles rodantes que faciliten el traslado del al área de producto terminado. El anaquel (figura 7) tiene una capacidad para 100 paquetes de duro c/20 logrando con esto tener un ahorro en desplazamientos generados y el tiempo invertido en el acomodo del producto en los anaqueles fijos. Eliminado: duro Figura 7. Anaquel rodante Los resultados obtenidos son los siguientes: la distancia del recorrido total disminuyo de 2100 a 210 m. al final de la jornada, lo que representa una disminución del 90%. 5. Implementar herramienta de control Una vez definido el método de operación fue necesario el establecimiento de herramientas de control y de mejora continua, asegurando que el sistema productivo permanezca trabajando de una forma esbelta, la herramienta utilizada fue 5S. Primeramente se platicó con el responsable del proyecto para programar una reunión del personal, con el fin de proporcionarle la información de la filosofía de las 5S, una vez realizada dicha reunión se procedió a implementar las 5S, iniciando con Seiri (seleccionar): Se identificaron los elementos que se encontraban en el lugar de trabajo, para lo cual se elaboró la lista de los elementos necesarios e innecesarios para solamente dejar lo que sirve y la cantidad justa en el área de trabajo. Al aplicar Seiton (organizar) se ubicaron los elementos de acuerdo a la frecuencia de uso que se tiene, la cantidad necesaria que se puede tener y así poder controlar el inventario de los elementos. Como resultado de aplicar Seiso (limpiar), se pretendió incentivar la actitud de limpieza del sitio de trabajo y lograr mantener la clasificación y el orden de los elementos. A continuación en la figura 8 se presenta como ejemplo el área de producción antes de la implementación de las primeras 3S y la figura 9 presenta el después. Antes Después Figura 8. Antes de las 3S primeras S. Figura 9. Después de las 3S primeras S. Al llevar a cabo la implementación de Seiketsu (estandarizar) se tiende a conservar lo que se ha logrado aplicando estándares a la práctica de las tres primeras S. Se asignaron trabajos y responsabilidades para mantener las condiciones de las primeras tres S, cada integrante del personal tenia conocimiento de exactamente cuales son sus responsabilidades sobre lo que tiene que hacer y cuando, donde y como. Así mismo se llevo a cabo la implementación de ayudas visuales con el fin de mantener el estándar. Figura 10. Ayudas visuales La práctica de Shitsuke (disciplina) pretende lograr el hábito de respetar y utilizar correctamente los procedimientos, estándares y controles previamente desarrollados. Para esto se desarrollo una serie de programas y la frecuencia con la que se realizarán, estos programas tienen un control de actividades a realizar durante períodos establecidos, esto ayuda a promover la cultura de calidad hacia los trabajadores. Conclusiones Se puede concluir que los resultados obtenidos cumplen con el objetivo de dicha investigación, el cual fue eliminar las actividades que no agregan valor al proceso productivo del duro con el fin de hacer éste más eficiente. Al momento de eliminar dichos desperdicios se puede observar como el proceso productivo fluye de manera más rápida, se disminuyen los cuellos de botella y se tiene mayor capacidad de producción al disminuir los tiempos de ciclo de las diferentes etapas analizadas. Así mismo se comprueba que con herramientas correctas de manufactura esbelta se pueden lograr grandes beneficios, aunque la mejora sea sencilla tienen gran impacto en el proceso, y esto se ve reflejado en los ingresos extras de la empresa, al aumentar la producción en 7 cajas diarias se tiene un ingreso de $2,700 pesos al día, lo que representa $54,000 pesos al mes y $648,000 pesos al año. Recomendaciones Se recomienda mantener una conciencia de mejora continua que permita la búsqueda de desperdicios y posteriormente la eliminación de éstos, así mismo dar seguimiento a las propuestas y la aplicación de las herramientas de manufactura esbelta en los diferentes procesos que existen dentro de la organización. También sería favorable a la empresa la implementación de un sistema de aprovisionamiento, el cual apoyaría a tener un mejor control del inventario de materia prima, y de igual forma se recomienda la implementación de un sistema de distribución el cual ayudaría a tener un mejor control en el inventario de producto terminado y a su vez cumplir con la entrega del producto. BIBLIOGRAFÍA. 1. Amendola, L. (2006). Gestión de proyectos de activos industriales; Editorial Universidad Politécnica de Valencia. 2. Belohlavek, P. (2002). OEE: Overall Equipment Effectiveness, Blue Eagle Group S.A. 3. Carreira, Bill. (2005). Lean manufacturing that works, Amacon, USA. 4. Galgano, A. (2003). Las tres revoluciones, Caza del desperdicio: Doblar la productividad con la “Lean Production”. Ediciones Días de Santos. 5. Goldratt, E. (1992). La Carrera; Ediciones Castillo S.A. de C.V. 6. Gutiérrez, Tania (2007). Mejoras al sistema de manufactura de una empresa dedicada a la elaboración de frituras de maíz. 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