OPTIMIZACIÓN DE UNA LINEA DE PRODUCCIÓN DE CABLEADO ELECTRICO DE USO AUTOMOTRIZ POR MEDIO DE ESTUDIOS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS *ROCÍO BOGADO *CÉSAR QUINTEROS INTRODUCCIÓN • El proyecto se centra en la optimización de una línea de producción de cableados eléctricos para automóviles por medio de técnicas relacionadas al estudio de tiempo y movimientos. Además buscamos responder la pregunta central de este proyecto: ¿Es factible técnica y económicamente optimizar una línea de producción de cableado eléctrico de uso automotriz mediante estudios de tiempos y movimientos? INTRODUCCIÓN ARNES BODY - DAL Sub Ensamble • Para la elaboración del arnés “BODY” se cuenta con 41 operarios directos y 4 indirectos por turno, para satisfacer las necesidades de la demanda se estaba trabajando en dos turnos con lo que contabilizan 82 operarios directos y 8 indirectos BFR P1 P2 P3 P4 P2 P3 MINILAD AIRBAG P1 CLIP TEST P4 P5 TEST ELECTRICO P6 P7 P8 P9 INSPÉCCIÓN P10 P11 SE6 SE5 P14 P15 SE4 SE3 SE2 SUB ENSAMBLE SE1 P12 P13 EMBALAJE P16 P17 P18 P19 EXPEDICIÓN JUSTIFICACIÓN • Con esta investigación pretendemos demostrar cómo se puede optimizar una línea de producción de cableado eléctrico de uso automotriz por medio de estudios de tiempos y movimientos con una inversión mínima para la empresa logrando maximizar ganancias en la reducción de mano de obra. La importancia de este proyecto surge de la necesidad de encontrar herramientas de gestión y técnicas para optimizar líneas de cableados eléctricos de uso automotriz, ya que en nuestro país la incursión de estas ensambladoras es nueva y representa un desafío para los Ingenieros de manufactura o procesos. Pretendemos con este material que sirva de referencia para la aplicación de estas técnicas en procesos productivos o para análisis más profundos. PROBLEMA En la empresa Leoni Wiring Systems donde realizamos el estudio se pretendía reducir el tiempo de producción del arnés “BODY” ya que la demanda diaria era de 96 arneses mientras que el tiempo de producción era de 10 min por arnés lo que obligaba a que se produzca en dos turnos para cumplir con la demanda del producto, así que necesitamos reducir el tiempo de producción a 5 minutos para cumplir con la demanda diaria en un solo turno. ETAPAS DE OPTIMIZACIÓN DE RECURSOS • • • • • • • a. Definición y planeación de los objetivos. • • • • • h. Desarrollar la composición del método nuevo. b. Proponer mejoras al producto y al proceso. c. Idear recursos específicos. d. Implementar mejoras en los procesos en base a propuestas definidas. e. Elaborar y registrar una medición del trabajo y asignar los recursos pertinentes. f. Definir que tipos de estudios de movimientos se van a desarrollar para el proyecto. g. Comparar el método en uso con respecto al nuevo método que se implementó para evaluar su efectividad. i. Garantizar que se desarrolle tal cual el método nuevo que se propuso al inicio. j. Realizar los registros de tiempos con el nuevo método. k. Realizar una comprensión y evaluación de la productividad alcanzada . l. Evaluar la conclusión del estudio. ESTUDIO INICIAL • Para comenzar la evaluación de la situación que se presentaba en la línea de ensamble realizamos tomas de tiempo por puesto por dos horas en cada puesto además del análisis de movimiento que realiza cada operario a continuación presentamos la hoja de registro de tiempo y los resultados de las tomas de tiempo. REGISTRO DE TOMAS DE TIEMPO POR ESTACIÓN DE TRABAJO Producto: Proceso: Estación de Trabajo: Analizado por: Numero de Parte: Operador: Fecha: Esquema de Estación de Trabajo HOJA DE REGISTRO DE TIEMPO PUESTO LEYENDAS 1t Tiempo Ciclo Seg 3t 2t 4t LEGAJO: Turno: Descripción de Instrucción de Trabajo 5t P(S)= PROMEDIO EN SEGUNDOS 6t 7t 8t 9t 10t P (S) P(m)= PROMEDIO EN MINUTOS P (m) MAX Tiempo Muerto Desperdicio: Observaciones MAX= TIEMPO MAXIMO MIN= TIEMPO MINIMO MIN RESULTADOS PRELIMINARES DE LAS TOMAS DE TIEMPO (MINUTOS POR PUESTO) CONCLUSIONES DEL ESTADO INICIAL • Ya que nuestro objetivo es producir 96 arneses diarios en un solo turno con este proceso de producción se necesita contar con un segundo turno para cumplir con la demanda proyectada. He aquí donde buscaremos alternativas de procesos para poder mejorar la situación actual, para ello emplearemos los estudios de tiempos y movimientos para balancear las cargas de los operadores y hacer una mejor distribución de los procesos, eliminando movimientos innecesarios, reduciendo a la vez los desperdicios de material causados por el mal manejo operacional, etc. Para obtener la mejora en los procesos se realizará un estudio de métodos, tiempos, teniendo en cuenta sus principales etapas y ventajas operacionales para su posterior implementación dentro de una línea de producción buscando reducir el tiempo de producción a 5 minutos. TÉCNICAS A UTILIZAR PARA MEJORA DE TIEMPO • • • • • • • • • Therbligs 5s SMED (Cambio de matriz en menos de 10 minutos) TPM (mantenimiento total productivo) Jidoka Heijunka Metodología del Kosu Diagrama Bimanual PDCA THERBLIGS Y DIAGRAMA BIMANUAL • Los micro movimientos son considerados movimientos fundamentales que realiza el cuerpo humano en una determinada estación de trabajo, a través de la utilización de técnicas como la de filmación, observación in situ entre otras permitiendo la descripción del trabajo con mayor precisión y detallando cada método que involucra a un conjunto de procesos determinados. • Los Therbligs son 17 movimientos que podría realizar el operario y los cuales se utilizan para la elaboración del diagrama bimanual que permite describir todos los movimientos que hace el operario y así buscar reducir los movimientos ineficientes consiguiendo reducir los tiempos de producción. THERBLIGS 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) Buscar Seleccionar Tomar Alcanzar Mover Sostener Soltar Colocar en posición Pre colocar en posición 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) Inspeccionar Ensamblar Desensamblar Usar Retraso inevitable Retraso evitable Planear Descansar THERBLIGS THERBLIGS Y DIAGRAMA BIMANUAL • Al registro de los movimientos que efectúan las extremidades del cuerpo humano para fines analíticos en los procesos productivos se lo denomina diagrama bimanual. Consiste en anotar cada tipo de movimiento que realiza las manos y algunas veces si es necesario y si fuera el caso los pies, y como se realizan entre sí en un determinado ciclo de trabajo. • Este diagrama es utilizado en el estudio de movimientos, cuándo el proceso productivo presenta ciclos repetitivos, registrando así el ciclo completo de trabajo para su posterior análisis, descomponiendo así las operaciones efectuadas por el operario en actividades fundamentales. Una vez identificado todos los movimientos que hace el operario se realiza el diagrama bimanual luego de que se identifican cuales son los Therbligs ineficientes y se estructura de manera a poder reducir lo máximo posible. DIAGRAMA BIMANUAL 1 FECHA: 4 AREA DE TRABAJO: DIAGRAMA BIMANUAL OPERACIÓN: 5 9 6 ELABORADO POR: N° DE PARTE DEL ARNES: N° 10 7 DESCRIPCION DE LA MANO DERECHA Th 12 8 1 2 DISEÑO DE LA ESTACION DE TRABAJO 3 DIAGRAMA N°: Th DESCRIPCION DE LA MANO IZQUIERDA 12 11 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 RESUMEN 13 MÉTODO ACTUAL MÉTODO MANO DERECHA MÉTODO PROPUESTO 14 MANO IZQUIERDA MANO DERECHA OPERACIONES DESPLAZAMIENTO DESCANSO SOSTENIMIENTO TOTAL PROPUESTA DE MEJORAS 16 15 MANO IZQUIERDA UTILIDAD DEL DIAGRAMA BIMANUAL. • • • Hace fácil la modificación de los procesos. Ayuda a equilibrar los movimientos de ambas manos. Elimina o reduce la fatiga del operador ya que nos ayuda a la igualdad en los ciclos de trabajo, Solo sirve este diagrama para ciclos repetitivos. La elaboración del diagrama nos permite tener una visión más a fondo de los posibles problemas que surgen durante la ejecución de una operación y a través de esta herramienta se puede analizar cada elemento en relación con los demás, es así como podrá tener una idea más clara de las posibles mejoras que desea implementar. El mejor método es el que menos movimientos necesite. 5 “S” • Es considerada una herramienta de • 1. Eliminar gestión ya que sirve para desarrollar • 2. Ordenar una cultura organizacional de • 3. Limpiar limpieza y orden en el lugar de • 4. Estandarizar trabajo con base en la disciplina. Cuenta con 5 pasos que se deben • 5. Mantener seguir en orden para el éxito de esta herramienta: 5 “S” ANTES DESPUES VENTAJAS DEL 5 “S” • Reduce el tiempo de operación, disminuye la fatiga por medio de ahorro de movimientos. • Ahorro de espacios en la estación de trabajo. • Ayuda a disminuir los desperdicios. • Identifica movimientos innecesarios. • Mejora el entorno de trabajo, previene accidentes. RESUMEN DE LAS S5 “S” Término Concepto Objetivo Clasificar Separar innecesarios. Eliminar el espacio no utilizado Ordenar Situar necesarios Optimizar el espacio de trabajo Limpiar Suprimir suciedad Mejor nivel de limpieza Estandarizar Elaborar instructivos Prevenir desorden y suciedad Mantener Seguir mejorando Fomentar la disciplina SMED (CAMBIO DE MATRIZ EN MENOS DE 10 MINUTOS) • Es una técnica de mejora continua que tiene como fin reducir los tiempos de preparación de máquinas, incrementando la productividad por medio del mantenimiento de la frecuencia que se cambia referencias de preparados o lotes y a demás reduce los stock de procesos. Para que la implementación del SMED sea efectiva debe pasar por los siguientes procesos: BENEFICIOS DE LA UTILIZACIÓN DE LA METODOLOGÍA SMED EN LA APLICACIÓN DE ESTUDIOS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS • Se logra llegar a tiempo productivo, reduciendo el tiempo de preparación de tableros de montaje. • Consigue el aumento de piezas de producción. • Consigue producir varios productos o modelos en una misma máquina, por la reducción del tiempo muerto. TPM (MANTENIMIENTO TOTAL PRODUCTIVO) • Es una metodología de mejora continua, basada en la planificación, ejecución y seguimiento periódico a los planes de mantenimiento de las máquinas para evitar la pérdida de tiempo de paradas no programadas. Esta técnica sienta sus bases en seis pilares esenciales para su implementación: 1 Mejoras enfocadas ( kobetzu kaizen ) 2 Mantenimiento Autónomo 3 Mantenimiento Planificado 4 Mantenimiento de calidad 5 Educación y entrenamiento 6 Seguridad y medio ambiente BENEFICIOS DE LA UTILIZACIÓN DE LA METODOLOGÍA TPM EN LA APLICACIÓN DE ESTUDIOS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS • Se logra llegar a tiempo productivo, reduciendo el tiempo de preparación de equipo. • Disminuye los niveles de inventario, generando mayor tiempo productivo. • Consigue producir varios productos o modelos en una misma máquina, por la reducción del tiempo muerto. JIDOKA • La metodología jidoka se basa en que cada proceso cuente con su propio autocontrol de calidad, basado en el sistema poka-joke, que traducido al español sería, a “prueba de errores”. Dentro de la empresas automotrices se detectan estaciones donde se hace difícil contar la metodología 0 defectos, entonces se busca sistemas mecánicos como son las poka-joke para evitar que el operario de producción ocasione o repita un error. Al contar con sistemas Poka-Joke disminuimos el tiempo de retraso que pueda contar una determinada estación de trabajo. Esta técnica cuenta con 4 pasos a seguir para su implementación.: 1. Detección del problema 2. Evaluacion del problema en el lugar ocurrido 3. Establecer soluciones rapidas 4. Investigación causa raiz BENEFICIOS DE LA UTILIZACIÓN DE LA METODOLOGÍA JIDOKA EN LA APLICACIÓN DE ESTUDIOS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS • • • • Ayuda a evitar paradas de líneas ocasionadas por defectos de los operarios. Detección rápida de problemas, por medios automatizados como sensores o dispositivos electrónicos, con el fin de disminuir el tiempo de paradas. Evita re trabajos del producto final. Facilita el auto control que debe realizar el operario en una determinada estación HEIJUNKA • La técnica Heijunka es una metodología Lean basada en la nivelación de la producción, es decir busca la adaptación del flujo de producción al comportamiento real de la cantidad demandada por el cliente. La implementación de ésta técnica permite la disminución del desperdicio, ajuste real con la demanda del cliente evitando sobre costos y sobre stock de productos acabados. • Esta técnica ayuda a los estudios de tiempos y movimientos ya que no se puede realizar mejoras de este tipo si los sistemas de producción no son estables en referencia a la demanda del cliente. Ya que afecta al tiempo takt en líneas de producción, y el tiempo de aplicación de estos tipos de estudios se deben realizar con datos estables en cuanto a la cantidad demandada para no incurrir en paradas en líneas de montaje del cliente por una mala planificación. BENEFICIOS DE LA UTILIZACIÓN DE LA METODOLOGÍA HEIJUNKA EN LA APLICACIÓN DE ESTUDIOS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS. • • • • Reducción de los costos debido a la disminución de inventario. Ayuda a establecer y mantener el tiempo takt. Permite nivelar la producción, haciendo más fácil la distribución de la carga de trabajo en las estaciones de trabajo. Se puede prever los cambios que pueden tener las variaciones de una demanda alta o baja a futuro, y como consecuencia permite prepararnos para ajustar las líneas de producción. METODOLOGÍA DEL KOSU RASTREO DE PRODUCCIÓN HORA A HORA Fecha: Horas Tipo de Producto N° de Operadores Existe una metodología de mejora continua denominada Kosu, tiene como finalidad el control de la producción hora a hora. Calcula las horas hombre involucrada en un determinado proceso, llevando el registro hora a hora de las desviaciones que surgen a medida que avanza el proceso de ensamblado. Tiempo Trabajado • SUPERVISOR: Piezas Producidas Objetivo por hora MOTIVOS DE NO CUMPLIMIENTO DE OBJETIVO Y REGITRO DE CANTIDAD DE HORAS PERDIDAS Buenas Rechazadas Piezas Embaladas 6-7 7-8 8-9 9 - 10 10 - 11 11 - 12 12 - 13 13 - 14 14 - 15 TOTAL EFICIENCIA MONTAJE EFICIENCIA LINEA PLANEADA EFICIENCIA EMPACADA TOTAL HORAS PERDIDAS BALANCE DE LÍNEA DE MONTAJE El balanceo de línea de producción es una herramienta que ayuda al control de una producción y tiene como objetivo fundamental buscar el equilibrio de los tiempos de trabajo en cada estación de una línea de ensamble. Las líneas más fáciles de implementar un balanceo son las de fabricación y las líneas de ensamblado de partes. Cuándo observamos un proceso nos damos cuenta que éstas se producen a la vez y el reto surge cuando nos planteamos la forma para eliminarlas o reducirlas. Por ende, cuando estemos en el campo de balance de líneas siempre tenemos que tener en cuenta 4 factores que influyen positivamente en el resultado final: • • Eliminar, lo que no agregue valor. Combinar, operaciones en base a los datos obtenidos del análisis de tiempo es decir distribuir operaciones que tengan mayor carga de tiempo trasladando a las de menor carga. • Simplificar el trabajo del operario, diseñando la estación de manera ergonómica. • Ordenar las operaciones para facilitar la tarea. OBJETIVO DE LA TÉCNICA DE BALANCEO • • • • • • • • a) Igualar la carga de operaciones en cada centro de trabajo. b) Identificar el cuello de botella (operación con mayor tiempo de producción) de la estación. c) Determinar a qué velocidad debe estar una línea de producción. d) Definir la cantidad de estaciones de trabajo. e) Analiza el costo de mano obra. f) Determinar la carga de trabajo a la que debe estar sometido un operador. g) Definir la disposición física de la fábrica. h) Minimizar los costos de producción. POST IMPLEMENTACIÓN DE LAS TÉCNICAS DE MEJORAS. • Luego del análisis e implementación de mejoras hemos hecho la toma de tiempo nuevamente arrojándonos este resultado recordando que el objetivo es llegar a los 5 minutos. CONCLUSIONES DEL NUEVO PROCESO • De acuerdo a los datos obtenidos por el cambio de procesos por balanceo podemos notar que nos quedó un cuello de botella (estación con mayor carga de trabajo) de 6 minutos. De este registro podemos concluir: • a) El cuello de botella (puesto con mayor cantidad de operaciones) registrado es el test eléctrico, con un tiempo de 6 minutos. • b) La mayoría de las estaciones quedaron en el objetivo de 5 minutos. • c) Existe estaciones de trabajo que quedaron muy por debajo del objetivo. • Una vez que se tenga los datos del tiempo y si estos no fueron lo esperado se realiza una junta con el equipo de Ingeniería para elaborar un plan de acción para corregir esta desviación y/o proponer otro tipo de mejora. CONCLUSIONES DEL NUEVO PROCESO • Aprovechando el nuevo análisis en esta etapa analizaremos las estaciones que arrojaron un menor valor y buscamos eliminar estaciones por medio de la combinación de operaciones distribuyendo en las demás estaciones de bajo tiempo. • Para ello utilizamos un formulario PDCA (plan, do, check, act) es una estrategia basada en la mejora continua, la traducción sería Panificar, hacer, verificar y actuar. • Utilizamos el método de observación en dos etapas: • ETAPA 1: Observaremos la estación cuello de botella (puesto con mayor cantidad de operaciones) y registraremos en el PDCA las mejoras que consideremos implementar. • ETAPA 2: Observaremos las estaciones de trabajo que dieron entre promedio 2,3 y 4 minutos, para tratar de encontrar una oportunidad de mejora para eliminar una o más estaciones de trabajo. • Luego de realizar nuestro plan de acción lo pusimos en marcha, volvimos a registrar una nueva toma de tiempos únicamente de las estaciones cuello de botella y las estaciones que cuenten con tiempo muerto. PDCA (PLAN, DO, CHECK, ACT) PDCA PLAN-DO-CHECK-ACT PROBLEMA: EJECUTOR: PLAN Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 PROBLEMAS DETECTADOS DO ANALISIS DEL PROBLEMA ( utilizar 5 porque) FECHA: ACT ACCION A TOMAR CHECK RESPONSABL E FECHA DE ENTREGA REALIZADO VERIFICACION DE IMPLEMENTACION REDISEÑO DE LAY OUT • Con la realización de la optimización del proceso se pudieron eliminar dos puestos de trabajo y se cambió de lugar el área final para mejor flujo de trabajo ya que generaba movimientos innecesarios el lay out anterior. REDISEÑO DEL LAY OUT. Sub Ensamble ARNES BODY - DAL BFR P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 SE1 SE2 SE3 SE4 SE5 SUB ENSAMBLE P1 P2 P3 P4 MINILAD AIRBAG CLIP TEST EMBALAJE TEST ELECTRICO INSPÉCCIÓN A Expedición ANÁLISIS DE OPTIMIZACIÓN. • Durante el inicio del proyecto de optimización se propuso eliminar un segundo turno de producción y reducir las cantidades de personas en la línea de producción del arnés BODY, para lo cual necesitábamos elaborar un proceso productivo que nos permitiera contar con un solo turno de trabajo. Mediante la aplicación de los estudios de tiempos y movimientos pudimos lograr el objetivo propuesto. A continuación el registro de tiempo desde el punto inicial y luego de haber pasado las dos mejoras. VOLUMEN DE PRODUCCIÓN POR TIPO DE MÉTODO ESTABLECIDO VOLUMEN DE PRODUCCION POR TIPO DE METODO ESTABLECIDOS METODO CANTIDAD DE TURNOS VOLUMEN DE PRODUCCION DIARIO VOLUMEN DE PRODUCCION POR HORA METODO ANTERIOR 2 93 6 METODO PROPUESTO 1 80 10 METODO MEJORADO 1 96 12 RECURSOS OPTIMIZADOS AL ELIMINAR UN SEGUNDO TURNO IMPACTO EN LA CALIDAD DEL PRODUCTO IMPACTO EN LA CALIDAD DEL PRODUCTO • Podemos concluir, que todo cambio de proceso cuidadosamente analizado y estudiado contribuye a una reducción considerable en los niveles de errores producidos por los operarios de montaje. Cuando el analista equilibra entre productividad y calidad, disminuye los costos financieros de la empresa porque se optimiza los recursos. • Nunca se debe proponer mejoras que impacten negativamente a la calidad del producto final. ANALISIS ECONÓMICO FINANCIERO • Para determinar los costos de este proyecto primero nos dedicaremos a elaborar el costo del método anterior considerando dos turnos laborales. Luego vamos a demostrar los costos obtenidos luego de la implementación de las mejoras realizadas previamente, para demostrar la factibilidad de la implementación de las mejoras ANALISIS ECONÓMICO FINANCIERO COSTOS MENSUALES ANTES DE REALIZAR LOS ESTUDIOS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS RECURSO PRIMER TURNO SEGUNDO TURNO UNIDAD DE MEDIDAS COSTO GS TOTAL GS MANO DE OBRA DIRECTA 41 41 OPERARIOS 2.192.839 179.812.798 MANO DE OBRA INDIRECTA 4 4 OP. INDIRECTOS 13.385.678 107.085.424 ENERGIA ELECTRICA* PERSONAL DE LIMPIEZA TOTAL 109.164.000 6 2 2.192.839 17.542.712 413.604.934 ANALISIS ECONÓMICO FINANCIERO INVERSIONES REALIZADAS INVERSIONES PARA APLICAR LOS METODOS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS ELEMENTOS CANTIDAD COSTO EN Gs. CRONOMETRO 1 150.000 TABLERO PORTATIL 1 20.000 FORMAS IMPRESAS 50 20.000 VIDEO GRABADORA 1 400.000 CALCULADORA DE BOLSILLO 1 40.000 TOTAL • 630.000 Podemos concluir que la inversión a realizar sería de 630.000gs. Como vemos es un valor muy bajo comparando con las ganancias que resulta al aplicar estudios de tiempos y movimientos. CONCLUSIÓN • Al establecer métodos de E.T y E.M. En la organización bajo estudio logramos disminuir la cantidad de mano de obra tanto de directos como de indirectos logrando 41 personas directas de 82 personas que contaba el proyecto, de 8 indirectos disminuimos a 4, logrando un ahorro de Gs. 89.906.399 en mano de obra directa, y de Gs. 53.542.712 en mano de obra indirecta, el total de ahorro que se logró la aplicar estas técnicas fue de Gs. 213.525.715. Queda demostrado que al emplear técnicas de estudios de tiempos y movimientos complementándolos con las técnicas de Lean Manufacturing se logra optimizar una línea de producción de cableado eléctrico de uso automotriz, al reducir en un solo turno de trabajo la producción necesaria para cumplir con la demanda del cliente, ya que antes de la aplicación de esta mejora la organización bajo estudio contaba con 2 turnos de trabajo. ANEXOS ¡GRACIAS! • ROCIÓ BOGADO • CÉSAR QUINTEROS