implantación del método kanban en una industria textil

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IMPLANTACIÓN DEL MÉTODO KANBAN
EN UNA INDUSTRIA TEXTIL
GERARDO SANDOVAL MONTES
LUIS RICARDO VIDAL PORTILLA
Número 141
Diciembre de 2006
Coordinación de Investigación Científica
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Comité General Editorial del ICSA:
Servando Pineda Jaimes
Víctor Orozco Orozco
Beatriz Rodas Rivera
Patricia Barraza de Anda
Jorge Alberto Silva Silva
Lourdes Ampudia Rueda
Ramón Chavira Chavira
Consuelo Pequeño Rodríguez
David Mariscal Landín
Miriam Gutiérrez Otero
Directorio
Jorge Mario Quintana Silveyra
Rector
David Ramírez Perea
Secretario General
Martha Patricia Barraza de Anda
Coordinadora General de Investigación Científica
Francisco Javier Sánchez Carlos
Director del Instituto de Ciencias Sociales
y Administración
Consuelo Pequeño Rodríguez
Coordinadora de Investigación Científica en el ICSA
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Instituto de Ciencias Sociales y Administración
H. Colegio Militar # 3775
Zona Chamizal
C.P. 32310
Ciudad Juárez, Chihuahua, México
Tels. 688-38-56 y 688-38-57
Fax: 688-38-57
Correo: [email protected]
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Implantación Del Método Kanban En Una Industria Textil
Gerardo Sandoval Montes* Luis Ricardo Vidal Portilla*
*Instituto de Ingeniería y Tecnología, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez,
Abstracto
La investigación que aquí se presenta está encaminada a mejorar la productividad y la eficiencia en la producción en
una maquiladora de ropa deportiva, la cual presenta problemas como la acumulación de inventario de las células de
fabricación y no cumplimiento de la demanda diaria. Para resolver estos problemas se implementó el sistema
KANBAN en cinco células de producción, el cual ayuda a tener control de los inventarios en proceso y una fluidez
más ágil de los productos que ahí se elaboran. Se tomaron como muestra la producción diaria de 20 días antes de
aplicar el sistema, los cuales se compararon con la producción diaria de otros 20 días en que se trabajó bajo el
sistema KANBAN. Los resultados se hicieron notar al subir la producción hasta un 42.03% y al cumplir con la
entrega de productos terminados a tiempo
1.INTRODUCCIÓN
El control de producción es la función de la administración que planea, dirige y controla
el abastecimiento y las actividades de procesamiento a través del ciclo entero de
manufactura. Para lograr esta función, las fechas prometidas de entrega al cliente
deben ser cumplidas mientras se utilizan efectivamente las fuentes disponibles de
materiales, mano de obra y capacidad de la maquinaria.
Tradicionalmente los sistemas euro-americanos de manufactura han constado de
programas de producción basados en órdenes del cliente y/o pronósticos de demanda
y un procedimiento específico (Ej. Planeación de requerimientos de materiales, M.R.P.)
para calcular los tamaños de lote de compras y de producción. Después de la
planeación de producción, el tamaño económico de orden y las cantidades de
producción son “empujadas” a través del proceso de producción o trabajo a la primera
estación de producción y sucesivamente cada estación empuja el producto en proceso
a la siguiente estación y así en adelante hasta que el producto alcanza la estación final.
Por otro lado, el sistema Japonés de “jalón” no programa el inicio del trabajo, pero
autoriza la producción. Un sistema de jalón conocido es el sistema KANBAN usado en
conjunto con la filosofía Justo a Tiempo (JAT). El uso de partes como componentes por
los centros de trabajo que van con la corriente, autoriza el inicio de la producción de
más componentes. Si los componentes tienen a su vez componentes, su uso dispara
su producción en centros de trabajo a contracorriente, y así sucesivamente. La
transmisión de las autorizaciones para proceder a mover partes se hace pasando
tarjetas (kanbans) entre los centros de trabajo.
El sistema de jalón, usando el sistema KANBAN, parece producir resultados superiores
en la manufactura repetitiva, siendo éste caracterizado por:
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a) Relativamente pocas partes distintas;
b) Involucra flujos arreglados de materiales; y
c) Responde a las mezclas estables de productos y nivel de demanda.
También se requiere para lograr una manufactura JAT tiempos cortos de preparación
de maquinaria y cambios rápidos, cero defectos, programas eficientes de
mantenimiento preventivo, manejo de materiales y sistemas de transporte eficientes,
localización de proveedores y plantas para compras y envíos JAT y mejores relaciones
de ventas. Sin embargo, KANBAN es difícil o imposible de usar cuando los trabajos
involucran corridas cortas de producción, tiempos de preparación significativos o
fluctuaciones impredecibles en la demanda. Por otro lado M.R.P. puede ser usado casi
en cualquier ambiente de producción de partes discreta.
2. TEORIA E HIPOTESIS
La meta de todas las empresas es maximizar la ganancia. La ganancia se define como
la diferencia entre el precio de venta de un producto y el costo total de manufactura del
mismo. En el ambiente competitivo de hoy, el precio de venta es usualmente controlado
por fuerzas de mercado. Para maximizar la ganancia, el único recurso es bajar los
costos tanto como sea posible; así que cualquier acción que no añada valor al producto
es considerada un costo innecesario y debe ser eliminada del proceso. La excesiva
producción en proceso es una carga mayor de gastos para la industria y además puede
causar problemas de manejo y almacén. Sin embargo demasiado poca producción en
proceso puede causar insuficiencia de materiales en centros de trabajo críticos, los
cuales a su vez retrasan las fechas de embarque prometidas llevando a la
insatisfacción del cliente y a la pérdida del mercado .Varios autores han estudiado y
comparado los sistemas de empuje y de jalón, la siguiente sección da una vista
condensada de conceptos y resultados de varios estudios .De aquí en adelante nos
referiremos al sistema Justo a Tiempo como sistema JAT.
2.1 Sistemas de producción JAT.
Susaki define JAT como “una filosofía de administración dirigida a eliminar el
desperdicio de cualquier aspecto de manufactura y sus actividades relacionadas. El
JAT se refiere a producir sólo lo que se necesita, cuando se necesita y justo la cantidad
necesitada.” Esto se logra mediante el uso de:
1.- Un programa de producción congelado para productos terminados.
2.- Compras JAT, producción JAT y entregas JAT de lotes pequeños con lo más
cercano a cero defectos.
3.- Un procedimiento de jalón usando kanbans.
El propósito de un programa de producción congelado para productos terminados es
crear índices de producción uniformes en el piso de la fábrica y requerimientos
uniformes para proveedores. Los componentes fabricados o subensambles se
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producen sólo si los procesos de consumo los requieren y los materiales brutos (sin
procesar) y las partes brutas se entregan sólo si los procesos de consumo lo requieren.
Con las compras JAT, la producción JAT y la entrega JAT de los lotes pequeños, la
reducción de los niveles de inventarios de toda la planta puede ser lograda. Esto
significa menos espacio, y equipo de almacén, menos costos operacionales y menos
capital invertido en los inventarios. Adicionalmente se promueve (se requiere) una
buena calidad en el producto porque los problemas de calidad son más visibles,
permitiendo una rápida detección y corrección.
El procedimiento de “jalón”, con tarjetas o kanbans, se usa como un sistema de control
para autorizar al proceso de consumo a retirar o pedir partes de su proveedor en el
proceso y autoriza al sistema de manejo a mover las partes que han sido solicitadas.
El sistema KANBAN también se usa para autorizar la producción de más partes
mientras estas partes son retiradas por el sistema de manejo o por el operador el
proceso que las va a consumir. De esta manera, los materiales son sólo pedidos,
producidos y entregados cuando se necesitan y en las cantidades que se necesitan. De
acuerdo con Shonberger KANBAN funciona bien, sólo en el contexto de JAT en
general. Un sistema JAT puede tener éxito sin el subsistema KANBAN, pero KANBAN
no puede ser independiente del JAT
2.2 El concepto KANBAN
En un sistema de empuje, se precipitan todas las piezas, se mueven los materiales y se
elabora el producto, después de empujar la primera pieza de la hilera. En un proceso
real esto equivale a un empuje continuo de los materiales a lo largo de todo el proceso.
Esta actividad continúa aun si la empresa no los consume al mismo ritmo en que los
saca. Una vez que este proceso se ha iniciado, es muy difícil de detener por causa de
la dinámica del mismo sistema. Las personas que lo usan no reaccionarán rápidamente
a los cambios bruscos en la demanda de una parte.
En un sistema de jalón el sistema siempre jala las partes y subensambles a lo largo del
sistema hacia el último centro de trabajo. Este tipo de sistema se modula a sí mismo
como respuesta a las variaciones en la tasa de producción durante el día; de esta
manera evita el exceso de materiales en los centros de trabajo. Además si surge un
problema serio que requiera detener la línea, el sistema reacciona con rapidez. En este
sistema un centro de trabajo solicita materiales de otro con una tarjeta llamada kanban,
por lo que el sistema se denomina también KANBAN.
En el sistema de jalón existe un doble flujo. Los materiales viajan en una dirección y los
programas de fabricación viajan en sentido inverso. El sistema de KANBAN se emplea
para comunicar este programa de un centro a otro.
2.2.1 KANBAN y el sistema Toyota
Toyota utilizó ampliamente el sistema KANBAN durante muchos años como medio para
manifestar las necesidades de materiales entre dos centros de proceso. Kanban,
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traducido literalmente significa “registro visible” o “placa visible”, y se le da el significado
de “tarjeta” generalmente. El sistema KANBAN de Toyota emplea una tarjeta para
indicar la necesidad de entregar más partes y una tarjeta idéntica o similar para indicar
la necesidad de producir más partes. Una característica particular del sistema KANBAN
de Toyota es que es un sistema de extracción.
KANBAN proporciona las partes cuando se les necesita, sólo que sin conjeturas y por
lo tanto sin el exceso de inventario que resulta de las suposiciones erróneas. En el
sistema KANBAN de Toyota, cada tipo de parte componente, o número de parte, tiene
su propio recipiente especial destinado a contener una cantidad precisa del número de
parte, preferiblemente una cantidad muy pequeña. Hay dos tarjetas, que de aquí en
adelante se llamarán kanban, por cada recipiente. Las kanban identifican el número de
parte y la capacidad del recipiente y ofrecen alguna otra información. Una kanban, la de
producción, sirve al centro de trabajo que produce el número de parte; la otra, llamada
kanban de retiro, sirve al centro de trabajo usuario. Cada recipiente sigue un ciclo,
desde el centro de trabajo productor y su punto de abastecimiento hasta el centro de
trabajo usuario y su punto de abastecimiento, para después regresar. Una kanban se
cambia por la otra en el trayecto.
Cuando se trabaja bajo el sistema KANBAN y JAT, los trabajadores están siempre
recogiendo información sobre la serie siguiente de problemas y periódicamente se les
llena de elogios cuando un problema es resuelto. Para recibir elogios, evitar la crítica,
sentir satisfacción y eludir el trabajo extraordinario no planeado, los trabajadores
KANBAN por lo general apoyan las características de mejoramiento y sienten
entusiasmo por la productividad que ofrece el sistema.
2.3 Tipos de procesos
Al iniciar el estudio del sistema KANBAN es importante primero comprender lo que es
un proceso subsecuente y un proceso precedente, para poder definir las reglas que
rigen el movimiento del kanban.
2.3.1 Procesos subsecuentes: El proceso río abajo dentro del flujo del proceso de
manufactura hacia donde el proceso normal lleva las partes se llama proceso
subsecuente. El centro de trabajo que recibe las partes ensambladas es el
subsecuente al proceso que ensambla las partes.
2.3.2 Procesos precedentes:
Supóngase que se camina hasta el proceso que recibe las partes ya ensambladas y
vemos, hacia atrás, hacia el proceso que las ensambla. Este proceso será el
precedente al proceso donde nos encontramos ahora.
Un proceso subsecuente en un caso particular podría ser el precedente a otro, todo
depende de su posición relativa en el flujo de manufactura. Un kanban siempre tomará
partes de los procesos precedentes y las enviará a los procesos subsecuentes.
KANBAN está formado por un conjunto de tarjetas que viajan entre procesos
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precedentes y subsecuentes, para comunicar cuáles son las partes que se necesitan
en los procesos subsecuentes.
2.4 Tipos de tarjetas
El sistema KANBAN requiere dos tipos de tarjeta para operar correctamente: una de
retiro y otra de producción; ambos tipos no difieren entre sí en su apariencia, sino en
una etiqueta que indica su tipo y que debe aparecer en letras grandes en la parte
superior de cada tarjeta. Para diferenciarlos por su tipo se pueden emplear distintos
colores, de manera que los trabajadores sepan fácilmente cuál es cuál y sean capaces
de evitar el error de mezclarlos.
Kanban de retiro
El kanban de retiro viaja entre los centros de trabajo y su finalidad es autorizar el
movimiento de partes de uno a otro centro. En un sistema kanban, el de retiro debe
siempre de acompañar al flujo de materiales de un proceso a otro. Un kanban de retiro
siempre debe de especificar el tamaño del lote y la dirección del proceso. El kanban
debe además mostrar el nombre del proceso precedente y su localización en el edificio,
así como el proceso subsecuente y su localización.
Una vez que un kanban de retiro toma las partes, se queda con ellas durante todo el
tiempo. Después, cuando los procesos subsecuentes han consumido la última parte del
lote, el kanban viajará de nuevo hacia el proceso precedente para obtener nuevas
partes.
Kanban de producción
El objetivo del kanban de producción es enviar la orden al proceso precedente para que
se elaboren más partes. Cuando el kanban de retiro llega a un proceso precedente es
casi seguro que encuentre disponibles uno o varios contenedores con las partes que
habrán de ser tomadas. El kanban de producción debe acompañar a los contenedores
en ese momento. El empleado que está al servicio del centro de trabajo colocará el
kanban de retiro en un lugar visible en los contenedores y luego los enviará al proceso
subsecuente. Antes de mover los contenedores, recogerá el kanban de producción,
este autoriza al centro de trabajo para elaborar un nuevo lote de partes.
Una estación de trabajo puede usar cualquier variedad de métodos para reabastecerse
por su centro de trabajo proveedor, por ejemplo un foco que se prende y apaga, el
mismo contenedor vacío o un mensaje en una terminal de computadora.
El Kanban es visual, lo que representa una ventaja al no depender de un sistema
electrónico para conocer la cantidad de materia prima disponible y la que se requiere.
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Faltantes en el kanban de producción
En un ambiente real de operación existen posibilidades de que cuando llegue un
kanban de retiro al proceso precedente, no haya un kanban de producción que lo
espere con las partes. En este caso, el sistema debe tratar la situación como una
emergencia de partes. El empleado debe enviar el kanban de retiro directamente al
área de producción y tratarlo como uno de producción temporal. La llegada de un
kanban de retiro al área de producción dará a éste mayor importancia que a los kanban
de producción normal, pero no mayor que la que tienen los otros kanban de retiro que
ya se encuentren ahí.
2.5 Reglas básicas del KANBAN
Según Schonberger (1983) Las siete reglas básicas que controlan el sistema KANBAN
son muy sencillas, pero importantes. Cualquier violación ocasionará distorsiones en el
sistema con el desperdicio correspondiente en materiales y mano de obra. El primer
paso en la implantación de un sistema KANBAN es poner por escrito las reglas de
operación que lo controlan. Se recomienda que los trabajadores involucrados en él
entiendan claramente sus reglas antes de utilizarlo.
Regla 1: El kanban debe moverse sólo cuando el lote que él describe se haya
consumido. Esta regla exige que el proceso subsecuente tome las partes necesarias
del proceso anterior en las cantidades necesarias y en el momento preciso en que se
requieren. El proceso subsecuente debe solicitar más partes al precedente sólo
después de que se hayan consumido todas las que el kanban describía. (Los
contenedores se vacían al momento en que llegan al proceso usuario.)
Regla 2: No se permite el retiro de partes sin un kanban. El kanban es el único
conducto para permitir el movimiento de partes de un proceso precedente a uno
subsecuente. Ningún proceso precedente puede mover las partes sin que lo autorice la
solicitud de algún kanban.
Regla 3: El número de partes enviadas al proceso subsecuente debe ser
exactamente el especificado por el kanban. El proceso precedente no debe emitir un
kanban con base en un número incompleto de partes. Debe tener la cantidad exacta
definida por él.
Regla 4: Un kanban debe de acompañar siempre a los productos físicos. El
kanban es una carta viajera, y siempre viajará sola del proceso subsecuente al
precedente, para solicitar nuevas partes. Pero una vez que el trabajador lo pega a un
nuevo lote de partes, la tarjeta debe viajar con él hasta que la última parte se haya
usado.
Regla 5: El proceso precedente siempre debe producir sus partes en las
cantidades retiradas por el proceso subsecuente. Esta es una regla del sistema
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Justo a Tiempo. Los procesos nunca deberán sobreproducir partes, pues esto significa
un desperdicio de mano de obra y materiales.
Regla 6: Las partes defectuosas nunca deben ser enviadas al proceso
subsecuente. Esta regla atiende a la calidad de las partes que el kanban mueve. En
un sistema Justo a Tiempo existe la necesidad absoluta de mantener un alto nivel de
calidad en la producción de partes y subensambles. Recuérdese, no existen inventarios
de seguridad para cubrir las partes defectuosas. Los trabajadores deben estar
conscientes de la importante necesidad de producir y usar partes de calidad, en cada
uno de los pasos del proceso.
Regla 7: El kanban debe ser procesado en todos los centros de trabajo de
manera estricta en el orden en el que llega a éstos. Cuando un centro de trabajo
tiene en su buzón de entradas diversos kanbans de diferentes procesos, los operarios
de ese centro de trabajo deben darles servicio a los kanban en el orden en que han ido
llegando. Cualquier falla en esta regla ocasionará una brecha en la tasa de producción
de uno o más de los procesos subsecuentes.
2.6 Planeación de materiales del kanban
En una empresa de manufactura, el planificador de materiales es la persona
responsable de la emisión de tarjetas de kanban. Determina también el tamaño de los
lotes que el kanban va a obtener. Puede en ocasiones emitir tarjetas adicionales para
incrementar la producción de alguna parte específica, también puede retirar de la
circulación tarjetas a fin de reducir el programa de producción. Sin embargo, el
planificador no puede determinar el tamaño de los lotes sin consultar la capacidad de la
planta y sin conocer los contenedores que se emplean para el empaque y acarreo de
las partes.
El número emitido de kanbans para una cierta cantidad de partes se calcula mediante
la siguiente ecuación:
Númerodekanban =
( D.D.) x (T .C.) x ( F .S .)
T .L.
(3.1)
Donde:
D.D. = Demanda diaria de unidades
T.C. = Tiempo de orden para el ciclo
F.S. = Factor de seguridad
T.L. = Tamaño del lote
Existen algunos algoritmos y técnicas de simulación para encontrar el número de
kanban óptimo. Aunque algunas de sus desventajas es el tiempo consumido en el
análisis para sistemas de producción complejos. Dengiz (2002) encontró que las
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diferentes técnicas arrojan soluciones igualmente buenas y la técnica llamada Tabu
Search resultó ser mejor por consumir menos tiempo.
La demanda diaria de unidades constituye la tasa diaria de producción de la parte. El
tiempo de orden del ciclo es el tiempo empleado para procesar la parte o en abastecer
un objeto adquirido. El tamaño del lote es el número de partes que el kanban autoriza a
acarrear, si éste es del tipo de retiro, o a ser manufacturado si se trata del kanban de
producción (tamaño del contenedor)
El factor de seguridad es, normalmente, un aumento porcentual en la cantidad de
kanbanes instituida como medida de seguridad para los inventarios de este tipo. Un
factor de seguridad de uno presupone que el kanban de retiro debe ser entregado a
tiempo cada vez que las partes se necesiten. También presupone que todas las partes
deben estar sin defectos.
Uno de los riesgos evidentes de tener un factor de seguridad de uno, es la necesidad
de un desempeño perfecto. No sólo porque las partes deben de recibirse a tiempo, sino
también porque no deben tener un sólo defecto. En el sistema no hay lugar para
problemas o retrasos. Aunque en un sistema Justo a Tiempo la eliminación de los
colchones es lo ideal; los problemas de calidad, en los procesos y en las entregas, no
se solucionan de la noche a la mañana. Se deben desarrollar planes correctivos y debe
hacer un esfuerzo serio para ejecutarlos cuando sea necesario. Una manera sencilla de
evitar que el proceso se detenga como resultado de la falta de partes es emplear, de
manera temporal, un kanban de colchón como factor de seguridad hasta que el sistema
funcione adecuadamente.
Existen otras maneras de disminuir el desperdicio para las partes en el colchón, por
ejemplo, el planificador podría reducir el tamaño del lote de los kanbanes de retiro de
manera que el kanban de colchón será más económico.
Tamaño de lote pequeños
Los lotes de producción vienen a ser la cantidad de artículos que se mueven en cada
contenedor. Cada centro de trabajo mantiene contenedores de la parte que produce de
manera que otro centro de trabajo puede pedirlas cuando las necesite. Los lotes de
producción son pequeños y los artículos son puestos en contenedores que albergan el
trabajo de una hora o menos. Existen algoritmos como el llamado JACKS (JIT
Algorithm for containers, kanbans and sequence) para solucionar el problema de
determinar el tamaño de los contenedores, también el número de kanbans y la
secuencia de productos al mismo tiempo, se emplea primero un algoritmo para resolver
el problema del lote económico llamado MOPS (Method of prime subperiods), para
determinar el tamaño del lote y la secuencia de productos, en alguna estación en la que
se procesen todos los productos (ej. la estación final) y luego se emplea JACKS para
determinar factibilidad y numero de kanbans para otras estaciones. Esto es para casos
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en los que se procesan varios tipos de productos. Se trata de bajar los costos lo más
posible aunque no asegura optimalidad .
Seguimiento del KANBAN
En un sistema de KANBAN, el responsable contará con información global sobre los
niveles de producción y usará esta información para calcular el número de kanbanes
necesarios para dar soporte al programa. Pero una vez que el sistema de kanbanes
comience a operar, perderá el control del estado de éstos, pues los movimientos de los
materiales ocurren al azar, influenciados sólo por la tasa de uso.
Existen algunas formas de reducir la carga adicional de trabajo en el seguimiento del
KANBAN. Todo lo que hay que saber es el número de kanbanes emitidos para una
parte y el tamaño del lote que describen. Supóngase que se tienen tres kanbanes de
un número de parte determinado en un contenedor, y que éstos representan un lote de
veinte partes cada uno. No es necesario saber si son los kanbanes 2, 4 y 5 o los 1,3 y
6. El esfuerzo de hacer su seguimiento de esta manera sería un desperdicio. La
información importante es que existen tres kanbanes en ese lugar con un total de
sesenta partes.
Un sencillo sistema de reportes KANBAN requeriría que los trabajadores de cualquier
centro de trabajo hicieran un reporte a una hora específica del día, de preferencia al
final del turno; del número de kanbanes que tienen a la mano, y del número que ya
pasaron. Este informe probablemente no será mayor de una página y dará al
planificador un panorama general del estado de los materiales. También proporcionará
la oportunidad de detectar por adelantado, problemas de abastecimiento.
2.7 Limitaciones del KANBAN
El KANBAN es factible en prácticamente toda fábrica que haga artículos por unidades
completas (discretas), pero no en las industrias de proceso. Sólo rinde beneficios en
ciertas circunstancias. Shonberger (1992):
1. El KANBAN debe ser un elemento del sistema JAT. Tiene poco sentido aplicar un
sistema de extracción si se requiere un tiempo interminable para extraer las partes
necesarias del centro de trabajo productor, como ocurriría si los tiempos de
preparación son de horas y los lotes son grandes. La característica fundamental de
JAT es la reducción de los tiempos de preparación y el tamaño de los lotes, lo cual
permite “extraer” rápidamente partes de los centros de trabajos productores.
2. Las partes incluidas en el sistema KANBAN deben ser usadas cada día. KANBAN
proporciona por lo menos un recipiente lleno de un determinado número de parte, lo
cual no es mucho inventario ocioso si todo el recipiente se utiliza el mismo día en
que es producido. Por lo tanto las compañías que tienen un sistema KANBAN lo
aplican por lo general a los números de parte que se usan mucho.
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3. Las unidades muy costosas o muy grandes no se deben incluir en el KANBAN. Su
almacenamiento y manejo son muy costosos. Por lo tanto, su solicitud y entrega
deben ser reguladas con precisión bajo la vigilancia de un planificador.
2.8 Ventajas del uso de las técnicas del JAT
Dilworth (1993) nombra los siguientes puntos como necesidades y ventajas a la vez del
uso del sistema KANBAN, y por lo tanto de las técnicas JAT:
Instalaciones flexibles
Los centros de trabajo en las plantas JAT casi siempre están distribuidos en células
para facilitar la producción eficiente de los artículos hechos en cada estación de
trabajo. Cuando las empresas repetitivas hacen el mismo producto muy seguido,
probablemente diario, el producto (como en el caso de la empresa en la que se hace
esta investigación) sigue el mismo flujo o trayectoria repetidamente. En lugar de
distribuir el equipo en departamentos funcionales, donde todo el equipo que realiza la
misma función se localiza en la misma área (lo cual requeriría movimientos más largos
de material), el equipo debe ser distribuido en células. Una célula es un grupo de
diferentes tipos de máquinas o equipo, en el cual cada máquina realiza una operación
dentro de una serie de operaciones frecuentemente repetida. Las células son
beneficiosas cuando el mismo artículo es producido en grandes cantidades o una
familia de artículos que requieren que la misma serie de operaciones es hecha
frecuentemente.
Cuando hay poco inventario presente en proceso, las máquinas pueden ser colocadas
cerca una de otra. Si es posible, las máquinas se colocan en el orden en el cual se
usan para producir el artículo. Si los artículos son pequeños o los contenedores pesan
poco, pueden ser manejados manualmente de un proceso a otro. Esta distribución
permite una baja inversión en equipo de manejo de materiales y bajo costo de
materiales. También facilita la coordinación cercana de trabajadores sin la necesidad
de transmitir información através de un área de control central de producción.
Niveles altos de calidad
Se requiere un nivel alto de calidad para trabajar bien con KANBAN. Como no hay
inventario de artículos en exceso, no es posible para una compañía valerse de reservas
y encontrar suficientes artículos buenos para mantener a los procesos subsecuentes
trabajando si un proceso empieza a hacer artículos defectuosos. Podría haber
interrupciones frecuentes en el flujo si la calidad no es mantenida en un nivel alto
constantemente. Es posible tener calidad alta sin usar KANBAN, pero sería muy difícil
usar KANBAN sin tener una calidad alta.
Los métodos JAT ayudan a la empresa a mantener niveles buenos de calidad. Cuando
se tiene un inventario en proceso bajo, los artículos fluyen a la operación subsecuente
más rápidamente, por lo tanto los artículos defectuosos serán descubiertos en las
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estaciones de trabajo subsecuentes pronto y el proceso será detenido y corregido
antes de que se produzcan más defectuosos. Como se hacen contenedores pequeños
de partes y se jalan al siguiente centro de trabajo sólo cuando se necesitan, las partes
están hechas muy posiblemente sólo horas o minutos antes de que los defectos fueran
descubiertos. El trabajador que hizo los artículos puede ser identificado y es casi
seguro que recuerde cuál máquina fue y herramienta fue usada, cómo estaba ajustada
la máquina y que lote de materia prima se usó y otros factores más que pudieron influir
al producir los defectos. Los trabajadores tienen oportunidad de encontrar qué fue lo
que se hizo mal y corregirlo antes de que se produzca mucho desperdicio o se tengan
que retrabajar muchos artículos. Si un centro de trabajo está produciendo defectuosos,
los centros de trabajo subsecuentes se quedarán pronto sin material y se detendrán,
por lo tanto bastante gente estará disponible para ayudar a resolver el problema.
Mantenimiento preventivo efectivo
Se pueden tolerar muy pocas descomposturas en una instalación de producción que
mantiene muy poco inventario extra para mantenerse operando mientras una máquina
es reparada. La descompostura de una máquina puede parar toda la planta si es la
única máquina que puede hacer una parte que va en el producto, es por esto que
mantener el equipo en condiciones apropiadas es tan importante. Los trabajadores se
esmeran más en darle mantenimiento a su equipo y aprenden a reparar algunos
problemas ellos mismos. Si una máquina no está operando, los trabajadores no pueden
continuar produciendo partes y al igual que cuando se para la producción para resolver
problemas de defectos habrá gente con tiempo disponible para ayudar a reparar la
máquina.
La implantación y el seguimiento del sistema KANBAN en el proceso de producción
causan efectos positivos en los niveles de inventario en proceso, eficiencia y
cumplimiento del plan de producción de la empresa maquiladora A, con lo cual se
busca alcanzar los estándares de producción impuestos por el corporativo y dar
cumplimiento a los tiempos de entrega del producto elaborado.
Esta investigación servirá para darse cuenta de cuantos factores se ven afectados
positivamente con la implementación del sistema KANBAN al proceso de producción.
Con esto se beneficiarán tanto la empresa, por la reducción de desperdicios de materia
prima y de tiempo, lo cual maximizará su ganancia y su productividad; como los
trabajadores, que aprovecharán mejor su tiempo y se involucrarán en el mejoramiento
de la calidad.
Actualmente el sistema de control de producción en la maquiladora A es un sistema de
empuje, el cual ha llevado a tener grandes inventarios en proceso, que al momento de
cambiar de modelo originan desperdicio de piezas que se quedan a medio terminar; es
mas costoso en cuanto a tiempo, (esto se comprueba mediante el no cumplimiento de
la demanda) volver a preparar las máquinas para completar estas piezas, pues se
manejan una variedad grande de modelos y colores en las prendas que arrancar un
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nuevo modelo, por lo cual las piezas no se llegan a terminar constituyendo así el
desperdicio.
La implementación del sistema de jalón mediante el uso de KANBAN proveerá un
medio para resolver el problema del desperdicio y principalmente el del incumplimiento
del programa de producción que actualmente enfrenta la empresa.
2.9 Hipótesis
1. La implantación del sistema KANBAN reducirá el inventario en proceso en la línea de
producción.
2. Mediante el seguimiento del sistema KANBAN se alcanzarán los estándares de
producción fijados.
3. La implementación del sistema KANBAN aumentará la productividad de la línea de
producción.
3. MÉTODO
El sistema KANBAN tiene su aplicación solamente en los casos en los que prevalecen
ciertas condiciones:
1. Los programas de producción, es decir, los artículos se producen en forma regular,
si no diariamente y no obstante es posible cierta variación. Una producción más
pausada requiere menos materiales en proceso, para esto:
a) Los programas de producción maestra deben ser válidos y fijos de 3 a 4
semanas.
b) Las corridas de producción deben de ser muy pequeñas.
2. La capacidad es flexible y puede aumentarse en muy corto tiempo para manejar
pequeñas cargas en exceso.
3. El flujo de producción es cuidadosamente planeado y respetado con estaciones de
“entrada” y “salida” claramente definidas.
4. Se utilizan tamaños estándar de recipientes, conteniendo cada uno, una cantidad
fija de cada artículo. En este caso se utilizó un tamaño de contenedor de 12 piezas,
porque la empresa trabaja su producción por docenas.
Para aplicar el sistema KANBAN se debe determinar el tamaño del contenedor en cada
estación de trabajo y el número de contenedores que deben tener en cada estación de
las células de producción, con esto se controla el inventario. Se busca también reducir
el tiempo ocioso de los trabajadores mediante las operaciones cruzadas, esto quiere
decir que cuando un trabajador está teniendo problemas y sufriendo retrasos, otros
trabajadores que por el momento tienen su trabajo hecho van a ayudarle, esto evita
que se queden ociosos ellos mismos. Los supervisores pueden llamar la atención de
los trabajadores hacia el problema, o puede ser por iniciativa propia.
14
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Después de conocer el proceso de producción de la planta maquiladora y las máquinas
se hizo una prueba piloto en la célula A1, ya que sus operadoras están entrenadas al
100% y por lo tanto en ella se encontraban los mejores tiempos de producción. En la
tabla se muestran los tiempos unitarios de cada operación de la célula y se puede notar
como la operación Puño y manga es la más lenta.
OPERACIÓN
Unir costados
Unir cuello
Unir banda
Unir puño y manga *
Pespunte de puño y manga *
Pegar manga *
Pespunte de todo
* Tiempo para dos mangas.
TIEMPO (seg.)
36.2
30.8
31.8
63.6
32.3
47.3
50.2
Tabla.-Tiempos unitarios de las operaciones de la célula de producción A1 para el estilo 1049 (1050).
El flujo de proceso es el siguiente: Primero se unen los costados de la sudadera, esto
es, la parte frontal con la espalda , la siguiente operación es coser el elástico del cuello
a la pieza, luego se le cose la banda o el elástico de la cintura, este subensamble se
une con otro flujo de material en el cual se han cosido en una operación el puño y la
manga, luego en otra se pespuntó o se puso una doble costura estos dos flujos se
unen en la operación pegar manga de aquí se pasa a un pespunte de todo o hacer la
doble costura de todas las uniones y pasa el producto terminado a inspección y
empaque. Este proceso se ilustra en la siguiente figura así como la distribución de la
célula. Existe una máquina de apoyo que se utiliza en casos de descompostura de
alguna máquina. Esta última apoya ala operación Unir Puño y Manga cuando se
requiere.
Estilo X
Unir
Costados
36.2 seg.
Unir
Cuello
30.8 seg.
Unir
Banda
31.8 seg.
Unir
Puño y
Manga
Apoyo
Empaque
Pespunte de
Todo
50.2 seg.
Pegar
Manga
47.3 seg
Flujo del proceso y distribución física de la célula A1 de producción.
Pespunte de
Puño y
Manga
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En esta célula se elaboraba el estilo X de sudadera, el cual tiene una demanda diaria
de 532 piezas, esta demanda se divide en 4 bihorarios, por lo tanto se debían producir
133 piezas en cada uno de ellos para cumplir con la ella. Cada bihorario es de 2:18
hrs.Con el sistema de producción existente antes de implementar el sistema KANBAN
no se lograba cumplir con la demanda diaria requerida.
La primera actividad fue explicar la técnica a las operadoras de la célula al inicio de las
actividades y también al supervisor de la línea. Esta explicación fue breve destacando
los puntos más importantes de la técnica como lo son sus reglas y ventajas sobre el
sistema existente de producción, Los cálculos del número de kanban se les explicó
posteriormente a los supervisores solamente.
3.1 Cálculo del número de kanban
El cálculo del número de kanban para la célula se hizo de la siguiente forma:
De la fórmula :
No. de Kanban = (D.D.)*(T.C.)*(F.S.)
(3.1)
(T.L.)
Se tiene que el T.C. (tiempo de orden del ciclo) se obtiene de la multiplicación del T.L.
que viene a ser el tamaño del contenedor por el tiempo unitario de la operación anterior
que llamaremos T.U. (que es el tiempo que se tarda en abastecer un solo producto)
todo esto mas el tiempo de transporte desde la operación precedente T.Trans..
Expresado en fórmula:
T.C. = (T.L.*T.U.)+T.Trans.
(3.2)
En este caso en particular, dentro de las células de fabricación, el tiempo de
transporte de una máquina a otra se considera despreciable ya que el contenedor de
producto terminado de una estación, que es el mismo contenedor de material del la
estación subsecuente se encuentra al alcance de ambos operadores o en el peor de
los casos sólo se voltean a alcanzar su material o depositar su lote terminado. De tal
manera que no se pierde tiempo significativo en surtirse de material. Esto significa que
sólo se tendrá kanban de Producción. Por tanto:
T.C. = T.L. * T.U.
(3.3)
Sustituyendo (4.3) en (4.1):
No. de Kanban = (D.D.)*(T.L.*T.U.)*(F.S.)
T.L.
La fórmula se simplifica a:
No. de Kanban = (D.D.)*(T.U.)*(F.S.)
Donde:
T.U. = Tiempo unitario de producción
(3.4)
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Para el estilo X producido en la célula A1 el cálculo del número de Kanban fue el
siguiente:
Operación: Unir cuello
Operación precedente : Unir costados
D.D.= 532 piezas diarias, 133 por bihorario
T.U. = 36.2 seg.
(36.2 seg)* (1 min.) * (1 hr.) * (1 día)
(60 seg.) (60 min) (9.2 hr.)
← (4 bihorarios de 2:18 hrs)
T.U. = 0.001093 días
← (Tiempo unitario de la operación precedente)
F.S. = 1
El factor de seguridad con valor uno significa que el kanban de retiro es entregado a
tiempo cuando las partes se necesitan; como el tiempo de transporte entre operaciones
es despreciable, lo anterior se cumple.
No. de Kanban = D.D.*T.U.*F.S.
No. de Kanban = (532)(0.001093)(1)
No. de Kanban = 0.58147 ≈ 1
Como el número de Kanban a utilizar debe ser entero, se redondea el resultado al
número inmediato superior, por lo tanto se modifica el factor de seguridad, que ahora
será de:
F.S. = 1/ (532)(0.001093)
F.S. = 1.72
Operación: Unir banda
Operación precedente : Unir cuello
T.U. = 30.8 seg = 0.000930 días
No. de kanban = (532)*(0.000930)*(1)
No. de Kanban =.49473 ≈ 1
F.S. = 1/ (532)(0.000930)
F.S. = 2.02
Operación: Pespunte de todo
Operación precedente : Pegar manga
T.U. = 47.3 seg. = 0.001428 días
No. de Kanban = (532)(0.001428)(1)
No. de Kanban = 0.75977 ≈ 1
F.S. = 1/ (532)(0.001428)
F.S. = 1.32
La siguiente tabla ilustra los tiempos unitarios de producción de cada operación, así
como sus equivalencias en días, ya que para el cálculo de número de kanban, el
tiempo unitario debe estar en las mismas unidades que la demanda. También se
muestran los resultados de los cálculos anteriores para facilitar la visualización de los
resultados.
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Se puede notar que el número de kanbanes para cada operación viene siendo la
eficiencia local de la operación precedente; así, tomando la operación unir banda, cuyo
número de kanbanes es 0.49473 ≈ 1kanban, y calculando la eficiencia local de unir
cuello (acividad precedente) tenemos:
tiempo requerido (D.D.)(T.U.)
eficiencia =
=
(3.5)
9.2 hr.
tiempo disponible
eficiencia =
( 532 ) ( 30.8 seg.)
= 0.49473
33120 seg.
OPERACION
Unir costados
Unir cuello
Unir banda
Unir puño y manga
Pespunte de puño y manga
Pegar manga
Pespunte de todo
← (No.deKanbans para unir banda)
TIEMPO
UNITARIO
Seg.
Días
36.2
30.8
31.8
63.6
32.3
47.3
50.2
.001093
.000930
.000960
.001920
.000975
.001428
.001516
No. de
Kanban
F.S.
.58147 ≈ 1
.49473 ≈ 1
1.72
2.02
1.02159 ≈ 2
.51883 ≈ 1
.75977 ≈ 1
1.96
1.93
1.32
Eficiencia
.58147
.49473
.51079
1.02159
.51883
.75977
.8063
Tabla.- Número de Kanban y Factor de Seguridad para cada operación
4. CONCLUSIONES
Como resultado de la implementación del sistema KANBAN se aumentó la producción
y se logró alcanzar el estándar o a cubrir la demanda diaria el 75.83% de los 20 días
que se analizaron a partir de la implementación, mientras que en los 20 días anteriores
sólo se alcanzó el 1.69% de las veces. En los casos en que no se alcanzó a sacar las
532 piezas en el día, la causa fué en parte el proceso de adaptación de los operadores
al sistema KANBAN y a entender sus reglas; pero principalmente a las descomposturas
en las máquinas, por la falta de un buen programa de mantenimiento preventivo.
La siguiente tabla muestra la comparación de producción en los días del mes de Marzo,
trabajando sin el sistema KANBAN en las células A1, A2, C3, C4 y B4 con la
producción obtenida en las mismas células después de la implantación. El día 11 de
Abril metieron un corte urgente en las células A1 y A2 y les pidieron abandonar el
sistema, nótese el cambio en la producción. El día 12 regresan al sistema KANBAN.
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Fecha
Mar. 3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
17
18
19
20
24
25
26
31
Abr. 1
2
A1
385
410
333
398
382
390
432
410
415
385
380
385
356
398
380
405
415
390
432
305
A2
345
303
362
381
383
382
410
408
398
405
333
345
383
355
390
410
382
385
415
408
B4
437
391
421
326
336
303
457
348
491
386
405
382
427
432
397
457
384
395
435
416
C3
407
404
465
385
381
436
309
314
408
345
303
410
482
509
403
420
462
415
438
334
v
C4
285
220
354
281
373
396
395
260
397
405
225
366
204
351
341
283
335
362
381
409
Tabla.- Producción diaria en las células antes de implementar KANBAN.
Fecha
Abr. 7
8
9
10
11
14
15
16
17
18
21
22
23
24
25
28
29
30
May. 2
3
A1
538
532
577
551
390
483
560
576
532
545
532
551
538
532
532
518
540
538
542
536
A2
503
258
291
532
286
532
478
532
538
538
460
518
532
538
532
542
540
538
536
536
B4
532
488
539
532
572
539
532
532
532
536
555
563
535
547
566
504
551
538
501
559
Tabla.- Producción diaria en las células trabajando con el sistema KANBAN
C3
363
455
425
510
538
532
538
545
535
532
532
457
579
565
548
507
540
553
539
542
C4
389
414
374
532
551
535
518
535
538
535
538
542
505
559
517
534
533
532
537
549
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n
c
e
s
19
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v
a
n
c
e
s
Para facilitar la visualización de los datos anteriores, a continuación se muestran las
gráficas que ilustran la producción diaria antes de la implantación, cuando las células
trabajan con sistema de empuje y la producción que se genera como consecuencia de
trabajar bajo el sistema KANBAN con una muestra de 20 días para cada célula.
Esto comprueba la hipótesis no. 3. El sistema eleva la productividad y se alcanza el
estándar, salvo en los casos en que la célula sufre descomposturas en sus máquinas.
Comprobando mediante prueba de hipótesis:
Se tomaron muestras de tamaño 14 para utilizar t student , se utilizò un nivel de
confianza del 95%.
µ1= Media de producción trabajando con KANBAN
µ2= Media de producción trabajando con sistema de Empuje
H0 : µ1= µ2
H1 : µ1 > µ2
N 2 = 14
N 1 = 14
X 2 = 389.928
X 1 = 541.357
S = 24.75
S 1 = 23.01
G.L. = N1 + N 2 − 2
(4.1)
α =0.05
G.L. = 26
L.D.= 1.706
L.D. = 1.706
t=
(X
1
− X 2 ) − (µ 1 − µ 2 )
Sˆ12 Sˆ 22
Sp
+
N1 N 2
0
(4.2)
Donde :
( n1 − 1) Sˆ12 + ( n 2 − 1) Sˆ 22
Sp =
n1 + n 2 − 2
(4.3)
t = 16.77
20
a
v
a
n
c
e
s
(14 − 1)( 23 .01) 2 + (14 − 1)( 24 .75) 2
Sp =
14 + 14 − 2
Sp = 23 .89
t=
(541 .357 − 389 .928 ) − 0
1
1
+
( 23 .89 )
14 14
t =16.77
t > L.D.
16.77 >1.706 ∴ Se rechaza H 0
La media de producción trabajando con KANBAN si es mayor que la media de
producción trabajando con el sistema de Empuje.
El inventario en proceso en las células disminuyó con la implementación del sistema
KANBAN, ya que las estaciones sólo producen cuando su estación subsecuente saca
las piezas del contenedor que la primera estación había llenado. Con el sistema
anterior a la implantación (sistema de empuje) las estaciones seguían produciendo
aunque la estación subsecuente no requiriera material, la estación procesaba todo el
material que a su vez la estación precedente le mandaba, si había alguna
descompostura o cambio urgente quedaban grandes cantidades de cortes a medio
procesar.
A continuación se muestra en promedio la reducción que se da de inventario en
proceso respecto al sistema que se tenía y posterior a la implantación de KANBAN.
La capacidad por bihorario por operación con el sistema de empuje es:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Unir costados:
Unir cuello:
Unir banda:
Puño y manga:
Pespunte puño y manga:
Pegar manga:
Pespunte de todo:
228.72 piezas = 19.06 docenas
268.83 piezas = 22.40 docenas
260.37 piezas = 21.69 docenas
130.18 piezas = 10.84 docenas
256.34 Piezas = 21.36 docenas
175.05 piezas = 14.58 docenas
164.94 piezas = 13.75 docenas
21
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v
a
n
c
e
s
Sin el sistema KANBAN llegaban a la operación no. 1, 10.75 docenas en el bihorario
es decir 43 docenas diarias de las que quedan incompletas las siguientes piezas:
Fecha
A1
A2
B4
C3
C4
Mar. 3
135
171
79
109
231
4
110
213
125
112
296
5
187
154
95
51
162
6
122
135
190
131
235
7
138
133
180
135
143
10
130
134
213
80
120
11
88
106
59
207
121
12
110
108
168
202
256
13
105
118
25
108
119
14
135
111
130
171
111
17
140
183
111
213
291
18
135
171
134
106
150
19
164
133
89
34
312
20
122
161
84
7
165
24
136
126
119
113
175
25
111
106
59
96
233
26
101
134
132
54
181
31
126
131
121
101
154
Abr. 1
84
101
81
78
135
2
211
108
100
182
107
Tabla.- Número de piezas incompletas diarias por célula de producción
Con el Sistema KANBAN, el número de unidades producidas en cada operación es
igual al número de unidades transferidas a la estación o proceso subsecuente, por lo
tanto, el lote de proceso es igual al lote de transferencia, con lo cual se considera un
inventario en proceso de cero unidades en cada momento, esto no ocurre en el sistema
de Empuje, donde lote de proceso y lote de transferencia son diferentes, siendo mayor
generalmente el de proceso.
Esto demuestra la comprobación de la hipótesis número 1:
La implementación del sistema KANBAN sí redujo el inventario en proceso en la línea
de producción.
En cuanto a la Hipótesis no. 2 se alcanzó el estándar de producción requerido de 532
piezas en el 75% de los casos y se puede comprobar estadísticamente de la siguiente
forma:
Se utilizarán 29 datos para trabajar con distribución “t” student y un nivel de
confianza de 95%
µk = Media de producción trabajando con el sistema KANBAN
H0 : µk ≥ 532
H1 : µk < 532
22
a
v
a
n
c
e
s
N = 29
X = 514.31
S = 69.88
G .L. = N − 1
(4.4)
G.L. =28
L.D. = µ − tα Sˆ X
(4.5)
⎛ 69.88 ⎞
L.D. = 532 −1.7011⎜
⎟
⎝ 29 ⎠
L.D. = 509.92
-1.7011
L.D. =509.92
532
0
514.31
t > L..D.
514.31 > 509.92 ∴ Se acepta H 0
La media de producción trabajando con KANBAN es mayor o igual a el estándar de 532
piezas.
4.2 Conclusión
Trabajar bajo el sistema KANBAN arroja resultados positivos indudablemente, la
empresa en este caso obtuvo un aumento en la producción, una reducción en el nivel
de productos defectuosos y en el nivel de inventarios en proceso en las células de
fabricación, los operarios adoptan una actitud de trabajo en equipo y se concientizan
del valor de su trabajo. Sin embargo se hubiera alcanzado ir mas allá de los logros que
se obtuvieron si hubiera un buen control de calidad de las materias primas y un
programa de mantenimiento preventivo que fuera realmente efectivo, pues en general
los retrasos en la producción que se observaron después de haber implementado el
sistema KANBAN se debieron a descomposturas en la maquinaria, materia prima
defectuosa, o cortes incompletos y una constante rotación de personal.
23
a
v
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n
c
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s
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