I LEAN MANUFACTURING EXPOSICIÓN ADAPTADA A LA FABRICACIÓN REPETITIVA DE FAMILIAS DE PRODUCTOS MEDIANTE PROCESOS DISCRETOS FRANCISCO MADARIAGA NETO III Imagen delantera de cubierta tomada de https://es.fotolia.com/ The production line of the car Contenido: #46624173 | Autor: freehandz Imagen trasera de cubierta tomada de http://www.loc.gov/pictures/item/ggb2004000265/ Assembly line in Vickers Sons & Maxim Gun Factory. George Grantham Bain Collection (Library of Congress) Lean manufacturing: Exposición adaptada a la fabricación repetitiva de familias de productos mediante procesos discretos. Autor: Francisco Madariaga Neto / Marzo 2013 Versión: 2.7 / Octubre 2024 Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional. Para ver una copia de esta licencia, visite https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ IV A Nico y a Patxi V VI ÍNDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................... XIII 1. ORÍGENES DEL LEAN MANUFACTURING ......................................... 1 LA PRIMERA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL ............................................ 1 LA SEGUNDA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL: LA PRODUCCIÓN EN MASA ........................................................................................................ 3 — Frederick W. Taylor ............................................................................... 3 — Henry Ford .............................................................................................. 4 — Alfred P. Sloan ........................................................................................ 5 TPS (SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE TOYOTA) .................................... 5 — Sakichi Toyoda ........................................................................................ 6 — Kiichiro Toyoda ...................................................................................... 6 — Eiji Toyoda ............................................................................................... 7 — Taiichi Ohno ............................................................................................ 8 LEAN MANUFACTURING .......................................................................... 8 2. EL LEAD TIME, EL INVENTARIO, LA UTILIZACIÓN Y LA VARIACIÓN ....................................................................................... 11 EL LEAD TIME ............................................................................................. 11 LA LEY DE LITTLE ...................................................................................... 12 LA VARIACIÓN ........................................................................................... 13 — El coeficiente de variación (CV) ......................................................... 14 LA ECUACIÓN VUT ................................................................................... 14 — Tiempo de proceso de los lotes .......................................................... 15 — Tiempo entre llegadas de los lotes ..................................................... 15 — La utilización ......................................................................................... 16 — Espera de los lotes ................................................................................ 16 — Lead time de los lotes en atravesar el proceso ................................. 17 VII — Efecto de la variación y la utilización en el lead time ..................... 18 — Efecto del tamaño medio de los lotes en lead time ......................... 19 PROPAGACIÓN DE LA VARIACIÓN AL PROCESO SIGUIENTE ...... 21 RESUMEN DE LA ECUACIÓN VUT Y LA LEY DE LITTLE ................ 22 3. LA CASA DEL LEAN MANUFACTURING, LA EFICIENCIA Y EL DESPILFARRO .................................................................................. 25 LIDERAZGO, RESPETO, CONFIANZA Y COOPERACIÓN ............... 26 — La confianza es clave ........................................................................... 26 EFICIENCIA ................................................................................................. 27 VALOR AÑADIDO Y DESPILFARRO ..................................................... 28 — Gemba ................................................................................................... 29 — Los siete despilfarros ........................................................................... 30 — Despilfarro del conocimiento ............................................................. 31 EL TRABAJO MANUAL ............................................................................. 31 MURA, MURI Y MUDA ............................................................................. 33 EL LEAN MANUFACTURING Y LA VARIACIÓN .............................. 34 4. ESTABILIDAD (I). LAS CINCO S ........................................................... 35 ESTABILIDAD .............................................................................................. 35 LAS CINCO S ................................................................................................ 35 — Separar (seiri) ....................................................................................... 36 — Ordenar (seiton) ................................................................................... 37 — Limpiar (seiso) ...................................................................................... 38 — Control visual (seiketsu) ..................................................................... 38 — Disciplina (shitsuke) ............................................................................ 39 LAS CINCO S Y LA EFICIENCIA ............................................................. 40 5. ESTABILIDAD (II). TPM .......................................................................... 43 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL (TPM) .............................. 43 — Objetivos del TPM ............................................................................... 44 — Los pilares del TPM ............................................................................. 44 OEE (OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS) ................................. 45 — Las pérdidas ......................................................................................... 45 — Disponibilidad, rendimiento y calidad ............................................. 47 — Pérdidas esporádicas y crónicas ........................................................ 50 DETERIORO NATURAL Y DETERIORO ACELERADO ...................... 51 LA FÁBRICA OCULTA .............................................................................. 52 VIII MANTENIMIENTO AUTÓNOMO ........................................................... 53 QUÉ ESPERA EL LEAN MANUFACTURING DEL TPM ...................... 55 UPTIME, MTBF Y MTTR ............................................................................. 56 EL MANTENIMIENTO AUTÓNOMO Y LA EFICIENCIA ................... 57 6. ESTANDARIZACIÓN ................................................................................ 59 ESTANDARIZACIÓN ................................................................................. 59 — El tiempo en la fábrica tradicional ..................................................... 60 — El tiempo en la fábrica lean ................................................................. 61 — El tiempo: definiciones ..........................................................................62 LA TABLA DE OBSERVACIÓN DE TIEMPOS ....................................... 63 LA HOJA DE TRABAJO ESTÁNDAR ....................................................... 65 LA ESTANDARIZACIÓN Y LA EFICIENCIA ......................................... 72 LA HOJA DE TRABAJO ESTÁNDAR Y EL TAYLORISMO .................. 73 7. JUST IN TIME (I). CÉLULAS EN U ......................................................... 75 JUST IN TIME (JIT) ....................................................................................... 75 PASOS PARA LA IMPLANTACIÓN DEL JIT ......................................... 76 FAMILIAS DE PRODUCTOS....................................................................... 76 TAKT TIME Y TIEMPO DE CICLO PLANIFICADO .............................. 80 FLUJO CONTINUO MEDIANTE CÉLULAS EN U ................................ 82 — Trabajo en split ..................................................................................... 85 — Trabajo en nagare ................................................................................. 86 — Trabajo en flujo inverso ....................................................................... 86 TABLA DE CAPACIDAD DEL PROCESO ............................................... 87 EQUILIBRADO DE LA CÉLULA ............................................................... 91 — Observaciones respecto del número de operarios por relevo ........ 96 ESTANDARIZACIÓN DEL CICLO DE TRABAJO DE LOS OPERARIOS .......................................................................................... 96 CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS CÉLULAS EN U ......................... 104 CONSIDERACIONES ADICIONALES SOBRE LAS CÉLULAS EN U ... 104 — Máquinas simples versus máquinas complejas ............................. 104 — Relevo 8-4-8-4 ...................................................................................... 106 — Flexibilidad de la célula en U ante variaciones de la demanda ..... 106 — Familia de productos con diferentes tiempos máquina ................ 119 — Familia de productos con diferentes contenidos de trabajo ......... 120 — Productos que omiten/saltan algún proceso .................................. 121 — Células en U aplicables a segmentos de la corriente de valor ...... 121 — Células de montaje en U .................................................................... 122 IX — Líneas de montaje transfer paletizadas versus células en U ........ 123 — Cajas de cartón y madera .................................................................. 124 — Polivalencia de los operarios de las células en U .......................... 125 LA CÉLULA EN U Y LA EFICIENCIA ................................................... 126 EFECTOS SECUNDARIOS DEL EXCESO DE INVENTARIO-LEAD TIME ..................................................................... 127 8. JUST IN TIME (II). EPEC Y SMED ........................................................ 129 EPEC (EVERY PRODUCT EVERY CYCLE) ........................................... 130 — Cálculo del EPEC ............................................................................... 130 — Método alternativo para calcular el EPEC ..................................... 133 — Reducir el EPEC ................................................................................. 134 — Una salvedad a la utilización del EPEC .......................................... 137 REDUCCIÓN DE LOS TIEMPOS DE CAMBIO (SMED) ..................... 138 — Paso 1. Descomponer el cambio en operaciones ............................ 138 — Paso 2. Separar las operaciones en «externas» e «internas» ......... 139 — Paso 3. Convertir operaciones internas en externas....................... 139 — Paso 4. Reducir las operaciones internas ......................................... 140 — Paso 5. Reducir las operaciones externas ........................................ 142 — Paso 6. Estandarizar el cambio.......................................................... 143 — Formato ................................................................................................ 143 — Medidas organizativas vs cambios en los medios físicos ............. 143 LA REDUCCIÓN DE LOS TIEMPOS DE CAMBIO Y LA EFICIENCIA ................................................................................................... 143 9. JUST IN TIME (III). PULL, FIFO LANE, SUPERMERCADOS Y KANBAN ................................................................................................ 147 PULL ............................................................................................................ 148 PULL MEDIANTE FIFO LANE ............................................................... 149 — Cálculo del WIP máximo en el FIFO lane ...................................... 150 — Conexión FIFO lane con un recurso compartido .......................... 151 PULL MEDIANTE SUPERMERCADO Y KANBAN ............................ 152 SISTEMA KANBAN CON TARJETA ÚNICA DE PRODUCCIÓN .... 153 — Cálculo del número de kanban de producción ............................. 155 — Dimensionamiento del supermercado ............................................ 157 — Inventario medio del supermercado ............................................... 157 SISTEMA KANBAN CON TARJETAS DE PRODUCCIÓN Y TRANSPORTE ........................................................................................ 158 — Cálculo del número de kanban de transporte ............................... 161 X — Dimensionamiento del carril dinámico en el punto de uso ......... 162 SISTEMA KANBAN CON SUMINISTRADORES ................................. 163 — Cálculo del número de kanban de suministro ............................... 166 CÓMO REPONER UN SUPERMERCADO INTERNO ......................... 168 — Tablero kanban con lotes variables ................................................... 168 — Cálculos del tablero kanban .............................................................. 171 TRIÁNGULO KANBAN - LOTES FIJOS ................................................. 172 — Cálculos para dimensionar el triángulo kanban ............................ 174 SISTEMA KANBAN DE DOBLE CAJA ................................................... 177 SISTEMA JUST IN SEQUENCE ................................................................ 178 OTROS TIPOS DE SEÑAL KANBAN ..................................................... 180 EL PACEMAKER (MARCAPASOS) ........................................................ 181 — MTO (Make To Order) ....................................................................... 182 — MTS (Make To Stock) ......................................................................... 183 — Sistema híbrido MTS y MTO ............................................................ 185 EL TRANSPORTE INTERNO DE LOS MATERIALES ......................... 187 — El operario de transporte ................................................................... 187 — Los supermercados a pie de célula y el water spider .................... 188 PULL MEDIANTE CONWIP .................................................................... 190 LOS SISTEMAS PULL Y LA EFICIENCIA .............................................. 194 10. HEIJUNKA. PRODUCCIÓN NIVELADA ............................................ 195 PASOS PARA NIVELAR LA PRODUCCIÓN ........................................ 196 — Nivelar el volumen ............................................................................. 197 — Nivelar la proporción ........................................................................ 198 — Mezclar ................................................................................................ 204 — Tablero de nivelación ......................................................................... 206 PACEMAKER MÁS FLEXIBLE QUE EL PROCESO PROVEEDOR ... 207 MEZCLAR PRODUCTOS QUE COMPARTEN COMPONENTES COMUNES .................................................................. 208 PROCESOS PROVEEDORES EXTERNOS .............................................. 209 HEIJUNKA Y LA EFICIENCIA ................................................................ 210 11. JIDOKA. AUTOMATIZACIÓN CON UN TOQUE HUMANO ...... 213 EL JIT REDUCE EL LEAD TIME Y EL JIDOKA DISMINUYE EL CONTENIDO TOTAL DE TRABAJO ................................................ 214 — Células chaku-chaku .......................................................................... 220 POKA-YOKE ............................................................................................... 221 ANDON ....................................................................................................... 223 XI JIDOKA Y LA EFICIENCIA ..................................................................... 224 12. VALUE STREAM MAPPING (VSM) Y MEJORA CONTINUA ...... 227 VSM (VALUE STREAM MAPPING) ....................................................... 227 METODOLOGÍA VSM .............................................................................. 230 — Seleccionar una familia de productos ............................................. 230 — VSM de la situación actual ............................................................... 231 — VSM de la situación actual con las ideas de mejora ...................... 237 — VSM de la situación futura ............................................................... 238 — Identificar los bucles pull en el mapa de la situación futura ....... 240 — Plan de mejora de la corriente de valor .......................................... 245 CICLO PDCA DE MEJORA CONTINUA .............................................. 246 — A3 report ............................................................................................. 247 — Estabilizar un proceso ....................................................................... 248 — Los cinco porqués .............................................................................. 249 GESTIÓN DE LA CORRIENTE DE VALOR .......................................... 250 — Equipos de trabajo y líderes de equipo .......................................... 252 AUTOR .............................................................................................................. 255 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 257 ÍNDICE TEMÁTICO........................................................................................ 261 XII Introducción «De los deseos, unos son naturales y necesarios y otros naturales y no necesarios, y otros ni naturales ni necesarios sino que resultan de una opinión sin sentido.» EPICURO, Máximas capitales, XXIX 1 Desde la aparición del primer fabricante de herramientas —el Homo habilis, hace unos 2.300.000 años— nuestra lista de deseos no ha dejado de crecer y sofisticarse. Muchos de esos deseos se proyectan sobre objetos físicos, sobre productos. Este libro no trata sobre los deseos; trata sobre cómo fabricar productos de forma eficiente, sin despilfarro. Unas fábricas emplean procesos continuos, otras producen diariamente decenas de miles de copias del mismo producto y otras tardan meses en fabricar una unidad de un producto. Este libro sobre lean manufacturing está orientado a la fabricación repetitiva de familias de productos mediante procesos discretos. El lean manufacturing es un paradigma que persigue la eficiencia en la fabricación de productos. Sus fundamentos fueron desarrollados de forma gradual en Toyota por Taiichi Ohno entre 1950 y 1975 aproximadamente. En el primer capítulo se exponen de forma resumida los orígenes del mismo. Epicuro, Obras completas (Ediciones Cátedra, 2007). Traducción de José Vara. 1 XIII Francisco Madariaga En el segundo capítulo se muestra una ley de la dinámica de sistemas —la ley de Little— y una ecuación de la teoría de colas —la ecuación VUT— que relacionan las principales variables que intervienen en la eficiencia de los sistemas de fabricación, y cuyo conocimiento previo es muy recomendable antes de abordar el lean manufacturing. El sistema de producción desarrollado por Ohno se centra en la eliminación del despilfarro: cualquier actividad que no aporta valor para el cliente y consume recursos (personas, materiales, máquinas…). Ohno observó que siete despilfarros (muda) y dos situaciones, sobrecarga (muri) y variación (mura), eran las principales causas de la improductividad de la fábrica. De forma empírica, sin basarse en modelos matemáticos, Ohno fue ideando y probando en la planta, a lo largo de tres décadas, diferentes metodologías para combatir las causas de la ineficiencia. Estas metodologías acabarían constituyendo los fundamentos del lean manufacturing clásico, los cuales se exponen en los capítulos 3 al 11, apoyándonos en la analogía que Toyota ideó para explicar su sistema de producción a sus proveedores: «La casa del lean manufacturing». Al final de cada capítulo se contrastan las metodologías y herramientas del lean manufacturing, desarrolladas de forma empírica para eliminar el despilfarro, con la ley de Little y la ecuación VUT para corroborar su efecto positivo en la mejora de la eficiencia de los sistemas de producción. A finales de los noventa se difunde en Occidente una potente metodología, procedente también de Toyota, denominada VSM, Value Stream Mapping (cartografía/mapa de la corriente de valor), que amplía la perspectiva del lean manufacturing clásico y traza el camino y los hitos para su implantación en la fábrica. El VSM se centra principalmente en la reducción del lead time y el inventario. Esta metodología se presenta en el último capítulo. Deliberadamente no se han traducido términos en inglés o japonés tales como just in time, takt time, lead time, uptime, split, FIFO lane, nagare, kanban, andon, poka-yoke… utilizados en la literatura especializada en lean manufacturing. La realidad de las fábricas es mucho más compleja que los ejemplos utilizados en el libro. Algunos de ellos se han acotado XIV Introducción dentro de condiciones deterministas, sin variación, y se han diseñado con ciertas simetrías, siempre con el propósito de simplificar su exposición y facilitar la comprensión de las metodologías del lean manufacturing al lector para que éste pueda aplicarlas con sentido común y de la forma más ortodoxa posible a la realidad de las fábricas. Mi deseo —ni natural ni necesario— es que este libro sea de utilidad para aquellas personas que estén involucradas en la mejora de la productividad de las fábricas, y agradezco de antemano las críticas y sugerencias, las cuales pueden enviarse a través del blog https://libros-leanmanufacturing.blogspot.com.es/. Bilbao, marzo de 2013 XV 1. Orígenes del lean manufacturing En este capítulo haremos un rápido recorrido por los hitos más relevantes acontecidos desde el inicio de la primera revolución industrial hasta la consolidación del lean manufacturing. LA PRIMERA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL La primera revolución industrial supuso el paso de la producción artesana a la producción en serie. Surgió en Inglaterra, a mediados del siglo XVIII, en la industria textil mediante la introducción de innovaciones que mecanizaron los telares manuales. En sus comienzos, la primera revolución industrial utilizó la energía hidráulica. Las fábricas, situadas junto a las orillas de los ríos, derivaban el agua para hacer girar una rueda principal, la cual, a través de un sistema de engranajes, ejes y poleas, transmitía la energía hidráulica a las máquinas (Figura 1-1). Debajo de cada eje propulsor se alineaban generalmente máquinas del mismo tipo. Este hecho quizá propició que, desde el principio, las fábricas estuviesen físicamente organizadas en grupos funcionales homogéneos (GFH). Figura 1-1. Fábrica accionada por energía hidráulica 1 Lean manufacturing Hoy en día, en casos muy concretos, en función del tipo de producto, volúmenes, maquinaria y procesos, puede seguir teniendo sentido la organización de la fábrica o una parte de ella en grupos funcionales homogéneos (Figura 1-2). Figura 1-2. Distribución en grupos funcionales homogéneos El escocés James Watt comercializó en 1776 el primer motor a vapor. La difusión del motor a vapor y la explotación de las minas de carbón hicieron posible que las fábricas sustituyeran paulatinamente la energía hidráulica por la energía procedente del carbón. Las fábricas dejaron de ubicarse necesariamente junto a los ríos. En 1801 se produjo otro avance importantísimo. El estadounidense Eli Whitney desarrolló nuevos métodos de trabajo para producir mosquetes a partir de piezas intercambiables. Dichos métodos se basaban en la fabricación de los componentes conforme a tolerancias, calibres y plantillas. Como consecuencia, Eli Whitney eliminó los laboriosos ajustes manuales que hasta esa fecha eran imprescindibles para ensamblar un arma. A partir de ese momento, los escasos artesanos expertos en el montaje de armas serían sustituidos por trabajadores no cualificados que, con un mínimo entrenamiento, montarían las armas en serie. Al comienzo de la revolución industrial, el hierro fundido remplazó a la madera en la fabricación de las máquinas. Un siglo más tarde, el convertidor patentado por Henry Bessemer (1856) y el horno Siemens-Martin permitieron transformar el arrabio y producir acero a gran escala. 2 1.Orígenes del lean manufacturing En 1851 se celebró una exposición internacional en el Crystal Palace de Londres donde los países más avanzados mostraron las nuevas máquinas y todo tipo de productos fabricados en serie, fruto de la revolución industrial: segadoras, máquinas de coser, armas de fuego, candados… LA SEGUNDA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL: LA PRODUCCIÓN EN MASA Tres personas destacaron por su contribución al desarrollo de la segunda revolución industrial: Frederick W. Taylor, Henry Ford y Alfred P. Sloan. Frederick W. Taylor Frederick Winslow Taylor (1856-1915) es el padre de la gestión científica del trabajo (1911). El taylorismo es un sistema de organización científica del trabajo basado en los siguientes principios: x Separación de la planificación del trabajo y la ejecución del trabajo (unos piensan y otros trabajan). x Creación de los departamentos de métodos y tiempos (los que piensan). x Análisis del trabajo mediante su división en elementos. x Medición de los elementos de trabajo mediante la utilización del cronómetro. x Asignación al trabajador de tareas cortas, repetitivas y fáciles de aprender. x Establecimiento de un sistema de primas en función de la cantidad producida. Hoy en día, el taylorismo no tiene ningún sentido en países e industrias avanzados. Sin embargo, dos de sus principios, el análisis y la medición del trabajo, siguen siendo válidos y son imprescindibles para el lean manufacturing. Al abandonar el taylorismo, muchas empresas desterraron de sus fábricas el uso del cronómetro y, por 3 Lean manufacturing consiguiente, el análisis del trabajo. A lo largo de este libro, especialmente en el capítulo dedicado a la estandarización, insistiremos en la importancia del control de la variable tiempo. Henry Ford Henry Ford (1863-1947) fundó en 1903 la Ford Motor Company, y en 1908 desarrolló el Modelo T. La segunda revolución industrial comenzó en 1913 con la producción en masa del Modelo T en la planta de Highland Park (Michigan). El Modelo T pasó de fabricarse de forma artesanal —el chasis del vehículo permanecía en un mismo sitio de principio a fin— a producirse en masa en una línea de montaje móvil. Los componentes se suministraban a cada puesto de montaje y el trabajador permanecía en su puesto repitiendo la misma tarea mientras los chasis de los vehículos se desplazaban frente a él. Ford redujo drásticamente los desplazamientos de los montadores. El tiempo necesario para montar un vehículo pasó de 12,5 horas a 93 minutos. Como contrapartida, el Modelo T estaba disponible únicamente en color negro. Tres avances hicieron posible la línea de montaje móvil. En primer lugar, los nuevos métodos de fabricación de componentes intercambiables desarrollados anteriormente por Eli Whitney. En segundo lugar, el progreso de máquinas y herramientas, capaces de mecanizar piezas previamente endurecidas, que hizo que los ajustes manuales mediante lima, posteriores al tratamiento térmico, fueran innecesarios. Por último, la aplicación de los métodos de la gestión científica del trabajo preconizados por Frederick W. Taylor. Los incrementos de productividad obtenidos con la línea de montaje móvil permitieron a Henry Ford ofrecer en 1914 una paga de 5 $ al día y reducir la jornada laboral de nueve a ocho horas de trabajo. Gracias a esas medidas consiguió disminuir la alta rotación de trabajadores y pudo introducir el tercer turno de trabajo. Asimismo, los incrementos de productividad obtenidos con la producción en masa del Modelo T posibilitaron una reducción de los precios de venta desde 825 $ (lanzamiento) hasta 260 $ (1924). Henry Ford, mediante la producción en masa, fabricó más coches y 4 1.Orígenes del lean manufacturing más baratos, e hizo posible que su Modelo T fuera asequible a la clase media americana. Alfred P. Sloan Alfred P. Sloan (1875-1966) fue nombrado vicepresidente de General Motors en 1918 y fue elegido presidente de la compañía en 1923. En 1921, GM tenía una cuota de alrededor del 12 % del mercado americano, dominado por Ford con aproximadamente un 55 %. En 1956, cuando Sloan dejó la presidencia, la situación se había invertido. GM había alcanzado una cuota de mercado superior al 50 %. Sloan aportó innovaciones en los campos del marketing y de la gestión. Desarrolló una amplia gama de productos a partir de cinco modelos básicos ―Chevrolet, Pontiac, Buick, Oldsmobile y Cadillac— con diferentes tamaños, carrocerías, motorizaciones, acabados y precios. Descentralizó la gestión mediante la creación de divisiones independientes, una para cada modelo, tratándolas como centros de beneficio, a la vez que mantenía un férreo control de los resultados desde las oficinas centrales. También descentralizó en divisiones independientes la producción de componentes, muchos de ellos comunes en los diferentes modelos de vehículos. El año de la retirada de Alfred P. Sloan (1956) coincidiría con el máximo esplendor de la producción en masa; casi el 100 % del mercado automovilístico americano estaba copado por The Big Three ―GM, Chrysler y Ford―. A partir de ese momento comenzaría el declive de la producción en masa y surgiría un nuevo modelo. El concepto de la línea de montaje móvil desarrollado por Ford sigue siendo válido hoy en día; sin embargo, la distribución en planta en grupos funcionales homogéneos, la búsqueda de óptimos locales, el «yo pienso, tú trabajas», la ejecución del trabajo manual en ciclos ultracortos y el trabajo a prima serían sustituidos por un nuevo paradigma. TPS (SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE TOYOTA) Hacia 1950 germina en Japón, en otra empresa de automóviles, un nuevo modelo productivo que superaría al de la producción en 5 Lean manufacturing masa: es el llamado TPS (Sistema de Producción de Toyota). Tres miembros de la familia Toyoda y el ingeniero Taiichi Ohno serían los principales protagonistas del nacimiento y desarrollo del nuevo paradigma. Sakichi Toyoda Sakichi Toyoda (1867-1930) dedicó su vida profesional al mundo de los telares. Siendo muy joven, en 1890, inventó un telar manual de madera más sencillo de utilizar que los existentes por aquel entonces en Japón. En 1910 emprendió un viaje por los centros textiles de Estados Unidos, durante el cual le llamó la atención el auge de los automóviles. A partir de su vuelta de América comenzó a madurar la idea de desarrollar la industria del automóvil en Japón. En 1924 patentó un telar automático ―el Modelo G― con dos innovaciones: un mecanismo de detección de la rotura del hilo y parada automática del telar, y un sistema de cambio de lanzadera sin necesidad de parar la máquina. Sakichi Toyoda encargó a su hijo Kiichiro la venta de la patente del Modelo G. Los conceptos que subyacen en la automatización del citado telar darían lugar al segundo pilar del Sistema de Producción de Toyota: el jidoka. Kiichiro Toyoda En 1929, Kiichiro Toyoda (1894-1952) emprendió un viaje por Estados Unidos y Europa con dos objetivos: negociar la venta de la patente del telar Modelo G y estudiar la industria del automóvil. La empresa británica Platt Brothers se haría con los derechos de la patente por un millón de yenes. Tras informar a su padre con todo detalle sobre la situación del automóvil, recibió instrucciones de éste para invertir el dinero de la patente en investigar la viabilidad de producir automóviles y competir con las plantas que Ford y GM habían abierto en Japón, cinco años antes, para montar vehículos a partir de componentes importados de USA (Togo & Wartman 1993, 37). 6 1.Orígenes del lean manufacturing En 1935, Kiichiro Toyoda consiguió fabricar un prototipo de automóvil, el A1, y un prototipo de camión, el G1. En 1937 fundó la empresa de automoción Toyota1 Motor Company, Ltd. Un año más tarde comenzaría la producción de camiones en una planta situada en Koromo, actualmente Toyota City, cerca de Nagoya. Se atribuye a Kiichiro Toyoda la primera mención escrita al concepto just in time (el primer pilar del Sistema de Producción de Toyota). La idea consistía en que para eliminar el despilfarro hay que fabricar solo lo que se necesita, cuando se necesita y la cantidad que se necesita. Después de la segunda guerra mundial, en 1950, la restricción de los créditos y la caída de las ventas provocaron una crisis financiera en Toyota. La empresa pactó con bancos y sindicatos el despido de 1.600 trabajadores. Kiichiro Toyoda se responsabilizó del fracaso de la compañía y dimitió como presidente. La dirección prometió que ésta sería la primera y última vez que un hecho como ése sucedería en Toyota. Este hito marcaría un «nuevo comienzo». Eiji Toyoda Inmediatamente después de encauzar la crisis descrita anteriormente, Eiji Toyoda (1913-2013), sobrino de Sakichi, visitó en 1950 las plantas de montaje y de fabricación de componentes de Ford Motor Company en el entorno de Detroit. En la planta River Rouge pudo observar los métodos de la producción en masa en su pleno apogeo. Tengamos en cuenta que, por aquellas fechas, Ford producía 8.000 coches al día entre todas sus plantas, mientras Toyota apenas producía 40 (Toyoda 1987, 109). De su estancia en USA concluyó que los medios y los métodos de la producción en masa no estaban disponibles y no eran aplicables para satisfacer las necesidades del mercado japonés de la posguerra (volúmenes pequeños y gran variedad de productos). La adopción del término Toyota en lugar del apellido Toyoda en el nombre de la compañía se debió a razones comerciales. 1 7 Lean manufacturing Eiji Toyoda promovió y apoyó la búsqueda de una alternativa a los métodos de la producción en masa basada en las ideas de Sakichi y Kiichiro: el Sistema de Producción de Toyota. En 1962, siendo Eiji Toyoda vicepresidente ejecutivo, los sindicatos y la dirección de Toyota firmaron una declaración cuyo propósito fue poner de manifiesto la confianza mutua que paso a paso habían construido a lo largo de los doce años transcurridos desde el despido de 1.600 trabajadores en 1950. En 1967, Eiji Toyoda fue nombrado presidente de Toyota. En 1982, cuando dejó la presidencia tras quince años en el puesto, Toyota ya era la tercera empresa fabricante de automóviles del mundo, tras GM y Ford, por delante de Chrysler. Taiichi Ohno Taiichi Ohno (1912-1990), nada más acabar en 1932 sus estudios de ingeniería mecánica, ingresó en la empresa Toyoda Spinning and Weaving. En 1943 fue transferido a Toyota Motor Company. En 1948 fue nombrado responsable de mecanizado en la planta de Koromo. En 1975 fue nombrado vicepresidente ejecutivo. Se retiró en 1978. Durante los treinta y cinco años que trabajó en Toyota, con el apoyo de Eiji Toyoda, desarrolló y puso en práctica, paso a paso, un nuevo sistema de producción. En 1978 Taiichi Ohno publicó el libro Toyota seisan hoshiki, traducido al inglés en 1988 con el título Toyota Production System: Beyond Large-Scale Production. Según Ohno, el objetivo del TPS (Sistema de Producción de Toyota) es la mejora de la eficiencia de la producción mediante la eliminación constante del despilfarro. Aunque en sus comienzos Toyota se centró en la eliminación continua del despilfarro en los procesos de fabricación, posteriormente ha extendido este concepto al resto de actividades de la compañía. LEAN MANUFACTURING En treinta años ―de 1950 a 1980―, las empresas automovilísticas japonesas pasaron de una producción insignificante a fabricar en 8 1.Orígenes del lean manufacturing Japón 7 millones de automóviles al año, de los cuales un 56 % se destinaba a la exportación y un 40 % de las exportaciones iba a los Estados Unidos (Ohno & Mito 1988, 13). El ingeniero John Krafcik, miembro del equipo de investigadores del MIT International Motor Vehicle Program (IMVP) que realizó un detallado estudio comparativo sobre las plantas de montaje de vehículos ubicadas en quince países, fue el primero en utilizar la expresión «lean production» para describir los nuevos métodos y técnicas de producción de las empresas automovilísticas japonesas, más eficientes que la producción en masa de las empresas americanas. La expresión «lean production» quedó definitivamente acuñada en 1990 en el libro The Machine that Changed the World, donde Womack, Jones y Roos ―autores del libro y directores del IMVP― expusieron de forma amena y didáctica el nuevo paradigma de producción de las empresas automovilísticas japonesas. Las expresiones «TPS (Sistema de Producción de Toyota)», «lean production», «lean manufacturing», «manufactura esbelta» y «producción ajustada» son sinónimas. De ahora en adelante utilizaremos preferentemente la expresión «lean manufacturing». El lean manufacturing es un nuevo modelo de organización y gestión del sistema de fabricación ―personas, materiales, máquinas y métodos― que persigue mejorar la calidad, el servicio y la eficiencia mediante la eliminación constante del despilfarro. El ámbito de aplicación idóneo para el lean manufacturing es la fabricación repetitiva de familias de productos mediante procesos discretos. Los volúmenes pueden ser grandes, medios o pequeños. Un número elevado de referencias a fabricar no es un obstáculo en sí mismo, y la complejidad de las rutas de los productos puede ser una gran oportunidad de mejora. Hoy en día, el término «lean» también se utiliza para calificar nuevas metodologías que persiguen la eliminación del despilfarro en otras áreas o actividades de la empresa: «lean office», «lean administration», «lean maintenance», «lean logistics», «lean design», «lean sales»… 9 2. El lead time, el inventario, la utilización y la variación Los métodos y técnicas del lean manufacturing fueron desarrollados por Taiichi Ohno a lo largo de treinta y cinco años, paso a paso, de forma empírica, mediante el contraste en la fábrica, por medio de prueba y error, de las ideas surgidas de la observación directa de los hechos. Taiichi Ohno creó el Sistema de Producción de Toyota (TPS) sin el soporte de grandes modelos matemáticos ni de grandes teorías; identificó el despilfarro como el enemigo público número uno de la eficiencia de las fábricas y fue ideando y experimentando un conjunto coherente de metodologías y herramientas para eliminarlo. En este capítulo se expone una ley de la dinámica de sistemas y una ecuación de la teoría de colas, ambas importantísimas, que relacionan las principales variables que intervienen en la eficiencia de los sistemas de fabricación: la producción, el lead time, el inventario, la utilización de los equipos, la variación y los tiempos de proceso. A lo largo de los próximos capítulos contrastaremos las metodologías y herramientas del lean manufacturing, desarrolladas de forma empírica para combatir el despilfarro, con la ley de Little y la ecuación VUT para corroborar su efecto positivo en la mejora de la eficiencia de los sistemas de producción. EL LEAD TIME La expresión «lead time» tiene diferentes acepciones. Por ejemplo: x Lead time pedido-entrega: es el tiempo que transcurre desde que se recibe el pedido de un producto hasta su entrega al cliente. 11 Lean manufacturing x Lead time pedido-envío: es el tiempo que discurre desde la recepción del pedido de un producto hasta su expedición. x Lead time de fabricación: es el tiempo que transcurre desde la llegada a la fábrica de la materia prima de un producto hasta que éste, una vez terminado, es expedido. Es decir, es el tiempo que el producto invierte dentro de la fábrica. Dentro del lead time de fabricación se incluiría el tiempo consumido en las subcontrataciones intermedias si las hubiera. x Lead time de un lote en atravesar un proceso: es el tiempo que pasa desde la llegada del lote hasta que la última pieza del mismo es procesada. LA LEY DE LITTLE La ley de Little —demostrada en 1961 por John D. C. Little (1928-2024), profesor del MIT Sloan School of Management— es una ley fundamental de los sistemas dinámicos, la cual, aplicada a un sistema de fabricación, relaciona las medias a largo plazo del flujo de producción (unidades/tiempo), el inventario (unidades) y el lead time (tiempo): ݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫൌ ܲ ݊×݅ܿܿݑ݀ݎൈ ݈݁ܽ݀݁݉݅ݐ El ejemplo de la Figura 2-1 representa una fábrica que produce una media de 4 unidades/semana de una familia de productos. Si sabemos que el inventario medio es de 28 unidades, aplicando la ley de Little podemos deducir que el lead time medio de fabricación es igual a: ݁݉݅ݐ݀ܽ݁ܮൌ ݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫ ʹͺݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑ ൌ ൌ ݏܽ݊ܽ݉݁ݏ ܲ ݊×݅ܿܿݑ݀ݎͶݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑȀܽ݊ܽ݉݁ݏ Si despejamos el término «producción» en la ley de Little, tendremos: ܲ ݊×݅ܿܿݑ݀ݎൌ ݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫ ݁݉݅ݐ݀ܽ݁ܮ Volviendo al ejemplo de la Figura 2-1, la ley de Little nos dice que, sobre el papel, es factible producir 4 unidades/semana con diferentes parejas de valores de inventario y lead time, por ejemplo: 12 2. El lead time, el inventario, la utilización y la variación 28/7, 24/6, 20/5, 16/4, 12/3… Es obvio que, a igualdad del resto de condiciones, es más eficiente producir 4 unidades/semana con un inventario de 12 unidades y 3 semanas de lead time que con un inventario de 28 unidades y 7 semanas de lead time. Si la producción se mantiene constante, el lead time y el inventario están enlazados entre sí; son dos manifestaciones de un mismo fenómeno. Figura 2-1. Ley de Little La ley de Little puede aplicarse a una máquina, una célula, una sección, una fábrica, un almacén, a la familia de productos X, a los productos del cliente Z… siempre y cuando: 1) no haya pérdidas significativas (chatarra, piezas NOK) en el sistema elegido, 2) no haya una tendencia significativa hacia arriba o hacia abajo en el flujo de producción durante el intervalo de tiempo (suficientemente largo) analizado, y 3) expresemos en unidades coherentes las medias del inventario, flujo de producción y lead time. El inventario puede expresarse en unidades físicas de producto, número de órdenes de fabricación (OF´s), horas de mano de obra directa (MOD), €, Kg, etc. LA VARIACIÓN La variación es inherente a la naturaleza; está presente en todos los ámbitos de la realidad, por lo tanto, está también presente en los seis inputs (6M) de un proceso de fabricación: persona (man), máquina, material, método, medio/entorno y medios de medición (Figura 2-2). Por ejemplo, la variación está presente en las siguientes variables: x El tiempo entre llegadas de los lotes a la máquina, procedentes del proceso anterior. 13 Lean manufacturing x x x x x El tamaño de los lotes. El tiempo de cambio de referencia. El tiempo de ciclo unitario. El tiempo entre averías de la máquina. La duración de las averías de la máquina… Figura 2-2. Los seis inputs de un proceso de fabricación El coeficiente de variación (CV) El coeficiente de variación de una determinada característica «x» es una medida objetiva de su variación, y es igual al cociente de la desviación estándar σx entre la media X. ߪ ݔܸܥൌ ݔ ܺ En función del valor del coeficiente de variación clasificaremos la variación de la característica «x» en: x Variación alta x Variación media x Variación baja CVx > 1,33 0,75 ≤ CVx ≤ 1,33 CVx < 0,75 LA ECUACIÓN VUT Hemos visto cómo la ley de Little relaciona el flujo de producción, el lead time y el inventario. A continuación vamos a exponer la ecuación VUT o ecuación de Kingman (Spearman & Hopp 2008, 288), aplicable a un sistema abierto compuesto por un proceso hacia el cual empujamos (push) trabajos/lotes que esperan en la cola 14 2. El lead time, el inventario, la utilización y la variación (Figura 2-3). Esta ecuación relaciona el lead time con la variación y la utilización. Previamente, definiremos cada uno de sus términos. Figura 2-3. Llegada de lotes a la máquina M Tiempo de proceso de los lotes Definimos el «tiempo de proceso de un lote» como el tiempo que transcurre desde que se inicia el cambio de referencia hasta la terminación de la última pieza del lote. Es importante señalar que, en la ecuación VUT, el tiempo de proceso de un lote incluye el tiempo de cambio, el tiempo de procesar todas las unidades del lote y todas las pérdidas de tiempo incurridas entre tanto (averías, falta de operario, reprocesos, etc.). ܶܲ ݏ݁ܿݎൌ ܶ ܾ݅݉ܽܥ ݁ݐܮൈ ܶ ݈ܿ݅ܥ ܶܲ±ݏܽ݀݅݀ݎ Si anotamos los tiempos de proceso de los diferentes lotes que pasan por la máquina M a lo largo de un periodo de tiempo representativo, podremos calcular su media T, su desviación estándar σ T y su coeficiente de variación: ߪ ܸܶܥൌ ܶ ܶ Tiempo entre llegadas de los lotes De la misma forma, si anotamos los tiempos entre llegadas de los diferentes lotes que se procesan en la máquina M a lo largo del mismo periodo de tiempo, podremos calcular su media T LL, su desviación estándar σLL y su coeficiente de variación: ߪ ܮܮܸܥൌ ܮܮ ܶܮܮ 15 Lean manufacturing La utilización La utilización media «u» de la máquina M será igual al cociente entre el tiempo de proceso medio T y el tiempo entre llegadas medio TLL: ݑൌ ܶ ܶܮܮ Por ejemplo, si la media de los tiempos de proceso de los lotes (T) es igual a 6 horas y la media de los tiempos entre llegadas de los lotes (TLL) es 8 horas, la utilización media es: ݑൌ ܶ ൌ ൌ Ͳǡͷ ൌ ͷΨ ܶ ܮܮͺ Este dato quiere decir que la máquina «está sin utilizar» —sin trabajo, esperando la llegada de nuevos lotes— un 25 % de su tiempo. Es importante notar que, debido a cómo hemos definido previamente el tiempo de proceso de los lotes, el concepto utilización «u» considera que la máquina está siendo utilizada cuando estamos cambiando de referencia, procesando un lote, reprocesando algunas unidades defectuosas del lote o la máquina está parada, ya sea porque se ha averiado o porque se ha ausentado el operario. Espera de los lotes El tiempo de espera medio de lotes E para comenzar a ser procesados en la máquina M viene dado por la ecuación VUT de la teoría de colas (Suri 1998, 162) (Hopp 2008, 30): ܧൌ ܸ ൈ ܷ ൈ ܶ Donde: 2 2 x V = factor amplificador de la variación = ½ (CVT + CVLL ) V es igual a la semisuma de los cuadrados de los coeficientes de variación de los tiempos de proceso y de los tiempos entre llegadas de los lotes. x U = factor amplificador de la utilización = u/(1-u) 16 2. El lead time, el inventario, la utilización y la variación Cuando la utilización «u» tiende a la unidad, U tiende hacia infinito. x T = media de los tiempos de proceso de los lotes (tiempo de cambio + tiempo de proceso de todas las unidades del lote + pérdidas incurridas). Lead time de los lotes en atravesar el proceso Finalmente, el lead time medio LT de los lotes en atravesar el proceso de la máquina M será igual a la espera media E más el tiempo de proceso medio T. ܶܮൌ ܧ ܶ ൌ ܸܷܶ ܶ A continuación mostramos un ejemplo numérico de la aplicación de la ecuación VUT. En la Figura 2-4 se exponen los datos de un muestreo representativo de los lotes que se procesan en la máquina M (Figura 2-3). Los resultados de la ecuación VUT se presentan en la Figura 2-5. Si el muestreo ha sido representativo, podemos estimar que, en la máquina M, la espera media de los lotes antes de ser procesados es E = 62,20 horas, el tiempo de proceso medio de los lotes es T = 32,09 horas, y el lead time medio de los lotes es LT = 94,29 horas. Figura 2-4. Datos de los lotes procesados en la máquina M 17 Lean manufacturing Figura 2-5. Resultados de la ecuación VUT en la máquina M Efecto de la variación y la utilización en el lead time En el siguiente ejemplo (Figura 2-6) hemos representado, según la ecuación VUT, el efecto en el lead time LT de la utilización «u» y el factor amplificador de la variación V de los tiempos de proceso y tiempos entre llegadas. El gráfico está particularizado para un tiempo de proceso medio de los lotes T = 10 horas y tres niveles de variación (alta V = 3, media V = 1 y baja V = 0,3). De la observación del gráfico podemos extraer las siguientes conclusiones: x Dado un determinado factor amplificador de la variación V, el lead time LT aumenta más rápido a medida que la utilización «u» de máquina se aproxima a la unidad. x El citado aumento es tanto mayor cuanto mayor sea el valor de V. Figura 2-6. Efecto de la utilización (u) y la variación (V) en el lead time 18 2. El lead time, el inventario, la utilización y la variación Efecto del tamaño medio de los lotes en lead time En la Figura 2-7 podemos observar un ejemplo del efecto en el lead time del tamaño medio de los lotes que llegan a la máquina. El gráfico se ha obtenido particularizando la ecuación LT = VUT+T para los siguientes valores: x El tiempo de cambio (TCambio) es el mismo para todas las referencias. x El tiempo de ciclo (T Ciclo), igual para todas las referencias, es 1 pieza cada 0,4 horas. x Para simplificar, supondremos que el término T Pérdidas = 0, es decir: ܶ ൌ ܶ ܾ݅݉ܽܥ ܶ ݈ܿ݅ܥή ݁ݐܮ x Los lotes de las diferentes referencias que llegan a la máquina equivalen a una cadencia de llegada de una pieza cada 0,5 horas.1 x Hemos supuesto un factor amplificador de la variación V = 1. ܶܮൌ ܸܷܶ ܶ ൌ ͳ ή ܷܶ ܶ ൌ ܶ ή ሺͳ ܷሻ ൌ ܶ ή ቀͳ ݑ ܶ ቁൌ ͳെݑ ͳെݑ Donde: ܶ ൌ ܶ ܾ݅݉ܽܥ ͲǡͶ ή ݁ݐܮ ݑൌ ൌ ܶ ܶ ܶ ݈ܿ݅ܥή ݈ܿ݅ܥܶ ݁ݐܮ ܾܶ݅݉ܽܥȀ݁ݐܮ ൌ ܾ݅݉ܽܥ ൌ ൌ ܶ ݈݈ܽ݀ܽ݃݁ܽ݅ܿ݊݁݀ܽܥ ܮܮή ݁ݐܮ ݈݈ܽ݀ܽ݃݁ܽ݅ܿ݊݁݀ܽܥ ͲǡͶ ܾܶ݅݉ܽܥȀ݁ݐܮ Ͳǡͷ La reducción del tamaño medio de los lotes que llegan a una máquina tiene dos efectos opuestos en el lead time. Por un lado, disminuye el tiempo de proceso medio T, lo cual reduce el lead time. Por otro lado, aumenta la utilización «u», lo cual incrementa el lead time. 1 Cadencia de llegada (0,5 h/pieza) = cadencia de salida (0,5 h/pieza) = flujo de producción (2 piezas/h) 19 Lean manufacturing Figura 2-7. Lead time en función del tamaño medio de los lotes En la Figura 2-7 podemos observar lo siguiente: x Se han representado tres curvas, correspondientes a tres tiempos de cambio: 7 horas, 5 horas y 3,5 horas. x Fijémonos en la curva correspondiente a un T Cambio = 7 h. Si partimos de una situación inicial con lotes grandes y reducimos paulatinamente el tamaño medio de los lotes que llegan a la máquina (sin variar la cadencia de llegada equivalente = 1 pieza cada 0,5 horas), el lead time irá disminuyendo hasta un determinado punto a partir del cual éste crecerá rápidamente. El lead time mínimo se corresponde con un tamaño medio de los lotes de aproximadamente 150 unidades. Esto se debe a que, para un TCambio = 7 h, la reducción del tamaño medio de los lotes por debajo de aproximadamente 150 unidades aumenta el lead time, ya que, a partir de ese punto, el efecto negativo del incremento de la utilización «u» es mayor que el efecto positivo de la reducción del tiempo de proceso medio T. x Para un mismo tamaño medio de los lotes que llegan a la máquina, el lead time disminuye al disminuir los tiempos de cambio. x Al disminuir los tiempos de cambio, disminuye el tamaño medio de los lotes que minimiza el lead time. Si nos fijamos en la curva correspondiente a un TCambio = 3,5 h, el lead time mínimo se corresponde con un tamaño medio de los lotes de aproximadamente 75 unidades. 20 2. El lead time, el inventario, la utilización y la variación PROPAGACIÓN DE LA VARIACIÓN AL PROCESO SIGUIENTE Supongamos dos procesos en serie (Figura 2-8). El primer proceso propaga la variación al proceso siguiente de la siguiente forma: 1. La media de los tiempos entre llegadas de los lotes a la máquina 2 es igual a la media de los tiempos entre salidas de la máquina 1 y a la media de los tiempos entre llegadas a la máquina 1. ܶ ʹܮܮൌ ܶܵͳ ൌ ܶͳܮܮ 2. La variación de los tiempos entre llegadas a la máquina 2 es igual a la variación de los tiempos entre salidas de la máquina 1. ʹܮܮܸܥൌ ͳܸܵܥ 3. La ecuación que expresa el coeficiente de variación de las salidas CVS1 de la máquina 1 (Suri 1998, 181, 519) (Spearman & Hopp 2008, 280) es la siguiente: ʹͳܸܵܥൌ ʹݑή ʹܸܶܥ ሺͳ െ ʹݑሻ ή ʹͳܮܮܸܥ Donde: — 0 < u < 1 es la utilización de la máquina 1. — CVLL1 es el coeficiente de variación de los tiempos entre llegadas a la máquina 1. — CVT es el coeficiente de variación de los tiempos de proceso de la máquina 1. Figura 2-8. Propagación de la variación al proceso siguiente 21 Lean manufacturing Cuando la máquina 1 tiene una utilización alta, u → 1, la variación propagada a la máquina 2 se aproxima a la variación de los tiempos de proceso de la máquina 1: ʹܮܮܸܥൌ ͳܸܵܥ՜ ܸܶܥ Cuando la máquina 1 tiene una utilización baja, u → 0, la variación propagada a la máquina 2 se aproxima a la variación de las llegadas a la máquina 1: ʹܮܮܸܥൌ ͳܸܵܥ՜ ͳܮܮܸܥ Finalmente, cuando el primer proceso tiene una utilización intermedia, por ejemplo u = 0,7, la variación propagada por la máquina 1 es una mezcla de la variación que recibe (CVLL1) y de su propia variación (CVT): ʹʹܮܮܸܥൌ ʹͳܸܵܥൌ ͲǡͶͻ ή ʹܸܶܥ Ͳǡͷͳ ή ʹͳܮܮܸܥ RESUMEN DE LA ECUACIÓN VUT Y LA LEY DE LITTLE A continuación se expone un resumen de las consecuencias que se pueden deducir de la ecuación VUT y la ley de Little: x LT = VUT+T — El lead time depende de T y del efecto amplificador combinado de V y u/(1-u) sobre T. — La variación, ya sea de los tiempos de proceso o de los tiempos entre llegadas de los lotes, amplifica el efecto negativo de una elevada utilización sobre el lead time. — La variación de los tiempos de proceso de los lotes depende de la variación de los tiempos de cambio, de las averías, de los reprocesos, de la variación en el tamaño de los lotes, de la variación de los tiempos de ciclo, etc. — Las averías aumentan T, aumentan la utilización «u» y aumentan la variación de los tiempos de proceso CVT. 22 2. El lead time, el inventario, la utilización y la variación — Una alta utilización de máquina y lead time pequeños solo son compatibles cuando la variación es reducida. — La reducción de los tiempos de cambio disminuye T y, por lo tanto, disminuye la utilización «u». — La reducción del tamaño medio de los lotes que llegan a una máquina, si no va acompañada de una reducción de los tiempos de cambio de ésta, tiene dos efectos opuestos sobre el lead time. Por un lado, disminuye el tiempo de proceso medio T, lo cual reduce el lead time. Por otro lado, al aumentar el número de lotes que llegan a la máquina, aumenta el número de cambios y la utilización «u», lo cual incrementa el lead time. Si partimos de una situación inicial con lotes grandes y reducimos paulatinamente el tamaño medio de los lotes que llegan a la máquina, el lead time irá disminuyendo hasta un determinado punto a partir del cual éste crecerá rápidamente. x Producción = Inventario/Lead time — Si el flujo/cadencia de producción se mantiene constante, la ley deLittle nos muestra que inventario y lead time están vinculados entre sí. — En términos generales, la combinación de alta variación, alta utilización de las máquinas y lotes grandes, se traduce en largos lead time y, de acuerdo a la ley de Little, en altos inventarios, lo cual degrada la eficiencia del sistema productivo. Como ya hemos mencionado anteriormente, a lo largo de los próximos capítulos comprobaremos mediante la ecuación VUT y la ley de Little de qué forma las metodologías y herramientas del lean manufacturing, pensadas para incrementar la eficiencia mediante la eliminación del despilfarro, mejoran el binomio lead time/inventario del sistema de fabricación. 23 3. La casa del lean manufacturing, la eficiencia y el despilfarro El lean manufacturing es un nuevo modelo de organización y gestión del sistema de fabricación que persigue la mejor calidad, el menor lead time y el menor coste mediante la eliminación continua del despilfarro. En la década de los setenta, Toyota desarrolló una analogía similar a la representada en la Figura 3-1 para enseñar su modelo productivo a sus proveedores. Los objetivos del lean manufacturing, expresados en el frontispicio de la casa, se sustentan sobre dos pilares: Just In Time (JIT) y Jidoka (automatización con un toque humano). Los pilares se apoyan sobre tres bases: Estabilidad, Estandarización y Heijunka (producción nivelada). La casa del lean manufacturing está construida sobre la confianza y cooperación entre dirección y trabajadores, el respeto y el liderazgo. A lo largo de los siguientes capítulos, seguiremos esta analogía para exponer las técnicas y metodologías del lean manufacturing. Figura 3-1. La casa del lean manufacturing 25 Lean manufacturing LIDERAZGO, RESPETO, CONFIANZA Y COOPERACIÓN La implantación de las metodologías y herramientas del lean manufacturing es muy sensible a la actitud y participación de las personas. Es imprescindible que la dirección lidere, impulse y apoye, con rigor y constancia, el lean manufacturing. Asimismo, para que los resultados sean sostenibles a largo plazo es necesario que dichas metodologías se apliquen en un entorno de respeto y confianza mutua entre la dirección y los trabajadores. El lean manufacturing persigue la eliminación del despilfarro, no pretende suprimir personas. Si como resultado de la eliminación continua del despilfarro fuéramos prescindiendo paulatinamente de personas, sería muy difícil construir un entorno de respeto, confianza y cooperación. Si pensamos abordar seriamente un proyecto de lean manufacturing, es necesario prever que la reducción del despilfarro, la reducción de costes y la consiguiente liberación de recursos deberán ir acompañados a medio plazo de un crecimiento del número de clientes, de nuevos productos y de nuevas ventas. La confianza es clave En Toyota, el personal fijo sabe que su cooperación en la eliminación continua del despilfarro no pone en peligro su puesto de trabajo, todo lo contrario. También sabe que, en caso de dificultades excepcionales, la dirección agotará todas las posibilidades antes de recurrir al despido forzoso. Así ha sido durante la crisis/recesión iniciada en el verano del 2008. Toyota, primer fabricante mundial de automóviles, entró en pérdidas (4.000 millones de $) en el año fiscal 2009, por primera vez desde 1950. Un año después, Toyota volvió a los beneficios sin recurrir al despido forzoso de su personal fijo (Liker & Ogden 2011, 25, 35, 60). Hay que decir que Toyota suele contar normalmente con un margen amplio de horas extra y personal eventual. En palabras de Eiji Toyoda: «La confianza es clave». 26 3. La casa del lean manufacturing, la eficiencia y el despilfarro EFICIENCIA La eficiencia de una fábrica o de un proceso industrial se mide mediante indicadores basados en el cociente de los resultados obtenidos entre los recursos empleados (Figura 3-2). ݂ܽ݅ܿ݊݁݅ܿ݅ܧൌ ܴ݁ݏ݀ܽݐ݈ݑݏሺݏݐݑݐݑሻ ܴ݁ܿݏݏݎݑሺ݅݊ݏݐݑሻ Figura 3-2. La eficiencia En general, cuando pretendemos mejorar la eficiencia de un proceso industrial pensamos en maximizar los resultados a obtener a partir de unos recursos disponibles. ݂ܽ݅ܿ݊݁݅ܿ݅ܧൌ ܴ݁ݏ݀ܽݐ݈ݑݏሺ݉ܽݎܽݖ݅݉݅ݔሻ ܴ݁ܿݏ݈ܾ݁݅݊ݏ݅݀ݏݏݎݑ Mejorar la eficiencia mediante el aumento de los resultados tiene sentido en épocas de prosperidad o en mercados en crecimiento. Desgraciadamente, los periodos de crecimiento se suelen alternar con periodos de estancamiento y recesión, durante los cuales no es válida la citada fórmula para mejorar la eficiencia. Quizá no sea casualidad que el Sistema de Producción de Toyota (TPS) iniciase su andadura en el Japón de principios de la década de los cincuenta, en tiempos de penuria. En términos generales, el lean manufacturing aborda la mejora de la eficiencia desde otra perspectiva: trata de conseguir los resultados esperados minimizando los recursos a utilizar. ݂ܽ݅ܿ݊݁݅ܿ݅ܧൌ ܴ݁ݏ݀ܽݎ݁ݏ݁ݏ݀ܽݐ݈ݑݏ ܴ݁ܿݏݏݎݑሺ݉݅݊݅݉݅ݎܽݖሻ 27 Lean manufacturing Esta opción, que presenta más dificultades y requiere nuevas destrezas, tiene sus ventajas. Si una empresa es capaz de mejorar la eficiencia en tiempos de estancamiento, probablemente no tendrá dificultades en seguir haciéndolo en épocas de bonanza. El camino inverso es más difícil. Finalmente, no debemos confundir eficacia y eficiencia. Los indicadores de eficacia de un proceso industrial miden exclusivamente el grado de consecución de los resultados esperados, sin relacionarlos con los recursos empleados. Un proceso puede ser muy eficaz (consigue los resultados) pero muy poco eficiente (despilfarra recursos). Por ejemplo: x Entregamos nuestros productos al cliente con un nivel de «ppm» (partes defectuosas por millón) inferior al acordado, pero a costa de emplear un «batallón» de personas inspeccionando o reprocesando los productos a la salida del proceso. x Nuestro cliente está satisfecho con el nivel de servicio (% de pedidos entregados dentro de plazo), pero lo conseguimos a costa de contratar frecuentes transportes urgentes. VALOR AÑADIDO Y DESPILFARRO En sentido estricto, un proceso industrial añade valor únicamente durante el tiempo en el que modifica la forma o las propiedades del producto para lograr los requisitos que el cliente valora. En determinados procesos industriales, el valor añadido (VA) es aportado por la máquina, y en otros, el VA es aportado por el operario. El despilfarro,1 en japonés «muda», es cualquier actividad que consume recursos (aumenta el coste) y no añade valor (NVA) para el cliente. Es importante diferenciar entre despilfarro (en inglés, «waste») y pérdidas (en inglés, «losses»). El concepto «pérdidas» se expone en el capítulo dedicado al TPM. 1 28 3. La casa del lean manufacturing, la eficiencia y el despilfarro En términos generales, podemos decir que el lean manufacturing persigue la mejora de la eficiencia del sistema de fabricación actuando sobre el lado de los recursos (denominador). Como los recursos principales del sistema de fabricación son personas, materiales y máquinas, el lean manufacturing tratará de eliminar los despilfarros relacionados con los citados recursos. ݂ܽ݅ܿ݊݁݅ܿ݅ܧൌ ܴ݁ݏ݀ܽݎ݁ݏ݁ݏ݀ܽݐ݈ݑݏ ܴ݁ܿ ܣܸ݊ܽݐݎܽ݁ݑݍݏݏݎݑ ݀݁ܣܸܰݏݎݎ݂݈ܽ݅ݏ En mercados transparentes y competitivos, el precio de venta viene fijado por el mercado. En estas circunstancias, para obtener beneficios tenemos que actuar sobre los costes. Por fortuna, en la mayoría de las fábricas, la proporción del coste de los recursos que realmente aportan valor añadido (VA) es muy pequeña, y hay enormes oportunidades de mejora en la eliminación del despilfarro (NVA). Véase la Figura 3-3. Figura 3-3. El coste de los recursos que añaden valor (VA) es muy pequeño Gemba Anteriormente hemos mencionado que Taiichi Ohno desarrolló las metodologías y técnicas del TPS de forma empírica, por medio del contraste prueba y error en la fábrica de las ideas surgidas de la observación directa de los hechos. Taiichi Ohno insistía en que, para poder resolver un problema o mejorar un proceso, debemos comprender con profundidad la situación real, y para ello debemos observar directamente los 29 Lean manufacturing hechos en el gemba. «Gemba» es una palabra japonesa que, en el contexto del lean manufacturing, significa «el lugar real/verdadero de la fábrica donde se crea valor». No debemos tomar decisiones basadas en las suposiciones de otras personas que no han estado en el gemba. En palabras de Fujio Cho —chairman honorario de Toyota—, «ve a mirar [al gemba], pregunta por qué, muestra respeto» (J. Womack 2011). Los siete despilfarros De la observación directa de los hechos en el gemba, Taiichi Ohno identificó siete despilfarros (muda): x Sobreproducción: producir por adelantado, producir más de lo que actualmente necesitan los procesos siguientes o el cliente. Genera exceso de inventario, movimientos innecesarios de materiales y operarios, oculta los defectos. Es el peor de los despilfarros. x Inventario innecesario: exceso de inventario de materias primas, componentes, producto en curso (WIP, Work In Process) y producto terminado; más inventario del necesario para satisfacer la demanda del cliente. x Movimientos innecesarios de materiales: exceso de movimientos causados por un layout deficiente, la producción en lotes, el inventario... x Espera del operario: el operario espera a que la máquina termine su ciclo, espera materiales, espera a que arreglen la máquina, espera instrucciones... x Movimientos del operario que no añaden valor: movimientos del operario que no modifican la forma o las propiedades del producto. Por ejemplo, andar para traer utillajes y materiales, buscar una herramienta, cargar una pieza en la máquina, amarrar una pieza en el utillaje, descargar una pieza de la máquina… x Defectos, selecciones, reprocesos y chatarra: los defectos representan un despilfarro de material y esfuerzo humano. Los defectos dan lugar a selecciones, reprocesos y chatarra. La sobreproducción amplifica su efecto. La combinación de defectos y altos inventarios pueden generar costosísimas selecciones y 30 3. La casa del lean manufacturing, la eficiencia y el despilfarro segregaciones en la fábrica (controlled shipping level 1) y en casa del cliente (controlled shipping level 2). x Sobreprocesos: procesos que transforman propiedades del producto que el cliente no aprecia. Son procesos innecesarios, que no añaden valor. Su origen está en productos o procesos mal diseñados: aplicar más puntos de soldadura de los necesarios, utilizar más tornillos de los necesarios, utilizar tornillos más largos de lo necesario, cordones de soldadura con más espesor que el necesario, mecanizar superficies con menos rugosidad de la necesaria… A estos siete despilfarros podemos añadir el empleo de máquinas más grandes, más complejas y/o más costosas de lo necesario, la ocupación de más espacio del necesario… Es conveniente resaltar que, con carácter general, el lean manufacturing prioriza la saturación del trabajador antes que la saturación de máquinas y equipos. Este punto es muy importante y se trata en detalle en los capítulos dedicados al just in time. Despilfarro del conocimiento Ya se ha mencionado anteriormente que la implantación de los métodos y técnicas del lean manufacturing es muy sensible a la participación de las personas. Además de los despilfarros enumerados en el apartado anterior, hay un despilfarro inmaterial, probablemente el más importante y el más extendido: el despilfarro del conocimiento. Incurrimos en él cuando no facilitamos a las personas la posibilidad de aportar sus capacidades y experiencia para mejorar los procesos y resolver problemas. Indica falta de respeto y confianza; valores estos sobre los que debe construirse un proyecto lean. EL TRABAJO MANUAL Si analizamos el trabajo manual de un operario que interviene en un proceso industrial, podemos clasificar sus movimientos en tres categorías (Figura 3-4): 31 Lean manufacturing x Valor Añadido (VA): movimientos del operario que modifican la forma o las propiedades del producto para conseguir los requisitos que el cliente valora. x No Valor Añadido Necesario (NVAN): movimientos del operario que no añaden valor para el cliente (no modifican la forma o las propiedades del producto) pero son necesarios según el estado actual de la técnica. Son necesarios mientras no se modifiquen el diseño del producto, la máquina, el utillaje o la herramienta. Por ejemplo, cargar una pieza en la máquina, soltar una pieza del utillaje, tomar un componente para ensamblarlo… x No Valor Añadido Innecesario (NVAI): movimientos del operario que no añaden valor para el cliente, son superfluos y pueden eliminarse fácilmente del proceso. Por ejemplo, andar varios pasos para capturar un componente, buscar una herramienta… Es conveniente resaltar que en un proceso semiautomático, en el cual se ha automatizado solo la operación que añade valor a la pieza (el VA es aportado por la máquina), el trabajo manual de descargar, cargar y accionar el pulsador de marcha no añade valor pero es necesario (NVAN). De la misma forma, el trabajo del personal indirecto que apoya un proceso industrial siempre será No Valor Añadido (NVA); una parte del mismo será necesaria para mantener una buena eficiencia del proceso, y otra parte quizá sea superflua. Figura 3-4. Movimientos del operario en un proceso manual 32 3. La casa del lean manufacturing, la eficiencia y el despilfarro MURA, MURI Y MUDA El TPS distingue dos situaciones en la fábrica, mura y muri, que generan despilfarro (muda) y, por lo tanto, conviene evitarlas: x Mura: variación en los procesos productivos. Nos obliga a sobredimensionar los recursos —personas, equipos y materiales— para la situación más desfavorable o a sobrecargar los recursos existentes. x Muri: sobrecarga de personas y/o máquinas. La sobrecarga de las máquinas genera averías y defectos. La sobrecarga de las personas genera problemas de seguridad y calidad. En el ejemplo de la Figura 3-5, el cliente demanda 8 piezas cada 2 días. El proceso T trabaja a un turno y tiene una capacidad de 4 piezas/turno. El suministro diario de piezas al proceso T presenta mura (variación), lo cual un día provocará muda (desocupación, despilfarro del tiempo de la máquina y el operario) y otro día provocará muri (sobrecarga, prisas, horas extra…), lo cual provocará a su vez más despilfarro (averías, accidentes…). Como alternativa, la variación (mura) en el suministro diario de piezas al proceso T podría «pagarse» mediante otro tipo de despilfarro (muda): inventario a la entrada del proceso T. Figura 3-5. Mura, muri y muda 33 Lean manufacturing EL LEAN MANUFACTURING Y LA VARIACIÓN En el apartado anterior hemos visto cómo el TPS, en sus orígenes, a partir de la observación en el gemba, sin construir modelos matemáticos, identifica de forma práctica cómo la variación (mura) está detrás de una parte de los despilfarros. Teniendo esto en cuenta, podemos precisar que el lean manufacturing es un conjunto coherente de metodologías y técnicas que tiene como objetivo mejorar la calidad, el lead time y la eficiencia del sistema de producción mediante la eliminación constante del despilfarro, ya sea de forma directa o bien a través de la reducción de la variación (mura). En términos generales, la literatura especializada sobre el lean manufacturing dedica mucho espacio al despilfarro, mientras la variación pasa casi desapercibida. En el capítulo anterior, las ecuaciones de la teoría de colas y la dinámica de sistemas nos muestran cómo la variación está detrás de uno de los despilfarros más graves, el binomio lead time/inventario, causa a su vez de otros despilfarros (defectos ocultos, movimientos de personas y materiales, etc.). En los capítulos siguientes se prestará atención al efecto de las herramientas y metodologías del lean manufacturing tanto sobre los despilfarros como sobre la variación. 34 4. Estabilidad (I). Las cinco S ESTABILIDAD El primer cimiento de la casa del lean manufacturing es la estabilidad de los procesos. La estabilidad persigue la eliminación del despilfarro y la reducción de la variación en la máquina y en su entorno (el puesto de trabajo) mediante la aplicación de dos metodologías: las cinco S y el TPM (Mantenimiento Productivo Total). LAS CINCO S La expresión «cinco S» proviene de las cinco palabras japonesas seiri (separar), seiton (ordenar), seiso (limpiar), seiketsu (control visual) y shitsuke (disciplina), que resumen los cinco pasos a seguir para implantar esta metodología. Las cinco S son una metodología enfocada a mejorar las condiciones del puesto de trabajo, que propicia: 35 Lean manufacturing x Mejorar la seguridad y calidad. x Reducir las averías. x Reducir los tiempos de cambio (muda) y su variación (mura) al eliminar las búsquedas y minimizar desplazamientos a la hora de manipular los utillajes y herramientas necesarios para el cambio. x Reducir el tiempo de ciclo del operario y su variación (mura) al disponer de forma adecuada las herramientas y útiles necesarios para realizar el ciclo de trabajo. Las cinco S no son zafarranchos de limpieza ni una cuestión estética. Las cinco S son una metodología muy sencilla que requiere, como el resto de metodologías del lean manufacturing, rigor y constancia. Las cinco S son el paso previo a la implantación del TPM (Mantenimiento Productivo Total). Figura 4-1. Los cinco pasos de las cinco S Para implantar las cinco S en un área piloto previamente elegida, seguiremos los cinco pasos de la Figura 4-1. Separar (seiri) Este primer paso consiste en separar los elementos del puesto de trabajo en dos categorías: necesarios e innecesarios. Son innecesarios aquellos elementos que no prevemos utilizar a corto y medio plazo en las actividades normales de producción. Los elementos innecesarios entorpecen la utilización de los elementos necesarios y son una fuente de variación. 36 4. Estabilidad (I). Las cinco S Una vez realizada la separación, retiraremos del puesto de trabajo todos los elementos innecesarios. Aquellos elementos sobre los cuales tengamos dudas sobre su utilización futura, se identificarán, listarán y custodiarán en un almacén temporal. Pasado un tiempo determinado, tomaremos una decisión firme sobre su categoría: necesarios o innecesarios (véase Figura 4-2). Figura 4-2. Separar elementos innecesarios y necesarios Ordenar (seiton) Una vez eliminados los objetos innecesarios, ubicaremos e identificaremos los elementos necesarios de tal forma que el operario los pueda encontrar, utilizar y reponer en su sitio fácilmente: x Definiremos una ubicación para cada elemento necesario. Un sitio para cada objeto y cada objeto en su sitio. Dispondremos los elementos necesarios de forma ergonómica, y aquellos que se utilicen frecuentemente los colocaremos más próximos al lugar de uso. x Identificaremos mediante símbolos las ubicaciones de los objetos necesarios. Los símbolos pueden ser siluetas pintadas, huecos con la forma del elemento, iconos, colores, nombres, referencias… x La identificación puede ser macro vertical (símbolos en paredes), macro horizontal (símbolos en el suelo) y micro (pequeños símbolos en paneles de herramientas, estanterías…). 37 Lean manufacturing El desorden ocasiona búsquedas y desplazamientos innecesarios. Las búsquedas son un despilfarro de tiempo en sí mismas y una fuente de variación. El orden contribuye directamente a la eliminación de las búsquedas y la reducción de los desplazamientos del operario, y nos permite conocer en todo momento si nos falta algún elemento necesario. El orden reduce el despilfarro y la variación. Limpiar (seiso) Una vez ordenados los elementos necesarios daremos el tercer paso. Para ello llevaremos a cabo las siguientes tareas: x Eliminar los focos de suciedad: fugas de aceite, agua, taladrina… x Evitar la dispersión de la suciedad: bandejas de recogida de aceite, pantallas para evitar la caída al suelo de viruta, granalla… x Facilitar el acceso a los lugares de difícil limpieza o bien evitar la entrada de suciedad en dichos lugares. x Realizar de forma correcta los arreglos improvisados llevados a cabo con cartones, cinta adhesiva, bridas de plástico, alambres, cuerdas, maderas… x Sustituir los elementos estropeados o rotos. x Definir e implantar un procedimiento de limpieza. La suciedad es una de las principales causas de las averías, ya que dificulta la detección de situaciones anómalas y provoca el deterioro acelerado de componentes. La tercera S contribuye directamente a la reducción de las averías, las cuales son un despilfarro de tiempo en sí mismas y una fuente de variación. Control visual (seiketsu) Una vez implantados los tres primeros pasos, definiremos estándares (una referencia con la que comparar) claros y simples para el control visual del puesto de trabajo, de tal forma que las situaciones anómalas resulten obvias. Para ello, hay que: 38 4. Estabilidad (I). Las cinco S x Delimitar los rangos de funcionamiento (zonas verdes y rojas) en los instrumentos indicadores de presión, amperaje, temperatura… x Definir el nivel mínimo y máximo en los visores de aceite. x Identificar en los puntos de llenado los tipos de aceites y lubricantes a emplear. x Identificar, mediante colores y flechas, el tipo de fluido y sentido del flujo en tuberías y conducciones. x Identificar el estado de las llaves de paso: normalmente abiertas (color verde) o normalmente cerradas (color rojo). x Marcar cantidades mínimas y máximas para controlar visualmente los stocks de consumibles utilizados en el puesto de trabajo. x Sustituir, donde sea posible, los carenados de chapa por tapas de policarbonato transparente para poder inspeccionar el estado de elementos internos de la máquina como correas, cadenas… Figura 4-3. Estándares para el control visual de situaciones anómalas Disciplina (shitsuke) La disciplina consiste en mantener los estándares establecidos en los cuatro pasos anteriores. La tarea de esta fase se ciñe a la realización de auditorías periódicas y acciones correctoras para asegurarnos de que se alcanza y mantiene el nivel de cinco S deseado. 39 Lean manufacturing Para implantar las cinco S en un área piloto, necesitaremos un panel de gestión donde, para cada S, mostraremos su definición, ejemplos con fotos del antes y el después, una lista de acciones realizadas/pendientes y un indicador. Una vez que las cinco S hayan sido implantadas y nos hayamos asegurado de que los resultados se mantienen a lo largo del tiempo, podremos retirar el panel de gestión. No obstante, seguiremos realizando auditorías periódicas y mantendremos un indicador global de la evolución de las cinco S. Son frecuentes los fracasos en la implantación y mantenimiento de las cinco S, generalmente debidos a la falta de visión, rigor y constancia por parte de la dirección. Si no alcanzamos y mantenemos un nivel correcto de cinco S será muy difícil avanzar en la implantación de otras metodologías del lean manufacturing. En términos generales, no es acertado centrarse en una herramienta o metodología del lean manufacturing y extenderla a lo largo y ancho de toda la fábrica. Este tema se trata con más detalle en el último capítulo, dedicado a la forma de abordar la implantación del lean manufacturing en la empresa. LAS CINCO S Y LA EFICIENCIA En este capítulo se ha expuesto cómo las cinco S contribuyen directamente, entre otras cosas, a la eliminación de las búsquedas y desplazamientos innecesarios y a la reducción de las averías. Cuando buscamos un elemento que necesitamos para realizar un cambio de referencia, no sabemos cuánto tiempo vamos a emplear en encontrarlo: diez segundos, cinco minutos, media hora, o, simplemente, puede que no lo encontremos. Las búsquedas son un despilfarro directo del tiempo del operario (muda) y una fuente de variación (mura). Lo mismo podemos decir sobre las averías. Recordemos el significado de los términos de la ecuación L T = = VUT+T: x El término T (media de los tiempos de proceso de los lotes en la máquina), por definición, incluye el tiempo de cambio, el tiempo 40 4. Estabilidad (I). Las cinco S de procesar todas las unidades del lote y el tiempo perdido en averías, reprocesos, etc. x U = u/(1-u), donde u = T/TLL. x TLL es la media de los tiempos entre llegadas de los lotes a la máquina (factor externo, ajeno a la máquina). x V = ½ (CVT2 + CVLL2) = semisuma de los cuadrados de los coeficientes de variación de los tiempos de proceso T y de los tiempos entre llegadas T LL. A continuación analizamos el efecto de las cinco S sobre los términos de la ecuación VUT: x Al eliminar las búsquedas, se reducen los tiempos de cambio y por lo tanto disminuye T. x Un puesto de trabajo manual ordenado ayuda a reducir el tiempo de ciclo, con lo cual, en estos casos, también disminuye T. x Al disminuir T, se reduce la utilización «u», y por lo tanto disminuye su factor amplificador U. x Al eliminar las búsquedas, se reduce la variación en los tiempos de cambio y por lo tanto disminuye la variación de T, es decir, disminuye uno de los componentes de V. x De igual modo, al reducir las averías, disminuyen T, U y V. x Al disminuir T, U y V, evidentemente, se reduce el lead time LT. Vemos pues cómo las cinco S, además de eliminar directamente determinados despilfarros (tiempo del operario en desplazamientos innecesarios, búsquedas, esperas…), tienen un efecto indirecto positivo en el lead time medio de los lotes en atravesar la máquina/puesto de trabajo y, de acuerdo a la ley de Little, en el inventario medio a la entrada de la citada máquina. 41 5. Estabilidad (II). TPM MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL (TPM) El Mantenimiento Productivo Total (TPM) es en sí mismo un paradigma de gestión del sistema productivo. El lean manufacturing no comparte el principal indicador que utiliza el TPM, el OEE (Overall Equipment Effectiveness), sin embargo aprovecha sus metodologías para conseguir estabilidad en la máquina. Seiichi Nakajima (1928-2015), miembro del JIPM (Japan Institute of Plant Maintenance), desarrolló el TPM a partir del mantenimiento preventivo, procedente de Estados Unidos, que él introdujo en Japón en 1951. Publicó Introduction to TPM (Total Productive Maintenance) (Nakajima 1988). El TPM comenzó a implantarse en empresas japonesas en la década de los setenta. Nippondenso —empresa participada por el grupo Toyota— fue la primera empresa en obtener en 1971 la certificación 43 Lean manufacturing TPM concedida por el JIPE (Japan Institute of Plant Engineers), organización predecesora del JIPM. Objetivos del TPM El TPM tiene por objetivo maximizar la eficiencia global de los equipos productivos, el OEE (Overall Equipment Effectiveness), y optimizar el coste en que incurren durante todo su ciclo de vida (LCC, Life Cycle Cost), para ello involucra a todos los departamentos de la empresa: Producción, Mantenimiento, Ingeniería de Planta, Ingeniería de Procesos, Calidad, Compras… Los pilares del TPM El Mantenimiento Productivo Total se basa en cinco pilares: 1. La implantación de un sistema de mejora del OEE mediante la eliminación de las «pérdidas». 2. La implantación de un programa de «mantenimiento autónomo» llevado a cabo por los operarios de producción. 3. La implantación de un programa de «mantenimiento planificado» (preventivo y predictivo) llevado a cabo por el personal de mantenimiento. 4. El establecimiento de una sistemática de «prevención del mantenimiento» en la fase de diseño de los nuevos equipos para minimizar las necesidades y el coste de su mantenimiento, mediante el feedback a la ingeniería de diseño —propia o del proveedor— sobre los puntos débiles de los equipos que actualmente se están utilizando. Una parte muy importante del coste en que incurren los equipos durante todo su ciclo de vida viene determinada por el diseño. 5. La implantación de planes de formación y entrenamiento para mejorar las capacidades del personal de producción y mantenimiento. En este capítulo se expondrán los dos primeros pilares del TPM, los relacionados con el OEE y el mantenimiento autónomo. 44 5. Estabilidad (II). TPM OEE (OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS) Así como en el lean manufacturing hablamos de la eliminación del despilfarro de los recursos (principalmente personas y materiales), el TPM persigue maximizar los resultados de los equipos/máquinas. El OEE es el indicador principal del TPM y mide la eficiencia global de los equipos. En este caso, el recurso disponible (dato fijo) es el tiempo planificado de un determinado equipo productivo, del cual el TPM quiere conocer y maximizar sus resultados: el tiempo efectivo. ܱ ܧܧሺΨሻ ൌ ܶݒ݅ݐ݂ܿ݁ܧሺ݈ܾ݁ܽ݅ݎܽݒሻ ݈݂ܶܲܽ݊݅݅ܿܽ݀ሺ݂݆݅ሻ Para maximizar los resultados, el tiempo efectivo, el TPM persigue minimizar las «pérdidas» (Figura 5-1). ܶ ݒ݅ݐ݂ܿ݁ܧൌ ݈݂ܶܲܽ݊݅݅ܿܽ݀ െ ܲ± ݏܽ݀݅݀ݎ Las pérdidas El TPM desglosa las pérdidas de tiempo de la máquina/equipo en: x Pérdidas de disponibilidad:1 es el tiempo perdido por la máquina en averías, esperas y cambios de referencia. Si restamos las pérdidas de disponibilidad al tiempo planificado, obtenemos el tiempo disponible: ܶ ݈ܾ݁݅݊ݏ݅ܦൌ ݈݂ܶܲܽ݊݅݅ܿܽ݀ െ ܲ±݈ܾ݈ܾ݀ܽ݀݅݅݅݅݊ݏ݅݀ݏܽ݀݅݀ݎ x Pérdidas de rendimiento: es el tiempo perdido por la máquina en microparadas y ciclos lentos. Las pérdidas de rendimiento no se pueden obtener directamente sin la ayuda de medios técnicos para capturar la información electrónica del autómata programable del equipo. Sin embargo, Es opcional y razonable adoptar el criterio de incluir en las pérdidas de disponibilidad el tiempo dedicado a la limpieza y al mantenimiento preventivo del equipo. Sea cual sea el criterio elegido, es conveniente mantenerlo si queremos no perder la consistencia de los indicadores. 1 45 Lean manufacturing podemos calcularlas de forma indirecta. Para ello, calcularemos previamente el tiempo de funcionamiento neto como el tiempo empleado en fabricar las piezas buenas y malas a velocidad estándar: ܶ ݐ݁ܰݐ݊݁݅݉ܽ݊݅ܿ݊ݑܨൌ ܰ͑ ܭܱܰݕܭܱݏܽݖ݁݅ൈ ݈ܶܿ݅ܿݎܽ݀݊ݐݏ݁ Y a continuación: ܲ± ݐ݊݁݅݉݅݀݊݁ݎݏܽ݀݅݀ݎൌ ܶ ݈ܾ݁݅݊ݏ݅ܦെ ܶݐ݁ܰݐ݊݁݅݉ܽ݊݅ܿ݊ݑܨ x Pérdidas de calidad: es el tiempo perdido por la máquina en fabricar piezas defectuosas desde el arranque (una vez realizado el cambio de referencia) hasta que se estabiliza la producción, más el tiempo perdido por fabricar piezas defectuosas durante la producción normal. ܲ± ݈݀ܽ݀݅ܽܿ݁݀ݏܽ݀݅݀ݎൌ ܰ͑ ܭܱܰݏܽݖ݁݅ൈ ݈ܶܿ݅ܿݎܽ݀݊ݐݏ݁ ܶ ݒ݅ݐ݂ܿ݁ܧൌ ܶ ݐ݁ܰݐ݊݁݅݉ܽ݊݅ܿ݊ݑܨെ ܲ±݈݀ܽ݀݅ܽܿݏܽ݀݅݀ݎ De forma alternativa, el tiempo efectivo es igual al tiempo empleado en fabricar las piezas buenas a velocidad estándar. ܶ ݒ݅ݐ݂ܿ݁ܧൌ ܰ͑ ܭܱݏܽݖ݁݅ൈ ݈ܶܿ݅ܿݎܽ݀݊ݐݏ݁ Figura 5-1. Las pérdidas 46 5. Estabilidad (II). TPM Disponibilidad, Rendimiento y Calidad Si definimos los siguientes términos: x Disponibilidad (D) x Rendimiento (R) x Calidad (C) = T Disponible / T Planificado = T Funcionamiento Neto / T Disponible = T Efectivo / T Funcionamiento Neto Y multiplicamos D x R x C: ܦൈܴൈ ܥൌ ܶܿ݊ݑܨܶ ݈ܾ݁݅݊ݏ݅ܦǤ ܰ݁ݐ ܶݒ݅ݐ݂ܿ݁ܧ ܶݒ݅ݐ݂ܿ݁ܧ ൈ ൈ ൌ ݈݂ܶܲܽ݊݅݅ܿܽ݀ܿ݊ݑܨܶ ݈ܾ݁݅݊ݏ݅ܦܶ Ǥ ݂݈ܰ݁݀ܽܿ݅݅݊ܽܲܶ ݐ Entonces, obtenemos: ܦൈܴൈ ܥൌ ܶݒ݅ݐ݂ܿ݁ܧ ൌ ܱܧܧ ݈݂ܶܲܽ݊݅݅ܿܽ݀ ܱ ܧܧൌ ݈ܾ݀ܽ݀݅݅݅݊ݏ݅ܦൈ ܴ݁݊݀݅݉݅݁݊ ݐൈ ݈݀ܽ݀݅ܽܥ Veamos mediante un ejemplo numérico cómo se calcula el OEE, D, R y C de una máquina durante un turno de trabajo. A lo largo del turno, la máquina ha fabricado dos referencias con distintos tiempos de ciclo estándar. Los datos que necesitamos obtener para realizar los cálculos son los siguientes (Figura 5-2): x Horas planificadas: 7,75 h. Al turno de 8 horas le hemos descontado las 0,25 h que la máquina ha estado parada debido al descanso planificado del personal que la atiende. x Averías: durante el turno, la máquina ha estado parada 15 min por una avería. Se acuerda fijar la frontera entre avería y microparada en 5 min. Es decir, solo tomaremos tiempos y anotaremos como averías aquellas paradas que superen los 5 minutos. x Esperas: 20 min. La máquina ha estado parada 20 minutos mientras esperaba el suministro de materia prima. x Cambios de referencia: durante el turno se han realizado dos cambios de referencia de 30 y 40 minutos. x Tiempos de ciclo estándar de cada referencia: 50 s y 45 s. x Nº de piezas correctas de cada referencia: 224 y 154 unidades. 47 Lean manufacturing x Nº de piezas defectuosas de cada referencia: 20 y 18 unidades. x En este ejemplo, supondremos que no es viable obtener los datos de las pérdidas por microparadas y ciclos lentos ya que no se dispone de los medios técnicos adecuados para capturar la información electrónica del autómata2 (PLC) de la máquina. Figura 5-2. Datos necesarios para calcular el OEE, D, R y C Mediante la ayuda de una sencilla hoja de cálculo (Figura 5-3), podemos obtener OEE, D, R y C: Figura 5-3. Cálculo de OEE, D, R y C OEE x T Planificado (h) = 7,75. Es el recurso fijo. x T Efectivo (s) = 224·50 + 154·45. Es el resultado del turno: piezas correctas de cada referencia valoradas a su respectivo tiempo de ciclo estándar. 2 48 PLC = Controlador Lógico Programable (autómata programable). 5. Estabilidad (II). TPM x OEE = T Efectivo / T Planificado = (224·50 + 154·45) / (7,75·3600) = = 65 % Disponibilidad (D) x Pérdidas de disponibilidad (h) = Averías + Esperas + Cambios = = (15 + 20 + 30 + 40) / 60 = 1,75 h x T Disponible (h) = 7,75-1,75 x D = T Disponible / T Planificado = (7,75-1,75) / 7,75 = 77 % Rendimiento (R) x T Funcionamiento Neto (s) = (224+20)·50 + (154+18)·45. Es el tiempo empleado en fabricar las piezas buenas y malas valoradas a su tiempo de ciclo estándar. x R = T Funcionamiento Neto / T Disponible = = [(224+20)·50 + (154+18)·45] / [(7,75-1,75)·3600] = 92 % x Pérdidas de rendimiento (h) = T Disponible x (1-% R) = = (7,75-1,75)·(1-0,92) = 0,46 h. También podría calcularse restando el tiempo de funcionamiento neto al tiempo disponible Calidad (C) x C = T Efectivo / T Funcionamiento Neto = = (224·50 + 154·45) / [(224+20)·50 + (154+18)·45] = 91 % x Pérdidas de calidad (h) = (20·50 + 18·45)/3600 = 0,50 h. Es el tiempo perdido en fabricar las piezas defectuosas de cada referencia valoradas a su tiempo de ciclo estándar. También podría calcularse restando el tiempo efectivo al tiempo de funcionamiento neto. Vemos que con muy pocos datos, recogidos manualmente, sin medios electrónicos especiales, podemos obtener mucha información sobre las pérdidas, que puede sernos muy útil para mejorar el OEE de la máquina: x (OEE) 65 % = (D) 77 % x (R) 92 % x (C) 91 % x Durante el turno, la máquina ha tenido un OEE del 65 %, es decir, ha perdido el 35 % del tiempo planificado. 49 Lean manufacturing x Las pérdidas por averías, esperas y cambios representan un 23 % del tiempo planificado. x Las microparadas y ciclos lentos suponen un 8 % del tiempo disponible. x La producción de piezas defectuosas ha hecho perder un 9 % del tiempo de funcionamiento neto, es decir, un 9 % del tiempo que la máquina habría empleado en fabricar las piezas buenas y malas a velocidad estándar. x Si durante el turno hubiéramos anotado el número de microparadas, podríamos haber estimado qué parte de las pérdidas de rendimiento (0,46 h) se ha perdido por microparadas y qué parte por ciclos lentos: ܲ± ݏܽ݀ܽݎܽݎܿ݅݉ݎݏܽ݀݅݀ݎൌ ܰ͑݉݅ܿ ݏܽ݀ܽݎܽݎൈ ̱ͷ݉݅݊ ܲ± ݏݐ݈݊݁ݏ݈ܿ݅ܿݏܽ݀݅݀ݎൌ ܲ± ݐ݊݁݅݉݅݀݊݁ݎݏܽ݀݅݀ݎെ ܲ±ݏܽ݀ܽݎܽݎܿ݅݉ݏܽ݀݅݀ݎ El procedimiento de cálculo seguido en el anterior ejemplo es extrapolable a cualquier número de referencias por turno, con tiempos de ciclo estándar iguales o diferentes. En términos generales, el lean manufacturing no utiliza el OEE como indicador, sin embargo es muy importante conocerlo en detalle ya que puede ser conveniente calcularlo y gestionarlo en determinados casos, por ejemplo: x Una máquina/equipo limita las ventas. Estaríamos ante un caso en que necesitamos aumentar los resultados en lugar de reducir los recursos. x En áreas intensivas en maquinaria, donde el VA es aportado por las máquinas, no por las personas. Pérdidas esporádicas y crónicas Siguiendo con el ejemplo anterior, si tomáramos datos y calculáramos las pérdidas de la máquina durante un periodo de tiempo suficiente, quizá nos encontraríamos con pérdidas esporádicas y pérdidas crónicas (Figura 5-4). 50 5. Estabilidad (II). TPM Figura 5-4. Pérdidas crónicas y esporádicas x Una pérdida esporádica tiene su origen en una causa simple, próxima en el espacio y en el tiempo, generalmente fácil de identificar. x Las pérdidas crónicas son producidas por varias causas independientes entre sí o por una combinación de causas. Las pérdidas crónicas permanecen más o menos estables a lo largo del tiempo. Los métodos para eliminar las pérdidas crónicas y las pérdidas esporádicas son distintos. Esta cuestión se amplía en el último capítulo, en el apartado dedicado a la mejora continua. DETERIORO NATURAL Y DETERIORO ACELERADO Las máquinas y equipos, a pesar de que se utilicen y mantengan correctamente, sufren inevitablemente un deterioro físico al que denominaremos deterioro natural. El deterioro acelerado es el deterioro que ocurre antes que el deterioro natural. Generalmente ocurre por no limpiar, no ajustar, no lubricar y/o una sobrecarga de trabajo (muri). Supongamos dos conjuntos de máquinas idénticas. Uno de ellos —máquinas rojas— no se limpia, no se inspecciona, no se lubrica y es sometido a cargas de trabajo excesivas; el otro conjunto —máquinas 51 Lean manufacturing verdes— se mantiene y se utiliza correctamente. Todas las máquinas llevan montado el componente «C», sometido a deterioro. Si representamos (Figura 5-5) las distribuciones del tiempo de vida de los componentes «C» de las máquinas rojas (deterioro acelerado) y de las máquinas verdes (deterioro natural), podemos observar lo siguiente: x El tiempo de vida medio de los componentes «C» sometidos a deterioro acelerado (máquinas rojas) es menor que en el caso de deterioro natural (máquinas verdes). x La variación del tiempo de vida de los componentes «C» en deterioro acelerado es mayor que en el caso de deterioro natural. x La distribución del tiempo de vida de los componentes «C» en deterioro acelerado no es normal (gaussiana), es errática. x No es posible hacer estimaciones fiables sobre la vida de los componentes «C» cuando estos se encuentran en deterioro acelerado. Figura 5-5. Deterioro natural y deterioro acelerado LA FÁBRICA OCULTA Si observáramos con minuciosidad las máquinas y equipos de una fábrica tradicional encontraríamos una «fábrica oculta» (Figura 5-6), donde infinidad de fallos y situaciones anómalas (suciedad, contaminación, pérdida de aprietes, oxidación, ruidos, vibraciones, sobrecalentamientos, desgaste…) son el caldo de cultivo de futuras averías. 52 5. Estabilidad (II). TPM Las situaciones anómalas y fallos ocultos hacen que los mecanismos y componentes de las máquinas entren en deterioro acelerado; esto acorta la vida de los equipos, aumenta el número de averías y aumenta la variación. Figura 5-6. La fábrica oculta MANTENIMIENTO AUTÓNOMO El mantenimiento autónomo, el pilar más importante del TPM, es una metodología fundamental para el lean manufacturing. La filosofía del mantenimiento autónomo es opuesta al pensamiento de la fábrica tradicional, donde las funciones producir y mantener están separadas: «Yo produzco, tú reparas». El propósito del mantenimiento autónomo es enseñar y transferir a los operarios de producción tareas sencillas, frecuentes e importantísimas del mantenimiento preventivo —limpieza, inspección, ajuste y lubricación— que en la fábrica tradicional no se realizan, algo que se debe, en parte, al desconocimiento, y en parte a que el personal especializado de mantenimiento, generalmente escaso, se encuentra ocupado en «apagar fuegos». Mediante las tareas diarias (Figura 5-7) de mantenimiento autónomo, los operarios detectan situaciones anómalas —fábrica oculta— y evitan la entrada del equipo en deterioro acelerado. 53 Lean manufacturing Figura 5-7. Tareas del mantenimiento autónomo De forma resumida, para implantar el mantenimiento autónomo en un equipo productivo debemos seguir los siguientes pasos: 1. Seleccionar un equipo productivo piloto. 2. Nombrar un equipo de personas compuesto por el líder del equipo, operarios, un responsable de producción y técnicos de mantenimiento. 3. Formar a los operarios para conocer la máquina. 4. Formar a los operarios para operar la máquina. 5. Hacer una limpieza e inspección inicial para detectar anomalías. Elaborar una lista de fuentes de suciedad, puntos de difícil limpieza, apaños y elementos rotos. 6. Remediar los elementos dañados y apaños (tercera S, seiso). 7. Eliminar las fuentes de suciedad y puntos de difícil limpieza (tercera S, seiso), y promover el control visual (cuarta S, seiketsu). 8. Elaborar gamas (estándares) y registros provisionales de limpieza, inspección con los cuatro sentidos (mirar, escuchar, oler y tocar), ajuste y lubricación (quién, tiempos de máquina en marcha y de máquina parada) con ayudas visuales, colores, fotografías… 9. Implantar las gamas de mantenimiento autónomo provisionales. 10. Auditar la correcta ejecución de las gamas de mantenimiento autónomo y registros (líder de equipo). 54 5. Estabilidad (II). TPM 11. Enviar los registros al departamento de mantenimiento para su revisión y archivo. 12. Modificar las gamas de mantenimiento autónomo provisionales a partir del feedback de las inspecciones diarias y del análisis de las averías. Si observamos los pasos 5, 6 y 7, se aprecia que para implantar el mantenimiento autónomo es imprescindible un nivel correcto de las cinco S. QUÉ ESPERA EL LEAN MANUFACTURING DEL TPM Hemos indicado que el lean manufacturing tiene como objetivo mejorar la eficiencia del sistema de producción mediante la eliminación del despilfarro (minimizar los recursos). Por otro lado, en este capítulo se expone que el TPM persigue la mejora de la eficiencia de los equipos productivos mediante la reducción de las pérdidas (maximizar los resultados de los equipos). No son los mismos objetivos. El lean manufacturing no persigue maximizar forzosamente el OEE de los equipos. El lean manufacturing emplea máquinas lo más simples y baratas posibles, y no pretende saturarlas necesariamente. El lean manufacturing espera que, cuando se necesite utilizar una máquina, ésta funcione correctamente, es decir, espera un uptime lo más próximo posible al 100 %. El uptime no coincide con el concepto «disponibilidad» del OEE. La disponibilidad (D) descuenta las pérdidas por cambios de referencia, esperas y averías. El uptime es el porcentaje de tiempo planificado que la máquina está operativa, es decir, solo descuenta las pérdidas por averías. El downtime es un concepto complementario al uptime; es el porcentaje de tiempo planificado que la máquina está averiada, es decir, que no está operativa. El uptime es el indicador que utiliza el lean manufacturing para controlar la estabilidad de la máquina. El lean manufacturing aprovecha las metodologías (pilares) del TPM —especialmente el mantenimiento autónomo— para mejorar y estabilizar el uptime de las máquinas y equipos. 55 Lean manufacturing UPTIME, MTBF Y MTTR El MTBF y el MTTR son dos indicadores utilizados habitualmente en la gestión del mantenimiento: x El MTBF (Mean Time Between Failures) de una máquina es el tiempo medio de buen funcionamiento entre paradas no planificadas. x El MTTR (Mean Time To Repair) de una máquina es el tiempo medio que se emplea en reparar las paradas no planificadas. Veamos con un ejemplo numérico (Figura 5-8) cómo se calculan y su relación con el uptime: MTBF y MTTR x MTBF = ∑ Sin averías / nº paradas = (108+64+80)/3 = 84 h. Como promedio, la máquina «no está averiada» 84 h seguidas. x MTTR = ∑ Averías / nº paradas = (20+24+16)/3 = 20 h. Como promedio, se tarda 20 h en reparar las averías. Uptime x % Uptime = ∑ Sin Averías / T Planificado = (108+64+80)/312 = = 80,8 % x % Uptime = MTBF / (MTBF + MTTR) = 84/(84+20) = 80,8 % x % Downtime = 100 % - % Uptime = 100 % - 80,8 % = 19,2 % x T Operativo = T Planificado x % Uptime = 312 x 80,8 % = 252 h Figura 5-8. MTBF y MTTR 56 5. Estabilidad (II). TPM Supongamos dos máquinas gemelas con el mismo uptime, pero en una de ellas el MTBF y el MTTR son la mitad que en la otra máquina: x Uptime máquina A = MTBF / (MTBF+MTTR) = 84/(84+20) = = 80,8 % x Uptime máquina B = MTBF / (MTBF+MTTR) = 42/(42+10) = = 80,8 % Exceptuando aquellos procesos en los cuales las paradas y los arranques representan problemas singulares, con carácter general y a igualdad del resto de condiciones, es preferible la máquina B. La variación originada por las averías en los tiempos de proceso (según su definición en la ecuación VUT) es menor en el caso de la máquina B. EL MANTENIMIENTO AUTÓNOMO Y LA EFICIENCIA El mantenimiento autónomo, el pilar más importante del TPM, es una metodología que aporta estabilidad al sistema de producción y se integra perfectamente en el lean manufacturing. Mediante las tareas diarias del mantenimiento autónomo (limpiar, inspeccionar, mantener los aprietes y lubricar), los operarios detectan situaciones anómalas, evitan la entrada del equipo en deterioro acelerado, reducen la frecuencia y gravedad de las averías, estabilizan y mejoran el uptime, y contribuyen a que el personal especializado de mantenimiento pueda dedicar más tiempo a mejorar la mantenibilidad de los equipos. A continuación analizamos el efecto del mantenimiento autónomo sobre los términos de la ecuación LT = VUT+T: x Al reducir la frecuencia y gravedad de las averías, disminuye T. x Al disminuir T, también se reduce la utilización «u», y por lo tanto disminuye su factor amplificador U = u/(1-u). x Al reducir la frecuencia y gravedad de las averías se reduce la variación de T, es decir, disminuye uno de los componentes del factor amplificador de la variación V. x Al disminuir T, U y V, lógicamente, se reduce el lead time LT. 57 Lean manufacturing Vemos pues cómo el mantenimiento autónomo, además de eliminar directamente el despilfarro del tiempo de los operarios de producción (esperas y desplazamientos mientras la máquina está averiada), tiene un efecto indirecto positivo en el lead time medio de los lotes en atravesar la máquina y, de acuerdo a la ley de Little, en el inventario medio a la entrada de la citada máquina. Aquí volvemos a insistir en lo señalado más arriba, en el capítulo de las cinco S. Con carácter general, no es acertado centrarse en la implantación de una metodología del lean manufacturing y extenderla a toda la fábrica. Aunque el TPM forma parte junto con las cinco S del primer cimiento de la casa del lean manufacturing, no es aconsejable comenzar por implantar las metodologías del TPM en toda la planta. Esta cuestión se trata con más detalle en el último capítulo, dedicado a la forma de abordar la implantación del lean manufacturing en la fábrica. 58 6. Estandarización ESTANDARIZACIÓN La estandarización de los procesos es el segundo cimiento de la casa del lean manufacturing. La estandarización persigue la eliminación del despilfarro y la reducción de la variación. Es la base de la mejora de la eficiencia. Estandarizar un proceso consiste en establecer estándares y trabajar de acuerdo a los mismos. En el contexto del lean manufacturing, un estándar es una referencia con la que comparar y puede tratarse de: x Un procedimiento, una instrucción, una norma, una especificación… Por ejemplo: — Instrucciones de trabajo. — Procedimientos para el cambio de utillajes. — Instrucciones de inspección de calidad. 59 Lean manufacturing — Normas de seguridad. — Gamas de mantenimiento autónomo. — Instrucciones de arranque y parada de equipos. — Instrucciones de manipulación de materiales. — Procedimientos de limpieza. x Un símbolo. Por ejemplo, la silueta de una herramienta en un panel junto a un puesto de trabajo. x Un nivel, una marca… Por ejemplo, dos marcas pintadas en una estantería que indican el inventario mínimo y máximo de un producto. x Una cantidad, un valor… Por ejemplo, el objetivo de un indicador del rendimiento de un proceso (Figura 6-1). x Etc. Figura 6-1. Ejemplo de estándar El lean manufacturing aporta a la estandarización un estándar singular denominado hoja de trabajo estándar. Esta herramienta sirve para estandarizar el método conocido más eficiente, más sencillo y más seguro conforme al cual realizar un determinado trabajo repetitivo. Se centra en los movimientos cíclicos del operario y su relación con las máquinas, los materiales y el tiempo. Es indispensable para reducir el despilfarro y la variación en los movimientos repetitivos del operario. Para elaborar la hoja de trabajo estándar es esencial el control de la variable «tiempo». El tiempo en la fábrica tradicional Distinguiremos dos tipos de fábrica tradicional: 60 6. Estandarización x Fábrica tradicional que aún mantiene un sistema de trabajo a prima. — El personal de oficina define el método de trabajo, y mediante un cronometraje asigna el número de piezas/hora a realizar en función de una escala (60-80, 100-133…) del ritmo de trabajo. La remuneración económica individual va ligada al ritmo de trabajo alcanzado. Con el paso del tiempo, los operarios introducen mejoras en el método con las cuales producen más piezas/hora con menos esfuerzo. Dichas mejoras no se declaran y el metodista/cronometrador, una vez establecido el primer cronometraje, es considerado «persona no grata» en la planta. El cronómetro es percibido como una agresión y se utiliza únicamente para establecer los niveles de las primas en las nuevas operaciones. Los sistemas de trabajo a prima, herencia del taylorismo, son un obstáculo para la calidad y la mejora. Son incompatibles con el lean manufacturing. Son una barrera para la confianza y la cooperación entre la dirección y los trabajadores. x Fábrica tradicional que ha abandonado el sistema de trabajo a prima. — El tiempo sigue siendo un tema vidrioso. A pesar de que la remuneración no está ligada al ritmo de trabajo, en términos generales, el personal no ve con buenos ojos el control del tiempo. Es frecuente encontrar un acuerdo tácito para no cronometrar los tiempos de las operaciones en la planta. La fábrica se gestiona con tiempos estimados, tiempos históricos heredados de la época en la que se trabajaba a prima, tiempos reportados en los bonos de trabajo, etc. Simplemente, el cronómetro no se utiliza. El tiempo en la fábrica lean El control de la variable «tiempo» es imprescindible en el lean manufacturing. Es la cuarta dimensión de la realidad (x-y-z-t). Hemos mencionado que la casa del lean manufacturing se construye sobre el liderazgo, el respeto, la confianza mutua y la cooperación. 61 Lean manufacturing Sobre estas bases, el lean manufacturing trata el tiempo de forma abierta y transparente. El cronómetro es una herramienta de trabajo más, necesario para medir «t», de la misma forma que una cinta métrica, un pie de rey… son necesarios para medir «x-y-z». El lean manufacturing no entra en la valoración de los ritmos de trabajo. El ritmo de trabajo debe ser sostenible durante todo el tiempo planificado de la jornada laboral, es decir, durante el tiempo de presencia menos los tiempos de parada estándar acordados para el bocadillo, descansos y necesidades personales. El tiempo: definiciones A continuación vamos a definir una serie de conceptos relacionados con el tiempo. Para ello supondremos el caso de un operario que realiza una operación repetitiva (Figura 6-2) —un ciclo de trabajo— con una máquina semiautomática (avance, parada y retorno a la posición de inicio en automático): x Elemento de trabajo: es el menor incremento de trabajo manual que puede ser transferido de un operario a otro. x Tiempo manual serie (TMS): es el tiempo que el operario emplea en completar los elementos de trabajo que se realizan en serie con el ciclo automático de la máquina. Por ejemplo, descargar de la máquina la pieza anterior ya procesada, cargar una nueva pieza y pulsar el botón de inicio ciclo (ON). Incluye el tiempo que el operario dedicaría a operar la máquina si ésta no dispusiera de ciclo automático. x Tiempo manual paralelo (TMP): es el tiempo que el operario emplea en completar los elementos de trabajo que se efectúan en paralelo con el ciclo automático de la máquina. Por ejemplo, rebabar la pieza descargada, inspeccionarla y depositarla en la caja correspondiente. x Espera: tiempo que el operario espera a que la máquina termine su ciclo automático. Es uno de los siete despilfarros. x Tiempo máquina en automático (TA): es el tiempo que transcurre desde que el operario pulsa el botón de inicio ciclo (ON) hasta 62 6. Estandarización que la pieza puede ser descargada. Durante este tiempo no es necesario que el operario esté presente junto a la máquina. x Tiempo base (TB): es el tiempo manual serie más el tiempo máquina en automático. ܶ ܤൌ ܶ݉ܽ݊ ݁݅ݎ݁ݏ݈ܽݑ ܶ݉á݉ݐݑܽܽ݊݅ݑݍá ܿ݅ݐൌ ܶ ܵܯ ܶܣ x Tiempo de ciclo (TC): es el tiempo que transcurre entre la obtención de dos piezas consecutivas a la salida de un proceso. En el caso de que el proceso fuera realizado por un operario con una sola máquina, el tiempo de ciclo (TC) coincidiría con el tiempo base (TB). Figura 6-2. Ciclo de trabajo con una máquina semiautomática LA TABLA DE OBSERVACIÓN DE TIEMPOS Para controlar la variable «tiempo», comenzaremos por observar y registrar los tiempos en el formato denominado «tabla de observación de tiempos» (Figura 6-3 y Figura 6-4). La tabla de observación de tiempos se utiliza para registrar el cronometraje de una operación repetitiva realizada por un operario con una sola máquina/puesto de trabajo. Para ello seguiremos los siguientes pasos: 63 Lean manufacturing 1. Informar al operario y al líder de equipo sobre el propósito del estudio de tiempos. Hay que hacer hincapié en que se pretende cronometrar las operaciones del proceso, no el ritmo de trabajo de los operarios. 2. Observar al operario cómo realiza varios ciclos y aclarar con él las dudas que pudieran surgir. 3. Desglosar la operación en elementos de trabajo e identificar cuáles van en serie (TMS) y cuáles van en paralelo (TMP) con el ciclo automático de la máquina. 4. Analizar cada elemento de trabajo manual y calificarlo como VA, NVAN o NVAI1 (véase Figura 3-4). 5. Procesar diez o doce piezas y cronometrar los elementos de trabajo de cada ciclo (se almacenan en la memoria del cronómetro digital). Para romper las reticencias al cronómetro es aconsejable que un operario, después de un poco de práctica, cronometre al líder de equipo o viceversa. El ritmo de trabajo debe ser normal, sostenible durante el tiempo planificado de la jornada laboral. 6. Anotar los tiempos almacenados en el cronómetro en el formato de la tabla de observación de tiempos. 7. Calcular para cada elemento de trabajo el menor valor que se repita y anotar el valor obtenido en las columnas TMS o TMP. 8. Anotar el tiempo máquina en automático en su columna TA. 9. Si el operario espera a que la máquina termine su ciclo, anotaremos el tiempo de espera (muda) en la columna correspondiente. 10. Sumar las columnas TMS, TMP y Espera. Hoy en día, en lugar de utilizar un cronómetro, sería preferible grabar la operación a cronometrar mediante una cámara digital para posteriormente visionarla las veces que fuera necesario con el fin de cumplimentar la tabla de observación de tiempos. En los ejemplos de la Figura 6-3 y Figura 6-4 podemos ver la diferencia entre elementos de trabajo VA y NVAN. En la primera tabla se han registrado los tiempos de un proceso realizado con un taladro de VA = movimientos del operario que añaden valor. NVAN = movimientos del operario que no añaden valor pero son necesarios. NVAI = movimientos del operario que no añaden valor y son innecesarios. 1 64 6. Estandarización avance manual. El elemento de trabajo nº 2, «taladrar diámetro interior carcasa», es el único elemento calificado como VA, ya que es el único elemento de trabajo que cambia la forma del producto. El resto de elementos de trabajo son NVA necesarios (NVAN). En el segundo caso, hemos registrado los tiempos del mismo proceso, pero realizado esta vez con un taladro semiautomático.2 La máquina es la que crea valor. Todos los elementos de trabajo manual son NVA necesarios (NVAN). Aprovechamos los ejemplos de la Figura 6-3 y Figura 6-4 para señalar que el taladro semiautomático representaría una mejora significativa si, por ejemplo, hiciéramos que el operario empleara los 32 s de espera para realizar otros elementos de trabajo (VA o NVAN) del proceso anterior o posterior, de lo contrario, la automatización del avance habría servido muy poco: habríamos cambiado 58 s de trabajo manual por 18 s de trabajo manual y 32 s de espera. Se expone en detalle la automatización en el capítulo dedicado al jidoka. LA HOJA DE TRABAJO ESTÁNDAR La hoja de trabajo estándar es aplicable solamente cuando el operario ejecuta ciclos repetitivos en el proceso de fabricación. En estos casos, es una herramienta muy valiosa para eliminar el despilfarro (movimientos innecesarios y esperas del operario) y reducir la variación en el tiempo de ciclo. Así como la tabla de observación de tiempos se refiere al binomio «un operario ↔ una máquina», la hoja de trabajo estándar se aplica al ciclo repetitivo de un solo operario trabajando en uno o varios puestos/máquinas. Es un documento clave de la estandarización, segundo cimiento del lean manufacturing. La hoja de trabajo estándar documenta y estandariza los elementos que intervienen en el ciclo repetitivo del operario: las tareas, la secuencia de movimientos, el inventario en curso y el tiempo. La hoja de trabajo estándar se elabora a partir de las tablas de observación de Avance, parada y retorno a la posición de inicio ciclo en automático. Durante este tiempo no es necesario que el operario esté presente junto a la máquina. 2 65 Lean manufacturing tiempos, una vez que éstas han sido analizadas y se han eliminado los elementos de trabajo que no añadían valor y eran innecesarios (NVAI). Por ejemplo, la hoja de trabajo estándar de la Figura 6-6 corresponde a un operario que realiza un ciclo de trabajo repetitivo consistente en taladrar y escariar una pieza de acuerdo a los tiempos observados y registrados en la Figura 6-4 y la Figura 6-5. El tiempo de ciclo del operario (TCO) es 58 s. En la parte derecha figura un esquema con el layout de los puestos de trabajo, la secuencia de desplazamientos del operario y llamadas a los elementos de trabajo descritos en la parte izquierda. El esquema también incluye tres símbolos que representan: x Inspecciones de calidad. x Instrucciones sobre la seguridad del operario. x Inventario en curso (WIP, Work In Process) estándar, es decir, cuántas piezas debe haber de inventario y dónde deben estar. La hoja de trabajo estándar de la Figura 6-6 muestra cómo en el taladro con avance automático hay una instrucción que debe seguir el operario sobre su propia seguridad, en el escariador hay una instrucción para la inspección de la pieza y que en el taladro, cuando el operario inicia el ciclo, debe haber una carcasa taladrada sin descargar (WIP = 1). En la Figura 6-7 se representa una herramienta complementaria denominada «diagrama de trabajo estándar». En este documento, basado en la hoja de trabajo estándar, se ha sustituido el layout de los puestos de trabajo por un diagrama de Gantt de los elementos de trabajo. En la Figura 6-6 y en la Figura 6-7 hemos dejado las casillas takt time y TCP (tiempo de ciclo planificado) sin cumplimentar. En el capítulo siguiente se abordan estos dos nuevos conceptos. Es importante señalar que, en el lean manufacturing, los equipos de operarios y sus respectivos líderes participan en la elaboración de las tablas de observación de tiempos y la hoja de trabajo estándar, y, una vez que ésta ha sido establecida, el equipo de operarios asume su mejora continua. 66 6. Estandarización Figura 6-3. Tabla de observación de tiempos con taladro manual 67 Lean manufacturing Figura 6-4. Tabla de observación de tiempos con taladro semiautomático 68 6. Estandarización Figura 6-5. Tabla de observación de tiempos del escariado 69 Lean manufacturing Figura 6-6. Hoja de trabajo estándar 70 6. Estandarización Figura 6-7. Diagrama de trabajo estándar 71 Lean manufacturing En el siguiente capítulo se considerará en detalle la aplicación de estas herramientas en la estandarización del trabajo cíclico de los operarios de las células en U. LA ESTANDARIZACIÓN Y LA EFICIENCIA La labor de observación, medición, análisis y documentación requerida para la realización de la hoja de trabajo estándar tiene como resultado la eliminación del despilfarro (movimientos innecesarios y esperas del operario) y la reducción de la variación en el tiempo de ciclo. A continuación se analiza el efecto de la estandarización, y en particular la hoja de trabajo estándar, sobre los términos de la ecuación 3 LT = VUT+T: x Al reducir el despilfarro en el tiempo de ciclo del operario (movimientos innecesarios y esperas), disminuye el tiempo de proceso medio de los lotes T. x Al disminuir T, también se reduce la utilización «u» y por lo tanto disminuye su factor amplificador U = u/(1-u). x Al reducir la variación en el tiempo de ciclo del operario, disminuye la variación de T, es decir, disminuye uno de los componentes del factor amplificador de la variación V. x Al disminuir T, U y V, indudablemente, se reduce el lead time LT. Vemos pues cómo la estandarización de los procesos donde intervienen operarios que realizan ciclos repetitivos, además de eliminar directamente el despilfarro del tiempo de los operarios, tiene un efecto indirecto positivo en el lead time medio de los lotes y, de acuerdo a la ley de Little, en el inventario medio a la entrada de los procesos estandarizados. «T» es la media de los tiempos de proceso (T Proceso) de los lotes. T Proceso = T Cambio + Lote x T Ciclo + T Pérdidas. 3 72 6. Estandarización LA HOJA DE TRABAJO ESTÁNDAR Y EL TAYLORISMO A primera vista, puede parecer que la hoja de trabajo estándar es más de lo mismo, es decir, más taylorismo.4 El lean manufacturing comparte con el taylorismo el desglose de las operaciones en elementos de trabajo, su medición y análisis, sin embargo, hay tres diferencias importantes: x El lean manufacturing no coincide con el taylorismo en el criterio de asignar tareas cortas al operario. En el próximo capítulo dedicado al just in time se expondrá que la duración de las tareas asignadas a cada uno de los operarios de un equipo tratará de aproximarse al takt time. x El lean manufacturing desaprueba los sistemas de trabajo a prima propios del taylorismo. x El lean manufacturing no comparte con el taylorismo la separación radical de la planificación y la realización del trabajo. El lean manufacturing promueve la participación de los equipos de operarios y sus líderes en la elaboración de las tablas de observación de tiempos y la hoja de trabajo estándar junto con los especialistas de Ingeniería de Procesos. Una vez establecida la hoja de trabajo estándar, el lean manufacturing anima a los equipos de operarios y a sus líderes a asumir la responsabilidad de la mejora continua de la misma. 4 Véase el apartado dedicado a Frederick W. Taylor en el capítulo 1. 73 7. Just In Time (I). Células en U JUST IN TIME (JIT) El propósito del just in time («justo a tiempo»), uno de los dos pilares de la casa del lean manufacturing, es fabricar lo que se necesita, cuando se necesita y la cantidad que se necesita, utilizando máquinas simples y el mínimo de materiales, mano de obra y espacio. Cuanto más nos alejemos de este objetivo más incrementaremos la sobreproducción y, por lo tanto, el despilfarro. Con la finalidad de cumplir los pedidos y las previsiones de la demanda, la fábrica tradicional empuja (push) los productos a través de un sistema productivo caracterizado por elevados tiempos de cambio no cuestionados, lotes grandes, colas y esperas. La fábrica tradicional sobreproduce y empuja, es decir, produce sin tener en cuenta el estado del inventario entre procesos. No pone límites al inventario entre procesos —lo deja flotar—, dando lugar a largos lead time, defectos, transportes innecesarios… Frecuentemente, la fábrica tradicional ha confiado la mejora de la productividad de su sistema de fabricación a 75 Lean manufacturing la implantación de programas informáticos de gestión de la producción sin considerar que añadir complejidad a la gestión de un sistema productivo ineficiente no suele producir buenos resultados. Por el contrario, el just in time minimiza la sobreproducción, uno de los males de la fábrica tradicional, mediante un enfoque opuesto: trata en primer lugar de disminuir la complejidad del sistema productivo de tal forma que su gestión sea más sencilla. PASOS PARA LA IMPLANTACIÓN DEL JIT Para implantar el JIT en una fábrica tradicional que empuja (push) las órdenes de fabricación de sus productos a través de su sistema «máquina → inventario → máquina → inventario…», seguiremos los siguientes pasos: 1. Seleccionar una familia de productos con demanda repetitiva. 2. Calcular el takt time y el tiempo de ciclo planificado. 3. Crear flujo continuo mediante células en U. 4. Calcular y reducir el EPEC. 5. Reducir los tiempos de cambio (SMED). 6. Conectar procesos mediante un sistema pull de FIFO lane. 7. Conectar procesos mediante un sistema pull de supermercados y kanban. 8. Programar la demanda del cliente en un único proceso de la corriente de valor, el pacemaker. Llamamos «corriente de valor» (value stream) de una familia de productos al conjunto de procesos que contribuyen a transformar la materia prima en producto terminado. En este capítulo se exponen con detalle los tres primeros pasos. FAMILIAS DE PRODUCTOS Una familia de productos es un conjunto de productos que comparten rutas y procesos similares, y las diferencias en el contenido 76 7. Just In Time (I). Células en U de trabajo manual no son muy grandes (< 25 %). El primer paso para implantar el just in time es ordenar en familias la cartera de productos con demanda repetitiva y seleccionar una de ellas, para ello: x Exportaremos a una hoja de cálculo una tabla «Productos/máquinas» donde figuren una estimación de las cantidades anuales (basada en datos históricos o previsiones) y la secuencia de utilización de las máquinas (Figura 7-1). x En una copia de la tabla anterior, asignaremos a cada máquina una letra siguiendo el orden alfabético (Figura 7-2). x En una nueva copia de la tabla anterior, sustituiremos los números que indican el orden de la secuencia por la letra de la máquina correspondiente y crearemos un campo nuevo, «Etiqueta», compuesto por las letras, ordenadas alfabéticamente, correspondientes a las máquinas por donde pasa cada producto (Figura 7-3). x Ordenaremos la tabla anterior por los campos «Etiqueta» y «Cantidad anual». En esta nueva tabla podemos ver las posibles familias, compuestas por los productos con la misma «Etiqueta» (Figura 7-4), es decir, productos que utilizan las mismas máquinas. x Finalmente, comprobaremos si los productos que tienen la misma «Etiqueta» tienen la misma secuencia; condición indispensable para pertenecer a la misma familia. Por ejemplo, todos los productos de la familia F1 (P2, P4 y P5) tienen la misma etiqueta ADEGJKLMOQ y comparten la misma secuencia A→D→E→J→G→M→K→L→O→Q. Si hubiera algún producto que, teniendo la misma etiqueta, tiene distinta secuencia, estudiaríamos la posibilidad de modificar su proceso para adaptarlo a la secuencia de la mayoría, o bien lo descartaríamos de la familia (Figura 7-5). En esta última tabla se ha añadido el número de máquinas disponibles para cada modelo de máquina. 77 Lean manufacturing Figura 7-1. Tabla productos/máquinas/cantidades/secuencia Figura 7-2. Asignación de una letra a cada máquina 78 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-3. Creación de la etiqueta Figura 7-4. Posibles familias Figura 7-5. Familias de productos 79 Lean manufacturing Una vez ordenada la cartera de productos, comenzaremos la implantación del JIT por la familia más importante para la empresa, ya sea por su volumen, facturación, proyección futura, etc. A lo largo de este capítulo, tomaremos la familia F1 como ejemplo para la implantación del JIT. TAKT TIME Y TIEMPO DE CICLO PLANIFICADO El just in time ha tomado prestada la palabra «takt» del alemán. «Takt» significa «intervalo de tiempo, tempo, ritmo, compás». El takt time de un producto expresa el ritmo de la demanda del cliente; relaciona la demanda del cliente con el tiempo productivo planificado y se mide en unidades de tiempo (s, min, h): ܶܽ݇ ݁݉݅ܶݐൌ ݈݂ܶܲܽ݊݅݅ܿܽ݀ ݁ݐ݈݈݊݁݅ܿ݁ݎܽ݀ܽ݀݊ܽ݉݁݀݀ܽ݀݅ݐ݊ܽܥ El tiempo planificado es el tiempo del calendario laboral menos las paradas planificadas para descansos, tareas de las cinco S, tareas del mantenimiento autónomo… Supongamos que queremos reorganizar los medios productivos con los que actualmente se fabrica la familia F1 (P2, P4 y P5) y diseñar una célula de acuerdo a la metodología JIT: x El cliente demanda 132.000 unidades/año de la familia F1. x La fábrica está operativa 11 meses al año y 20 días al mes (220 días/año). x En principio, deseamos que la célula trabaje a 2 turnos de 8 horas. x Cada turno, la célula estará parada durante 40 minutos (0,67 h) para el descanso del personal, tareas de las cinco S y tareas de mantenimiento autónomo. En la Figura 7-6 podemos ver cómo se calcula el takt time de la familia F1 para dos turnos. 80 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-6. Cálculo del takt time y TCP (2 turnos) Figura 7-7. Cálculo del takt time y TCP (3 turnos) 81 Lean manufacturing El takt time nos dice que si queremos satisfacer la demanda de 132.000 unidades/año de la familia F1 y estamos dispuestos a trabajar 220 días al año, 2 turnos al día y 7,33 horas al turno; debemos diseñar una célula con un takt time de 88 s, es decir, una célula capaz de satisfacer el ritmo de la demanda del cliente: un componente cada 88 s. Es importante señalar que el takt time depende del cliente y de la fábrica. El denominador depende del cliente y el numerador depende de fábrica. Si diseñáramos la célula para trabajar a 3 turnos (Figura 7-7), el takt time sería 132 s. No es lo mismo diseñar una célula para un takt de 88 s que para un takt de 132 s. El takt time determina la configuración de la célula (máquinas, espacio, número de operarios…). Hemos indicado que el takt expresa el ritmo de la demanda del cliente. Si produjéramos a ritmo de takt, cualquier parada no planificada (averías, cambios de referencia…) nos impediría suministrar la demanda del cliente. Por lo tanto, es preciso producir a un ritmo más rápido que el takt para compensar las paradas no planificadas. El ritmo de producción es el llamado tiempo de ciclo planificado (TCP), y se calcula: ܶ ܲܥൌ ܶܽ݇ ݁݉݅ܶݐൈ ሺͳͲͲΨ െ Ψݎ݁ݒܣÀܽ ݏെ Ψݏܾ݅݉ܽܥሻΤͳͲͲ El TCP (tiempo de ciclo planificado) es siempre menor que el takt, es decir, el ritmo de producción ha de ser mayor que el ritmo de la demanda del cliente. En el ejemplo de la familia F1, el takt a 2 turnos es 88 s y el TCP es 79,2 s. Cuanto menores sean las paradas no planificadas, más se aproximará el TCP al takt time. FLUJO CONTINUO MEDIANTE CÉLULAS EN U Para crear flujo continuo dispondremos juntas, formando una U, las máquinas que intervienen en el proceso de la familia F1 (Figura 7-8). Diseñaremos la célula en U para que produzca a un ritmo lo más próximo posible al TCP (tiempo de ciclo planificado). A su vez, en la medida en que seamos capaces de reducir las paradas por averías y los tiempos de cambio, el TCP se acercará al takt. 82 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-8. Célula en U para la familia F1 Las células en U manejadas por personas son una herramienta muy potente, específica del just in time. En términos generales, las células en U tienen las siguientes características: x El layout en U minimiza la distancia de retorno que los operarios tienen que recorrer para iniciar un nuevo ciclo. x Una célula en U puede estar compuesta por un número de puestos de trabajo comprendido entre unos 3 y 16. x Una célula en U puede estar compuesta por una combinación de máquinas/puestos manuales, semiautomáticos y automáticos. x Los puestos de trabajo de una célula en U se pueden ordenar siguiendo la secuencia del proceso en sentido horario o en sentido antihorario. Este último presenta una ligera ventaja para las personas diestras. Frecuentemente, el sentido de la célula viene determinado por la configuración física de las máquinas ya existentes. x Como referencia, la anchura del pasillo interno de una célula en U debe estar comprendida entre 1,50 y 1,75 m. x Dependiendo de la configuración de la célula, pueden trabajar entre 1 y 10 operarios. x Una célula correctamente diseñada permite modificar el número de operarios en función de las variaciones del ritmo de la demanda del cliente (takt time) sin perder eficiencia. x Los operarios se desplazan de puesto en puesto. 83 Lean manufacturing x Normalmente, no siempre, en cada puesto se procesa una sola pieza. x Normalmente, no siempre, los operarios transfieren manualmente una sola pieza de puesto en puesto (one piece flow). x Las tareas de cada operario deben estar estandarizadas mediante una hoja de trabajo estándar (descrita en el capítulo anterior). x Un operario puede realizar todas o parte de las operaciones del proceso de la célula según se especifique en la hoja de trabajo estándar. x Un operario puede realizar parte de las operaciones del proceso sin que éstas sean necesariamente consecutivas. x Al llegar a una máquina con ciclo automático, el operario realiza las siguientes tareas: — Descargar la pieza con la operación terminada. — Cargar una pieza nueva. — Accionar el pulsador de inicio marcha de la máquina. — Si procede, efectuar algún trabajo manual sobre la pieza que ha descargado. — Desplazarse a la máquina consecutiva transportando la pieza descargada, dejando la máquina en marcha. Si se desplazara a una máquina no consecutiva, siguiendo siempre las instrucciones de la hoja de trabajo estándar, depositaría previamente la pieza descargada junto a la siguiente máquina de la célula (por ejemplo, mediante la ayuda de una rampa). x Al llegar a una máquina/puesto manual (sin ciclo automático), el operario realiza las siguientes tareas: — Cargar una pieza nueva. — Efectuar el trabajo manual requerido en la máquina manual. — Descargar la pieza. — Desplazarse a la máquina consecutiva transportando la pieza descargada. Si se desplazara a una máquina no consecutiva, siguiendo siempre las instrucciones de la hoja de trabajo estándar, depositaría previamente la pieza descargada junto a la siguiente máquina de la célula. Las opciones más utilizadas a la hora de organizar la secuencia de trabajo de los operarios de una célula en U son las siguientes: 84 7. Just In Time (I). Células en U x Split (partir, dividir). x Nagare (palabra japonesa cuya traducción es «a la caza del conejo»). x Flujo inverso. Trabajo en split Mediante este método de trabajo, cada operario de la célula realiza una parte del contenido de trabajo manual de la pieza. En el ejemplo de la Figura 7-9: x El operario 1 realiza las operaciones de las máquinas A→O→Q y retorna a A. Antes de desplazarse de A a O, deposita la pieza en una rampa para transferirla a la máquina D. x El operario 2 realiza las operaciones de las máquinas D→E→L y retorna a D. Antes de desplazarse de E a L, deposita la pieza en la rampa para transferirla a la máquina J. Antes de desplazarse de L a D, deposita la pieza en una rampa para transferirla a la máquina O. x El operario 3 realiza las operaciones de las máquinas J→G→M→K y retorna a J. Antes de desplazarse de K a J, deposita la pieza en una rampa que la transfiere a la máquina L. El trabajo en split permite múltiples combinaciones para distribuir entre los operarios, de forma equilibrada, el contenido de trabajo de la pieza. Es muy importante que las trayectorias de los operarios no se crucen entre sí. Figura 7-9. Una célula en U con tres operarios trabajando en split 85 Lean manufacturing Para facilitar el seguimiento del tiempo de ciclo planificado suele ser conveniente asignar al mismo operario el primero y el último proceso (A y Q). Trabajo en nagare Mediante el método de trabajo en nagare, los dos operarios de la Figura 7-10 realizan el circuito completo A→D→E→J→G→M→K→ L→O→Q, uno detrás del otro, desfasados unos cuantos puestos. Con más de dos operarios, este método de trabajo puede ser difícil de coordinar. Figura 7-10. Una célula con dos operarios trabajando en nagare Trabajo en flujo inverso En el caso de que fueran necesarias las dos manos para la manipulación de la pieza y las máquinas fueran semiautomáticas,1 habría que intercalar a ambos lados de cada máquina un «puesto de descanso» donde depositar la pieza. En estas condiciones puede ser conveniente trabajar en flujo inverso. En flujo inverso, el operario se desplaza en sentido contrario al flujo de la pieza. La secuencia andar/trabajar es más natural. En el ejemplo Avance, parada y retorno a la posición de inicio ciclo en automático. Durante este tiempo no es necesario que el operario esté presente junto a la máquina. 1 86 7. Just In Time (I). Células en U de la Figura 7-11, la pieza circula en sentido horario y el operario se desplaza en sentido antihorario: a. El operario llega a la máquina O procedente de la máquina Q (sentido antihorario) con las manos desocupadas, sobrepasando el puesto de descanso vacío O/Q. b. Descarga la pieza de la máquina O (con la operación terminada) en el puesto de descanso O/Q. c. Coge del puesto de descanso L/O la pieza con la operación L terminada, la carga en la máquina O, inicia el ciclo y deja la máquina O trabajando en automático. d. El operario se desplaza en sentido antihorario a la máquina L, sobrepasando el puesto de descanso L/O vacío. Antes de trabajar en flujo inverso hay que efectuar varios ciclos para cargar las máquinas y puestos de descanso de la célula. El flujo inverso puede combinarse con el trabajo en split o con el trabajo en nagare. Figura 7-11. Un operario trabajando en flujo inverso TABLA DE CAPACIDAD DEL PROCESO Una vez que hemos calculado takt time (el ritmo de la demanda) y el tiempo de ciclo planificado (ritmo de producción), cronometraremos los tiempos de los procesos a integrar en la célula. 87 Lean manufacturing Siguiendo con el ejemplo de la familia F1, supondremos que los productos P2, P4 y P5 tienen tiempos manuales similares y cierta variación (entre productos) en los tiempos máquina. Cronometraremos los tiempos del producto más desfavorable, aquél con mayores tiempos máquina, tal y como actualmente se fabrica en las máquinas A, D, E, J, G, M, K, L, O y Q, y cumplimentaremos una tabla de observación de tiempos para cada proceso (no se han representado en el libro) de acuerdo con el método expuesto en el capítulo anterior. Antes de avanzar el siguiente paso, identificaremos en cada tabla de observación de tiempos los elementos de trabajo que no añaden valor y son innecesarios (NVAI) y planificaremos las acciones adecuadas para eliminarlos. Las esperas de los operarios en los puestos con ciclo máquina automático desaparecerán al crear flujo mediante la célula en U. Una vez que hemos cronometrado y registrado los tiempos de los procesos, calcularemos la capacidad diaria máxima de la célula y el número de operarios necesarios para satisfacer el ritmo de la demanda del cliente (takt time). Para ello, con la ayuda de una hoja de cálculo, elaboraremos la tabla de capacidad del proceso (Figura 7-12): 1. Los datos de la cabecera de la tabla de capacidad del proceso están vinculados a los datos obtenidos en el cálculo del takt time y TCP (Figura 7-6). 2. Para cada proceso, trasladaremos de su correspondiente tabla de observación de tiempos: máquina, proceso, tiempo manual paralelo (TMP), tiempo manual serie (TMS) y tiempo máquina automático (TA). Recordemos que en el paso anterior hemos tomado las medidas necesarias para eliminar los elementos de trabajo manual innecesarios (NVAI), por lo tanto, no figurarán en la tabla de capacidad del proceso. 3. Inicialmente, asignaremos 2 s a cada proceso en la columna «ANDAR». Es el tiempo asignado al operario para desplazarse 2 metros a la siguiente máquina/proceso. Es una práctica habitual asignar un segundo por cada metro de desplazamiento. 4. Para cada proceso, calcularemos el tiempo base TB = TMS + TA. 5. En aquellos procesos en los cuales haya tareas frecuenciales (cambios de herramienta, etc.), anotaremos el tiempo de la tarea y 88 7. Just In Time (I). Células en U cada cuántas piezas (frecuencia) hay que realizar dicha tarea. Calcularemos el tiempo frecuencial por pieza. 6. Calcularemos la capacidad diaria de cada proceso = (Turnos x HTurno x 3.600) x (1-% Averías y Cambios/100) / (T Base + T Frecuencial). — Por ejemplo, la capacidad diaria de la máquina/proceso A es: (2 x 7,33 x 3.600) x (1 - 0,10) / (25 + 1,2) = 1.814 piezas. 7. La capacidad de la célula estará limitada por el proceso más lento, es decir, por el proceso con el «T Base + T Frecuencial» más alto. Identificaremos el proceso con menor capacidad diaria y lo compararemos con la demanda diaria. Es conveniente tener un cierto margen para casos de emergencia: aumento puntual de la demanda, paradas no planificadas mayores que las estimadas… 8. Calcularemos el contenido total de trabajo (CTT) de los procesos a integrar en la célula: ܶܶܥൌ ݎܽ݀݊ܣ ܶ ܲܯ ܶ ܵܯ ݈ܶܽ݅ܿ݊݁ݑܿ݁ݎܨ 9. Calcularemos el número de operarios necesarios en cada relevo: ܶܶܥ ܰ͑ ݒ݈݁݁ݎݏ݅ݎܽݎ݁ൌ ܶܲܥ En la tabla de capacidad del proceso de la familia F1 (Figura 7-12) podemos observar: x La máxima capacidad diaria de la célula, a dos turnos, es 907 piezas; un 50 % superior a la demanda diaria (600 unidades). x La limitación está en la máquina L, ya que es la máquina con mayor T Base + T Frecuencial = 50 s + 2,4 s = 52,4 s. x El contenido total de trabajo (Andar + TMP + TMS + T Frecuencial) de una pieza de la familia F1 es 221 s (210 s de trabajo cíclico y 11 s de tareas frecuenciales). x Son necesarios 2,8 operarios, en cada uno de los dos relevos, para fabricar 600 unidades diarias con un contenido de trabajo de 221 s, suponiendo unas paradas no planificadas (averías y cambios) de un 10 %. 89 Lean manufacturing Figura 7-12. Tabla de capacidad del proceso de la célula C-F1 90 7. Just In Time (I). Células en U EQUILIBRADO DE LA CÉLULA Los cálculos de la tabla de capacidad del proceso nos indican que son necesarios 2,8 operarios en cada relevo. Redondearemos al entero superior: 3 operarios. A continuación, repartiremos y equilibraremos el contenido total de trabajo (CTT = 221 s) entre los 3 operarios de acuerdo a los siguientes criterios (Figura 7-13): x No es correcto repartir por igual el CTT (221 s) entre los tres operarios. Si así fuera, el tiempo de ciclo de la célula sería 221/3 = = 73,6 s y sobreproduciríamos. x Con el fin de hacer visible el despilfarro (3–2,8 = 0,2 de operario) en uno de los operarios, trataremos de asignar a cada uno de los otros dos operarios procesos cuya suma de contenidos de trabajo se aproxime al tiempo de ciclo planificado (TCP = 79,2 s). x Si fuera posible, sería conveniente asignar a un mismo operario el primer y último proceso de la célula. Figura 7-13. Equilibrado incorrecto vs correcto Después de simular distintas opciones de equilibrado con la ayuda de la hoja de cálculo de la Figura 7-14, vinculada a la tabla de capacidad del proceso de la Figura 7-12, elegimos la opción representada en la Figura 7-16. 91 Lean manufacturing Figura 7-14. Tabla auxiliar para equilibrar la célula C-F1 92 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-15. Resultado del equilibrado de C-F1 (sin frecuenciales) 93 Lean manufacturing Figura 7-16. Célula C-F1, equilibrada con 3 operarios En la Figura 7-15 vemos cómo queda la distribución de las tareas cíclicas entre los tres operarios después de equilibrar el contenido de trabajo (CTT = tareas cíclicas + tareas frecuenciales). El tiempo ciclo de la célula (TCC) será igual al tiempo de ciclo del operario (TCO) más lento. En este caso, TCC = TCO del operario 1 = TCO del operario 2 = 75 s. El TCO del operario 3 estará compuesto por 60 s de tareas cíclicas y una espera de 15 s. Figura 7-17. Gráfico de equilibrado de operarios 94 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-18. Resumen fábrica tradicional vs célula C-F1 En el gráfico de la Figura 7-17 y en la tabla de la Figura 7-18, hemos plasmado el trabajo manual (TMS + TMP), andar y esperas de los operarios de los procesos separados por el inventario (fábrica tradicional) versus los tres operarios de la célula C-F1. Son interesantes las siguientes observaciones: x Si durante el estudio de tiempos de la célula no hemos hecho ninguna mejora en los procesos individuales, el sumatorio de los tiempos manuales TMS y TMP (190 s) será el mismo en la fábrica tradicional y en la célula C-F1. x Las esperas de los operarios en la fábrica tradicional se obtienen restando el tiempo manual paralelo (TMP) al tiempo máquina automático (TA). En nuestro caso, el proceso L es una excepción.2 x Mediante la célula en U, hemos cambiado 63 s de esperas por 20 s de desplazamientos más 15 s de esperas. La eliminación de 63 – (20 + 15) = 28 s/pieza de despilfarro, representa una mejora de 28/253 ≈ 11 % en la mano de obra directa. x En la célula en U, «andar» es una actividad que no añade valor pero es necesaria (NVAN) para eliminar otros despilfarros mayores (esperas, inventario, reprocesos, chatarra…). «Andar» es 2 En la Figura 7-12 anotábamos: la máquina L es semiautomática. Durante los 32 s (TA-TMP) el operario añade valor a otra familia de productos. Este tiempo no figura como espera en la tabla de observación de tiempos de L. 95 Lean manufacturing un despilfarro que hay que tratar de minimizar mediante un layout y equilibrado correctos. x Recordemos que, antes de equilibrar, hemos estimado 2 s (andar 2 metros) para todos los desplazamientos. Una vez que hayamos dibujado el layout de la célula y los recorridos de los operarios según el equilibrado elegido, podremos ajustar los valores de los desplazamientos en la hoja de cálculo. Observaciones respecto del número de operarios por relevo En el equilibrado del ejemplo anterior se ha hecho visible el despilfarro al concentrar las esperas (15 s por ciclo) en el operario 3. Más adelante se debería estudiar cómo eliminar ese despilfarro, añadiendo a la célula 15 s de contenido de trabajo procedente de procesos anteriores o posteriores si los hubiera y fuera factible, o bien automatizando procesos de la célula para reducir el contenido de total de trabajo (CTT = 221 s) hasta liberar, por ejemplo, 0,3 operario/relevo, es decir, pasar de 2,8 a 2,5 operarios/relevo: ݒ݁ݑ݊ܶܶܥൌ ܶ ܲܥൈ ܱܰ͑ ݒ݈݁݁ݎݏ݅ݎܽݎ݁ൌ ͻǡʹ ൈ ʹǡͷ ൌ ͳͻͺݏ Con 2,5 operarios/relevo podríamos recalcular el equilibrado de la célula para combinar un relevo con 3 operarios y el otro relevo con 2 operarios. Si la tabla de capacidad del proceso nos hubiera indicado que son necesarios, por ejemplo, 2,2 operarios/relevo, probablemente la solución más razonable sería comenzar a trabajar dos relevos con 2 operarios/relevo más horas extra y, mientras tanto, abordar la mejora de los procesos de la célula para ahorrar 0,2 operario/relevo. ESTANDARIZACIÓN DEL CICLO DE TRABAJO DE LOS OPERARIOS A continuación, para cada operario de la célula, confeccionaremos un diagrama de trabajo estándar y una hoja de trabajo estándar de acuerdo a lo descrito en el capítulo anterior (véase Figura 7-19 a Figura 7-24). 96 7. Just In Time (I). Células en U Si los cálculos de la tabla de capacidad del proceso son correctos, podremos comprobar en los diagramas de trabajo estándar cómo los operarios, al llegar a cualquiera de las máquinas con ciclo automático, encuentran la máquina parada y lista para ser descargada e iniciar un nuevo ciclo. El just in time no persigue la saturación de las máquinas, pretende no despilfarrar el tiempo de los operarios. Ya hemos comentado en el capítulo anterior cómo en las hojas de trabajo estándar, el inventario en proceso (WIP, Work In Process), representado mediante un símbolo, debe estar estandarizado. Si sacáramos una fotografía a la célula en el instante en que los tres operarios fueran a iniciar su ciclo de trabajo, debería haber una pieza en cada uno de los puntos señalados mediante el símbolo «WIP estándar»: una pieza (pendiente de ser descargada) en el interior de cada una de las 8 máquinas con ciclo automático y una pieza en cada una de las 4 rampas/cestas que hacen de interfaz entre los 3 operarios y permiten desacoplar sus ciclos de trabajo. Si no hubiera frecuenciales ni variación en los ciclos de trabajo de los operarios, las citadas 12 piezas serían el WIP necesario y suficiente para que la célula C-F1 pudiera funcionar de forma continua. Una vez instalada la célula, durante la fase de puesta a punto, deberemos redefinir y limitar el WIP en cada uno de los cuatro puntos de interfaz entre operarios de tal forma que las tareas frecuenciales de un operario no afecten (dejen sin piezas) al resto. Actualizaremos los nuevos valores del WIP en la hoja de trabajo estándar. Una vez elaborados los diagramas y hojas de trabajo estándar, estaríamos en condiciones de planificar las actividades necesarias para la implantación de la célula: formación de los operarios, cambio de layout… 97 Lean manufacturing Figura 7-19. Diagrama de trabajo estándar del operario 1 98 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-20. Hoja de trabajo estándar del operario 1 99 Lean manufacturing Figura 7-21. Diagrama de trabajo estándar del operario 2 100 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-22. Hoja de trabajo estándar del operario 2 101 Lean manufacturing Figura 7-23. Diagrama de trabajo estándar del operario 3 102 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-24. Hoja de trabajo estándar del operario 3 103 Lean manufacturing CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS CÉLULAS EN U Las células en U manejadas por operarios tienen un amplio campo de aplicación. Dependiendo de las características físicas del producto (peso, volumen…), del takt time, del número de referencias, del tipo de procesos, del número de procesos y del coste de la mano de obra; las células en U manejadas por operarios pueden ser la opción más eficiente frente a líneas automatizadas, máquinas transfer lineales/circulares, células robotizadas y grupos funcionales homogéneos (GFH). Es una opción que hay que tener presente siempre. En la Figura 7-25 hemos representado el campo de aplicación de las células en U en función de unos valores orientativos del takt time y del número de referencias. Figura 7-25. Campo de aplicación de las células en U CONSIDERACIONES ADICIONALES SOBRE LAS CÉLULAS EN U Máquinas simples versus máquinas complejas Como se ha mencionado más arriba, el propósito del just in time es fabricar el producto demandado por el cliente, en el momento preciso y en la cantidad correcta, utilizando el mínimo de materiales, máquinas, mano de obra y espacio. 104 7. Just In Time (I). Células en U Las máquinas ideales para una célula en U son máquinas sencillas, pequeñas, estrechas, baratas y con un amplio margen entre el tiempo base (TB)3 y el tiempo de ciclo planificado (TCP). Supongamos que tenemos que diseñar una célula para fabricar una familia de componentes y disponemos de la información siguiente (Figura 7-26): x El mecanizado, uno de los procesos de la célula, es el proceso más largo de la célula. x El tiempo de arranque de viruta es 40 s/pieza. x Takt time = 60 s a 2 relevos. x % Averías y cambios = 10 %. x TCP = Takt time x 90 % = 54 s. x Tiempo manual serie (TMS) = descarga + carga + inicio ciclo = 5 s. Si tecnológicamente fuera factible, el just in time preferiría la alternativa de mecanizar la pieza en dos máquinas (dos fases) pequeñas, simples y baratas, con 20 s de tiempo máquina en cada una de ellas, en lugar de mecanizar la pieza en una máquina (una fase) más compleja y más cara, con 40 s de tiempo máquina. Figura 7-26. Máquinas sencillas y baratas vs máquinas complejas Con la primera alternativa, si añadiéramos operarios a la célula tendríamos la posibilidad de absorber, en caso necesario, el doble de Tiempo base (TB) = tiempo manual serie (TMS) + tiempo máquina automático (TA). 3 105 Lean manufacturing la demanda habitual (takt time = 30 s, TCP = 27 s) sin aumentar el número de relevos. Nos seguiría quedando el tercer relevo libre para recuperar incidentes imprevistos. Con la segunda alternativa, ante una duplicación de la demanda, tendríamos que trabajar a 4 relevos (sin margen para imprevistos) o comprar una máquina adicional y rediseñar la célula. Se podría argumentar que la primera opción tiene una penalización de 5 s en el contenido de trabajo respecto de la segunda opción ya que hay una descarga/carga adicional. Es cierto, pero como contrapartida, la flexibilidad de la célula construida con dos máquinas sencillas sería mayor que la flexibilidad de la célula con una máquina compleja. Relevo 8-4-8-4 Aunque quizá no sea siempre extensible a otros entornos, es interesante saber que frecuentemente las empresas japonesas que aplican el lean manufacturing diseñan sus procesos y células para trabajar a dos relevos con una separación de 2 ó 4 horas entre relevos. Emplean este «colchón de tiempo» para, mediante horas extra, solucionar problemas (averías, defectos…) y recuperar la producción perdida en el relevo anterior. Mediante el buffer entre relevos, absorben la variación de la célula y evitan su propagación a los procesos siguientes. En estas condiciones, sería factible calcular el TCP a partir del takt time considerando únicamente las pérdidas por cambios de referencia. Flexibilidad de la célula en U ante variaciones de la demanda En el apartado dedicado a la tabla de la capacidad del proceso, hemos señalado que la capacidad de una célula en U manejada por operarios está limitada por el proceso más lento, es decir, por el proceso con el «tiempo base + tiempo frecuencial» más alto. Una célula bien diseñada debería prever un margen de aproximadamente un 25 % entre el tiempo base de la máquina más lenta y el TCP correspondiente a la máxima demanda prevista. Recordemos que podemos actuar sobre el TCP variando el número de relevos. 106 7. Just In Time (I). Células en U Las células en U deben diseñarse de tal forma que sean flexibles y mantengan la eficiencia ante cambios en el volumen de la demanda. Veamos cómo se comportaría la célula C-F1 en cuatro nuevos escenarios diferentes: 1. Demanda diaria = 215 unidades. — En la tabla auxiliar para equilibrar (Figura 7-28) vemos que a una demanda de 215 unidades/día, a 2 relevos, le corresponde un takt de 245,6 s y un TCP de 221 s. Como el contenido total de trabajo (CTT)4 es 221 s, el número de operarios por relevo para satisfacer la demanda será: CTT/TCP = 221/221 = 1 operario (Figura 7-27). — Cuando el operario no realiza tareas frecuenciales, el tiempo de ciclo de la célula es 210 s (Figura 7-29). — Si consideramos el tiempo empleado en las tareas frecuenciales, la célula produce una media de una pieza cada 221 s (TCP). — Si tenemos en cuenta el tiempo empleado en las tareas frecuenciales, averías y cambios de referencia, obtendremos un promedio de una pieza cada 245,6 s (takt time). Figura 7-27. Célula C-F1 con 1 operario/relevo CTT = ∑ (andar + tiempo manual serie + tiempo manual paralelo + tiempo frecuencial). 4 107 Lean manufacturing Figura 7-28. Equilibrado de C-F1 con 1 operario/relevo 108 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-29. Tiempo de ciclo de C-F1 con 1 operario/relevo 109 Lean manufacturing 2. Demanda diaria = 430 unidades. — En la tabla auxiliar para equilibrar (Figura 7-31) vemos que a una demanda de 430 unidades/día, a 2 relevos, le corresponde un takt de 122,8 s y un TCP de 110,5 s. Como el contenido total de trabajo (CTT) es 221 s, el número de operarios por relevo para satisfacer la demanda será: CTT/TCP = = 221/110,5 = 2 operarios (Figura 7-30). — Cuando ninguno de los operarios realiza tareas frecuenciales, el tiempo de ciclo de la célula es 106 s, igual al tiempo de ciclo del operario más lento (Figura 7-32). — Si consideramos el tiempo empleado en las tareas frecuenciales, la célula produce una media de una pieza cada 110,5 s (TCP). — Si tenemos en cuenta el tiempo empleado en las tareas frecuenciales, averías y cambios de referencia, obtendremos un promedio de una pieza cada 122,8 s (takt time). — En este escenario tendríamos la opción de que los dos operarios trabajasen en nagare. Figura 7-30. Célula C-F1 con 2 operarios/relevo 110 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-31. Equilibrado de C-F1 con 2 operarios/relevo 111 Lean manufacturing Figura 7-32. Tiempo de ciclo de C-F1 con 2 operarios/relevo 112 7. Just In Time (I). Células en U 3. Demanda diaria = 825 unidades. — En la tabla auxiliar para equilibrar (Figura 7-34) se observa que a una demanda de 825 unidades/día, a 2 relevos, le corresponde un takt de 64 s y un TCP de 57,6 s. Como el contenido total de trabajo (CTT) es 221 s, el número de operarios por relevo para satisfacer la demanda será: CTT/TCP = = 221/57,6 = 3,8 ≈ 4 operarios (Figura 7-33). — Cuando ninguno de los operarios realiza tareas frecuenciales, el tiempo de ciclo de la célula es 56 s, igual al tiempo de ciclo del operario más lento (Figura 7-35). — Si consideramos el tiempo empleado en las tareas frecuenciales, la célula produce una media de una pieza cada 57,6 s (TCP). — Si tenemos en cuenta el tiempo empleado en las tareas frecuenciales, averías y cambios de referencia, obtendremos un promedio de una pieza cada 64 s (takt time). Figura 7-33. Célula C-F1 con 4 operarios/relevo 113 Lean manufacturing Figura 7-34. Equilibrado de C-F1 con 4 operarios/relevo 114 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-35. Tiempo de ciclo de C-F1 con 4 operarios/relevo 115 Lean manufacturing 4. Máxima capacidad diaria = 907 unidades. — En la tabla de capacidad del proceso de la Figura 7-12 se observó que la capacidad máxima de la célula C-F1 era 907 unidades/día. La célula alcanza esta capacidad cuando su TCP es igual al «tiempo base + tiempo frecuencial» de la máquina L (50 s + 2,4 s = 52,4 s). El TCP de la célula no puede ser menor que 52,4 s. — La tabla auxiliar para equilibrar (Figura 7-37) nos indica que a una producción de 907 unidades/día, a 2 relevos, le corresponde un takt de 58,2 s y se alcanza el TCPmínimo = 52,4 s. Como el contenido total de trabajo (CTT) es 221 s, el número de operarios por relevo para alcanzar la máxima capacidad será: CTT/TCPmínimo = 221/52,4 = 4,2 ≈ 5 operarios (Figura 7-36). — En los tres escenarios anteriores, la producción diaria de la célula aumenta a medida que aumentamos el número de operarios/relevo y en cada caso está determinada por el operario más lento. En este escenario, la limitación pasa a ser la máquina L; si añadiéramos más operarios, la producción no aumentaría. La célula C-F1 se satura con 5 operarios. — Cuando ninguno de los operarios realiza tareas frecuenciales, el tiempo de ciclo de la célula es 50 s, igual al tiempo base de la máquina L. Este escenario no tiene ningún interés práctico, ya que con 4 operarios/relevo conseguimos 825 unidades/día y para alcanzar 907 unidades/día necesitaríamos incorporar 1 operario más por relevo. El tiempo de ciclo de todos los operarios (Figura 7-38) incluiría una espera hasta los 50 s (el despilfarro de 0,8 operarios/turno); el operario 5 no se desplazaría y las trayectorias de los operarios 2 y 4 se cruzarían. Figura 7-36. Célula C-F1 con 5 operarios/relevo 116 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-37. Equilibrado de C-F1 con 5 operarios/relevo 117 Lean manufacturing Figura 7-38. Tiempo de ciclo de C-F1 con 5 operarios/relevo 118 7. Just In Time (I). Células en U En la tabla y el gráfico de la Figura 7-39 resumimos la evolución de la eficiencia de la célula C-F1, medida en piezas/h-operario, en función de la demanda diaria y el número de operarios/relevo. Vemos cómo la célula C-F1 es muy flexible, ya que nos permite adaptarnos a las variaciones de la demanda combinando el número de relevos y el número de operarios/relevo, a la vez que la eficiencia se mantiene suficientemente estable entre uno y cuatro operarios. Figura 7-39. Eficiencia de la célula C-F1 Familia de productos con diferentes tiempos máquina En el ejemplo de la familia F1, hemos supuesto que los productos P2, P4 y P5 tienen tiempos manuales (TMS y TMP) similares y cierta variación (entre productos) en los tiempos máquina en automático (TA). Se ha realizado la tabla de capacidad del proceso (Figura 7-12) con los tiempos del producto más desfavorable, aquél con mayores tiempos máquina, y se ha observado que la capacidad máxima diaria de la célula (907 unidades/día) para el producto más desfavorable es un 50 % superior a la demanda diaria de 600 unidades/día. Son interesantes las siguientes observaciones: 119 Lean manufacturing x El comportamiento y eficiencia de una célula correctamente diseñada (el TCP ha de ser mayor que el «tiempo base + tiempo frecuencial» más alto) no se ven afectados por las variaciones de los tiempos máquina (TA) entre los diferentes productos de la familia. x La secuencia de movimientos de los operarios en cualquiera de los escenarios (1, 2, 3 ó 4 operarios/relevo) no se ve afectada por el producto que estén fabricando, P2, P4 o P5, a pesar de las variaciones de sus tiempos máquina. En efecto, ya hemos visto que, una vez comprobada la capacidad de la célula, los tiempos máquina en automático (TA) no intervienen en el equilibrado de los operarios. x Si hemos diseñado correctamente la célula, en cualquiera de los escenarios (1, 2, 3 ó 4 operarios/relevo), cualquier operario, siguiendo siempre la hoja de trabajo estándar, al llegar a una máquina con ciclo automático, la encontrará parada y lista para ser descargada. La máquina habrá estado parada más o menos tiempo en función del tiempo máquina de la referencia que esté fabricando en ese momento. Familia de productos con diferentes contenidos de trabajo Supongamos una familia F1 cuyos productos P2, P4 y P5, con demandas diarias d2, d4 y d5, tienen contenidos de trabajo5 diferentes CTT2, CTT4 y CTT5 (no es recomendable que las diferencias sean > 25 %). TCPF1 es el tiempo de ciclo planificado de la familia F1. En estos casos, tenemos dos opciones para organizar el trabajo en la célula: 1. Mantener constante el número de operarios, con lo cual variará el ritmo de producción en función del contenido de trabajo de cada referencia: — CTT medio F1 = (CTT2 · d2 + CTT4 · d4 + CTT5 · d5)/(d2 + d4 + d5) — Nº operarios F1 = CTT medio F1 / TCPF1 — Los ritmos de producción de cada referencia serán: CTT = ∑ (andar + tiempo manual serie + tiempo manual paralelo + + tiempo frecuencial). 5 120 7. Just In Time (I). Células en U ▪ TCP2 = CTT2 / Nº operarios F1 ▪ TCP4 = CTT4 / Nº operarios F1 ▪ TCP5 = CTT5 / Nº operarios F1 2. Modificar el número de operarios en función del contenido de trabajo de cada producto para mantener constante el ritmo de producción: — Nº operarios para P2 = CTT2 / TCPF1 — Nº operarios para P4 = CTT4 / TCPF1 — Nº operarios para P5 = CTT5 / TCPF1 Productos que omiten/saltan algún proceso En una célula en U, es admisible incluir productos cuyas rutas omiten alguno de los procesos de la célula (Figura 7-40). Esto dará lugar a diferencias en los contenidos de trabajo de los productos de la familia. Figura 7-40. Productos que saltan algún proceso de la célula en U Células en U aplicables a segmentos de la corriente de valor Frecuentemente, no es posible crear flujo continuo desde la materia prima hasta el producto terminado. Por ejemplo, cuando en la corriente de valor (value stream)6 de la familia de productos en la que queremos crear flujo continuo intervienen: Corriente de valor (value stream) de una familia de productos es el conjunto de procesos que contribuyen a transformar la materia prima en producto terminado. 6 121 Lean manufacturing x Máquinas caras, compartidas con otras corrientes de valor, que no es factible duplicar para dedicarlas en exclusiva a la familia de productos seleccionada para crear flujo. x Equipos pesados y voluminosos que, por diversas razones, no se pueden mover de sitio. En la terminología lean se les denomina «monumentos». x Equipos poco fiables, con pérdidas crónicas significativas y bajos uptime. x Procesos que, por razones tecnológicas, no se pueden integrar en una célula. x … En los casos citados anteriormente, solo es posible crear flujo continuo mediante células en U en determinados segmentos de la corriente de valor de la familia de productos. En tal caso, con carácter general, sería aconsejable empezar por los procesos más próximos al cliente. Células de montaje en U Para que los operarios de una célula de montaje en U puedan mantener durante su relevo el ritmo de producción (TCP)7 fijado en la hoja de trabajo estándar, las tareas de aprovisionamiento y retirada de materiales, componentes y envases deben ser realizadas por personal de transporte. Estas tareas no deben interferir con el trabajo de los operarios de la célula. Para ello, diseñaremos los puestos de montaje de acuerdo con los siguientes criterios: x Aprovisionaremos los componentes, envasados en cajas de plástico normalizadas, desde el exterior de la célula mediante carriles dinámicos inclinados (flow racks) (Figura 7-41). En el mercado hay proveedores especializados que ofrecen un amplio catálogo de elementos estándar (tubos, uniones, abrazaderas, ruedas, raíles con rodillos…) para que uno mismo pueda diseñar y montar los flow racks de acuerdo a las necesidades de la célula. 7 122 El ritmo de producción es el tiempo de ciclo planificado (TCP). 7. Just In Time (I). Células en U x En los puestos de montaje manuales (M2 y M4) dispondremos los flow racks enfrente del operario de la célula, integrados con los puestos. x Generalmente, los mecanismos de los puestos de montaje con ciclo automático (M1, M3 y M5) no suelen permitir la alimentación de componentes con flow racks frontales. Si así fuera, minimizaremos la anchura de los citados puestos, sin comprometer su mantenibilidad, y colocaremos los flow racks a los lados, de tal forma que el operario pueda aprovisionarse de componentes sin necesidad de dar pasos ni separar excesivamente los brazos. x Facilitaremos al operario de la célula la evacuación de las cajas vacías mediante carriles dinámicos inclinados hacia el exterior de la célula, por arriba y/o por debajo de los carriles destinados a las cajas llenas, según convenga. Figura 7-41. Alimentación de componentes desde el exterior de la célula Líneas de montaje transfer paletizadas versus células en U Las líneas de montaje transfer paletizadas (Figura 7-42), con estaciones manuales y automáticas, entran en competencia con las células en U cuando el coste de la mano de obra es elevado, el takt time es pequeño (< 18 s) y el peso del producto supera los 5 kg. Es conveniente tener en cuenta que estos sistemas tienen ciertos inconvenientes: 123 Lean manufacturing x No es posible modificar el takt time, ya que los operarios no se desplazan de sus puestos y su número es prácticamente fijo. Estos sistemas solo tienen una velocidad, un ritmo de producción. x A diferencia de las células en U, estos sistemas presentan dificultades para suministrar componentes y evacuar envases vacíos sin interrumpir a los operarios, especialmente cuando se ensamblan numerosos componentes y estos son voluminosos. x El acceso al interior de la línea para reparar las estaciones automáticas puede presentar dificultades. Figura 7-42. Línea de montaje transfer paletizada Cajas de cartón y madera No es apropiado suministrar los productos de compra a los puntos de uso de las células en cajas de cartón o madera. Si fuéramos a implantar una célula en U, y, por las razones que fuera, los proveedores nos suministraran lotes grandes en envases no retornables (cajas de cartón, cajas de madera…) o contenedores demasiado grandes, sería conveniente trasvasar los productos de compra a cajas pequeñas estándar (de plástico, metálicas…) adecuadas a los carriles dinámicos de los puntos de uso de la célula. En términos generales, es preferible efectuar esta manipulación en el almacén de productos de compra antes que trasladar a la célula 124 7. Just In Time (I). Células en U despilfarro, contaminación y fuentes de variación: abrir cajas de cartón, abrir bolsas de plástico, trasvasar producto a cajas más pequeñas, retirar bolsas de plástico, plegar y retirar cajas de cartón, rotura de envases y caída de componentes, restos de cartón y madera que contaminan el producto, etc. Estas fuentes de variación dificultarían que los operarios de las células produjeran de acuerdo a la hoja de trabajo estándar durante todo el tiempo planificado de su jornada laboral. Asimismo, las cajas de cartón y madera dificultan el establecimiento de un sistema pull, entre las células y el almacén de productos de compra, que garantice una alimentación sin interrupciones y sin variación, y que minimice el espacio ocupado por el inventario en el área productiva. Polivalencia de los operarios de las células en U Es evidente que las células en U necesitan para su funcionamiento trabajadores que sepan operar en prácticamente todos los puestos y máquinas de la célula. Una vez que hemos diseñado la célula en U sobre el papel, y antes de proceder a su implantación física, debemos elaborar una matriz sobre las capacidades actuales de cada uno de los operarios que van a trabajar en la célula: x ¿Qué máquinas son capaces de operar? x ¿Conocen las instrucciones de seguridad? x ¿En qué máquinas son capaces de controlar la calidad del proceso? x ¿Conocen cómo mantener el orden y limpieza de su puesto de trabajo? x ¿Conocen cómo realizar las tareas de mantenimiento autónomo? x ¿En qué máquinas son capaces de cambiar de referencia? x Etc. Asimismo, debemos realizar una segunda matriz sobre las capacidades que cada uno de los operarios debe alcanzar para poder trabajar en la célula, y un plan de formación y capacitación para pasar de una situación a otra. 125 Lean manufacturing LA CÉLULA EN U Y LA EFICIENCIA Continuemos con el ejemplo de la familia F1. Supongamos que la demanda media diaria es 600 unidades/día y que antes de implantar la célula en U hemos contado el inventario de F1 (Figura 7-43), es decir, la cantidad de P2, P4 y P5 a la entrada y salida de cada proceso/máquina (A, D, E, J, G, M, K, L, O, Q). Figura 7-43. Inventario en curso de F1 antes de implantar la célula en U Si el inventario (15.275 unidades) fuese representativo de la situación inicial de F1, la ley de Little (L T = Inventario/Producción) nos dice que, por término medio, una pieza de la familia F1 tardaría 15.275/600 = 25,5 días laborables desde su recepción hasta su expedición, es decir, su lead time de fabricación sería 25,5 días laborables. En la Figura 7-44, el WIP estándar8 de la célula C-F1 es igual a 12 unidades: x 1 pieza en el interior de cada una de las 8 máquinas con ciclo automático. x 1 pieza en cada una de las 4 rampas/cestas que sirven de interfaz entre los 3 operarios. x Como promedio, una pieza tardará en recorrer la célula C-F1: (WIP + 1) x TCP = (12 + 1) x 79,2 s = 1.030 s ≈ 17 min. Para simplificar, hemos prescindido del WIP adicional que sería necesario incluir en las rampas/cestas para evitar las interferencias entre operarios debido a las tareas frecuenciales. 8 126 7. Just In Time (I). Células en U Figura 7-44. Inventario en curso (WIP) en C-F1 Mediante la célula en U, el nuevo lead time de fabricación (recepción → expedición) de F1 pasaría a ser aproximadamente de (600 + 12 + + 1.000)/600 = 2,7 días. Reducciones en el lead time de estas proporciones, y aún mayores, son habituales cuando es factible crear flujo continuo mediante células en U. Vemos pues cómo la gran aportación de las células en U a la eficiencia del sistema productivo, además de eliminar directamente el despilfarro de las esperas de los operarios en las máquinas con ciclo automático (véase Figura 7-18), es la reducción drástica del inventario en curso y el lead time, y sus efectos secundarios. EFECTOS SECUNDARIOS DEL EXCESO DE INVENTARIO-LEAD TIME El exceso de inventario es en sí mismo un despilfarro directo, ya que implica la inmovilización de un recurso (materiales) sin añadir valor para el cliente. Adicionalmente, el inventario provoca unos efectos secundarios (más despilfarros) cuantiosos y difíciles de valorar, que acaban diluyéndose en la cuenta de resultados de la empresa: x x x x x x Encubre defectos y origina selecciones, reprocesos y chatarra. Se deteriora, se rompe, se oxida, envejece, caduca… Se queda obsoleto (cambios de diseño…). Se extravía. Incrementa el coste de los seguros. Ocupa espacio, consume energía: iluminación y calefacción. 127 Lean manufacturing x Consume recursos para su manipulación: estanterías, contenedores, etiquetas, carretillas, carretilleros… x Consume recursos para su gestión: ordenadores y personas que buscan, cuentan, identifican, introducen datos en el sistema informático de gestión… x Etc. Hemos visto cómo, según la ley de Little, el lead time es la otra cara del inventario. Un lead time excesivo es en sí mismo una desventaja competitiva. Al igual que el exceso de inventario, un lead time largo también provoca importantes efectos secundarios (más despilfarros) que acaban perdiéndose en la cuenta de resultados de la empresa: x Aumenta la imprecisión en los plazos de entrega y las posibilidades de incumplimiento. x Ocasiona pérdidas de tiempo en reuniones para tratar los retrasos en el servicio, actualizar planificaciones y asignar nuevas prioridades. x Origina cambios de referencia adicionales y horas extraordinarias para adelantar trabajos. x Provoca portes urgentes para recuperar parte del retraso en las entregas. x Acarrea cargos del cliente, anulaciones de pedidos y la pérdida de clientes. x Etc. 128 8. Just In Time (II). EPEC y SMED Recordemos los pasos para implantar el JIT en una fábrica tradicional que empuja (push) las órdenes de fabricación de sus productos a través de su sistema «máquina → inventario → máquina → inventario…»: 1. Seleccionar una familia de productos con demanda repetitiva. 2. Calcular el takt time y el tiempo de ciclo planificado (TCP). 3. Crear flujo continuo mediante células en U. 4. Calcular y reducir el EPEC. 5. Reducir los tiempos de cambio (SMED). 6. Conectar procesos mediante un sistema pull de FIFO lane. 7. Conectar procesos mediante un sistema pull de supermercados y kanban. 8. Programar la demanda del cliente en un único proceso de la corriente de valor (value stream), el pacemaker. 129 Lean manufacturing En el capítulo anterior se han tratado los tres primeros pasos. En este capítulo se exponen los dos pasos siguientes. EPEC (EVERY PRODUCT EVERY CYCLE) EPEC es el acrónimo de Every Product Every Cycle.1 El EPEC es el menor «ciclo» posible (expresado en días o fracciones de día) en que una célula o un proceso es capaz de producir/reponer todos los productos que tiene asignados sin dejar de satisfacer las cantidades demandadas. El EPEC es un indicador de la flexibilidad de la célula o del proceso. Cuanto menor sea el EPEC, mayor es la flexibilidad. Cálculo del EPEC En la parte inferior de la Figura 8-1 podemos ver cómo se calcula el EPEC en el caso de la célula C-F1 del capítulo anterior. Para ello, aprovecharemos parte de los datos que utilizamos anteriormente en el cálculo del takt time. Recordemos que en el cálculo del takt time de C-F1 considerábamos 2 turnos de trabajo con 7,33 h/turno, y estimábamos que las paradas por averías y cambios de referencia iban a representar un 4 % y un 6 %, respectivamente, del tiempo planificado. Hagamos unas aclaraciones sobre el % averías y el % de cambios de referencia antes de exponer el cálculo del EPEC en detalle: x x 1 130 El 4 % estimado para las paradas por averías tendría el carácter de un objetivo inicial para la célula, y estaría basado en la experiencia y en datos históricos sobre averías si los hubiera. El 6 % asignado para los cambios de referencia es un parámetro de gestión que establece la persona o el equipo que diseña la célula. A diferencia del % estimado para las averías, está en nuestra mano la decisión de «invertir» más o menos tiempo en los cambios de referencia. Tenemos que conocer las consecuencias negativas y positivas: EPEC, también denominado EPE o EPEI (Every Product Every Interval). 8. Just In Time (II). EPEC y SMED — En primer lugar, el lean manufacturing considera que el tiempo empleado por personas y máquinas en los cambios de referencia es un despilfarro, ya que no se añade valor2 para el cliente. — En segundo lugar, si asignáramos un % mayor para los cambios de referencia, implicaría un tiempo de ciclo planificado (TCP) más pequeño que 79,2 s (el ritmo de producción de la célula debería ser más rápido) y podría tener implicaciones en la capacidad, número de operarios, equilibrado y layout de la célula. — Por último, como contrapartida positiva, la asignación de un mayor % de tiempo para los cambios de referencia nos permitiría hacer más cambios de referencia, es decir, tendríamos más flexibilidad, un menor EPEC. Figura 8-1. Cálculo del EPEC de C-F1 Para calcular el EPEC de C-F1 seguiremos los siguientes pasos: Durante el tiempo de cambio de referencia no se modifican la geometría ni las propiedades del producto. 2 131 Lean manufacturing 1. Calcularemos el tiempo que, como promedio, hemos asignado cada día para hacer cambios. En el ejemplo de C-F1 será el 6 % del tiempo planificado diario: 52.800 s x 0,06/60 = 53 minutos/día. 2. Estimaremos el tiempo de un cambio de referencia de la célula completa a partir de nuestra experiencia, datos históricos, el número de operarios de la célula y sus capacidades. En nuestro ejemplo hemos considerado 175 min. 3. La familia F1 consta de 3 referencias: P2, P4 y P5. La secuencia completa de cambios de la familia F1 será 3 cambios x 175 min/cambio = 525 min. 4. Cada día disponemos, como promedio, de 53 min para cambios, y la secuencia completa de cambios →P2→P4→P5 es 525 min, por lo tanto, el EPEC será 525/53 = 9,94 ≈ 10 días. La demanda diaria de P2, P4 y P5 es 300, 225 y 75 unidades, respectivamente. Cuando decimos que la célula C-F1 tiene un EPEC de 10 días significa que los lotes de P2, P4 y P5 han de ser, al menos, los correspondientes a 10 días de consumo: 3.000, 2.250 y 750 unidades respectivamente (véase Figura 8-2). El periodo de repetición de la secuencia →P2→P4→P5 no puede ser inferior a 10 días laborables. Si quisiéramos hacer lotes menores, es decir, más cambios, no seríamos capaces de satisfacer la demanda. Figura 8-2. EPEC de C-F1 en detalle 132 8. Just In Time (II). EPEC y SMED Si fuésemos capaces de reducir los tiempos de cambio, por ejemplo, de 175 min a 70 min, y siguiésemos invirtiendo en cambios de referencia el 6 % (parámetro de gestión) del tiempo planificado, el nuevo EPEC de C-F1 sería: (3x70)/53 ≈ 4 días. Método alternativo para calcular el EPEC A continuación se expone un método alternativo para calcular el EPEC de una familia de productos fabricada en un proceso/máquina cualquiera (Figura 8-3): Figura 8-3. Método alternativo para calcular el EPEC x x x En la parte superior de la tabla figuran los datos de los productos T1… T5 y del proceso: demanda diaria, % pérdidas de calidad, tiempos de ciclo y tiempos de cambio. El tiempo de cambio de la secuencia completa de los productos T1… T5 es el sumatorio de los tiempos de cambio de cada uno de los productos: 200 min. El tiempo de ejecución (run time) diario de un producto es el tiempo que emplearía el proceso en producir la demanda de un día del citado producto, incluido el % de unidades defectuosas y sin contar los tiempos de cambio. Por ejemplo, el tiempo de ejecución diario de T3 es: 350 x (1 + 1,5/100) x 30/60 = 178 min. 133 Lean manufacturing x x x x x x El tiempo de ejecución diario de la familia de productos es el sumatorio de los tiempos correspondientes a T1… T5; es igual a 805 min. El tiempo planificado diario es 450 min/turno x 2 turnos = 900 min. Estimamos, como promedio, unas pérdidas diarias de 45 min por averías. Si restamos al tiempo planificado diario el tiempo de ejecución diario y las pérdidas por averías, obtendremos el tiempo diario disponible para cambios: 900-805-45 = 50 min. Para realizar la secuencia completa de cambios, sin dejar de suministrar la demanda, necesitaremos al menos: 200/50 = 4 días (EPEC). El lote a fabricar de un determinado producto será: EPEC x demanda diaria del producto. Todos los productos de la familia tendrán un cambio de referencia cada 4 días (EPEC). Reducir el EPEC Del cálculo anterior deducimos que, para reducir el EPEC, dados un tiempo planificado y una demanda diaria, debemos reducir uno o varios de los siguientes términos: x x x x El tiempo de ciclo de los productos. Las pérdidas de calidad. Las pérdidas por averías. Los tiempos de cambio. A continuación anticipamos mediante un sencillo ejemplo, en condiciones deterministas, sin variación (Figura 8-4 y Figura 8-5), alguna de las ventajas que proporciona la reducción del EPEC: x x x 134 Un proveedor fabrica en una determinada máquina los productos A, B, C y D. Los cuatro productos tienen el mismo tiempo de ciclo. Cliente y proveedor trabajan 5 días a la semana, 20 días al mes. El cliente demanda 160 unidades/mes (40 unidades/mes de cada producto) y recoge, a última hora de cada día laborable, 2 unidades de cada producto (8 unidades/día). 8. Just In Time (II). EPEC y SMED x x La máquina produce 10 unidades/día y emplea 1 día completo en el cambio de referencia. El EPEC inicial es 20 días: — 4 días produciendo 10 u/día de A. — 1 día de cambio. — 4 días produciendo 10 u/día de B. — 1 día de cambio. — 4 días produciendo 10 u/día de C. — 1 día de cambio. — 4 días produciendo 10 u/día de D. — 1 día de cambio. x x El proveedor invierte en cambios un 20 % del tiempo planificado de la máquina, 4 días de cada 20 días. En la parte inferior de la Figura 8-4 se representa la evolución en el tiempo de la producción y el inventario del producto A: — Al final del cuarto día, el inventario del producto A será igual a 32 unidades: 40 unidades producidas menos 8 unidades recogidas por el cliente. — Con las 32 unidades de A que quedan en el almacén al final del cuarto día, el proveedor podrá suministrar 2 u/día de A durante los 16 días que restan hasta que comience de nuevo la producción de A. — El inventario medio de A a lo largo del EPEC es 32/2 = 16 unidades, la mitad de la altura del triángulo (línea de puntos). — La ley de Little nos dice que, como promedio, una pieza de A estará almacenada 16 unidades/2 unidades/día = 8 días. — Dada la simetría del ejemplo, sucederá lo mismo con los productos B, C y D, por lo tanto, el inventario medio en el almacén será 16 x 4 = 64 unidades. Supongamos que el proveedor consigue reducir los tiempos de cambio a la mitad (0,5 días) y decide emplear el citado ahorro en cambiar el doble de veces en lugar de producir más (el cliente no necesita más piezas). Es decir, el proveedor decide seguir empleando 135 Lean manufacturing un 20 % del tiempo planificado de su máquina en cambios de referencia (Figura 8-5): x El nuevo EPEC será 10 días: — 2 días produciendo 10 u/día de A. — 0,5 días de cambio. — 2 días produciendo 10 u/día de B. — 0,5 días de cambio. — 2 días produciendo 10 u/día de C. — 0,5 días de cambio. — 2 días produciendo 10 u/día de D. — 0,5 días de cambio. x En la parte inferior de la Figura 8-5 se representa la evolución en el tiempo de la producción y el inventario del producto A: — Al final del segundo día, el inventario del producto A será igual a 16 unidades: 20 unidades producidas menos 4 unidades recogidas por el cliente. — Con las 16 unidades de A que quedan en inventario al final del segundo día, el proveedor podrá suministrar 2 u/día de A durante los 8 días que restan hasta que comience de nuevo la producción de A. — El inventario medio de A a lo largo del EPEC es 16/2 = 8 unidades, la mitad de la altura del triángulo (línea de puntos). — La ley de Little nos dice que, como promedio, una pieza de A estará almacenada 8 unidades/2 unidades/día = 4 días. — Dada la simetría del ejemplo, sucederá lo mismo con los productos B, C y D, por lo tanto el inventario medio del almacén será 8 x 4 = 32 unidades. En este ejemplo particular hemos comprobado cómo, al invertir las reducciones de los tiempos de cambio en cambiar más veces, el proveedor ha disminuido el EPEC sin dejar de producir lo mismo. El aumento de su flexibilidad le ha permitido disminuir el inventario de producto terminado y el lead time de los productos en el almacén. 136 8. Just In Time (II). EPEC y SMED Figura 8-4. EPEC del proveedor igual a 20 días Figura 8-5. EPEC del proveedor igual a 10 días Si la frecuencia de envío de los productos al cliente fuese mensual, la reducción del EPEC de 20 a 10 días no se traduciría en una reducción del inventario del almacén de producto terminado, sin embargo, adelantaría la detección de posibles problemas de calidad y permitiría reaccionar con más rapidez ante los mismos. Una salvedad a la utilización del EPEC En el siguiente capítulo aplicaremos el EPEC para diseñar la reposición de los productos de un supermercado (con consumo repetitivo) sin diferencias significativas entre sus respectivas demandas. Sin embargo, cuando un proceso repone los productos de un supermercado cuyas respectivas demandas son muy dispares, no es aconsejable basarse en el EPEC (véase el ejemplo de la Figura 9-22), ya que en este caso no sería eficiente asignar «ciclos de reposición» iguales —como haríamos con el EPEC— a los productos con alta, media o baja demanda. 137 Lean manufacturing REDUCCIÓN DE LOS TIEMPOS DE CAMBIO (SMED) En 1950, el japonés Shigeo Shingo (1909-1990) comenzó a trabajar en la reducción de los tiempos de cambio de las prensas. A lo largo de treinta años desarrolló una metodología a la que denominó SMED (Single Minute Exchange of Die). Shingo colaboró con Toyota durante más de 25 años como consultor y formador. En 1985, su metodología SMED, previamente publicada en japonés, fue traducida y editada en inglés (Shingo 1985). En la Figura 8-6 se representa un esquema con los pasos de la metodología SMED. Figura 8-6. Metodología SMED Paso 1. Descomponer el cambio en operaciones x 138 Formar un equipo de trabajo multidisciplinar, en el cual participen personal de producción, ingeniería de procesos, mantenimiento… 8. Just In Time (II). EPEC y SMED x x x Filmar el cambio de la «Referencia 1» a la «Referencia 2» en la máquina seleccionada. Visionar el cambio. Descomponer el cambio en operaciones. Paso 2. Separar las operaciones en «externas» e «internas» x x x Identificar como «externas» aquellas operaciones que pueden realizarse con la máquina en marcha, mientras ésta procesa la referencia saliente (Ref. 1). Identificar como «internas» aquellas operaciones que deben realizarse con la máquina parada. Mediante acciones organizativas, realizar en paralelo con la máquina en marcha las operaciones identificadas como externas. Por ejemplo: — Acopiar documentación y piezas de la referencia entrante (Ref. 2). — Acercar el utillaje de la referencia entrante. — Limpiar el utillaje entrante. — Inspeccionar el buen estado de los elementos necesarios para el cambio. x También son operaciones externas aquellas que pueden realizarse con la máquina en marcha, después de hacer el cambio, mientras ésta procesa la nueva referencia, por ejemplo: — Devolver a la estantería el utillaje saliente. Paso 3. Convertir operaciones internas en externas x Para convertir operaciones internas en externas, en general, son necesarias modificaciones en el diseño del utillaje, herramientas… y/o la adquisición de nuevos medios físicos. A continuación se refieren algunos ejemplos de operaciones que es factible convertir en externas: — Pre-calentar moldes de inyección. — Pre-montar y pre-reglar herramientas de mecanizado. 139 Lean manufacturing — Pre-posicionar el utillaje en altura (Figura 8-7). Figura 8-7. Convertir internas en externas Paso 4. Reducir las operaciones internas Para reducir las operaciones internas actuaremos sobre los ajustes, los elementos de fijación, los desplazamientos del operario y el trabajo en paralelo: x Ajustes: — Eliminar ajustes mediante la estandarización de los ceros, orígenes y referencias de los utillajes. — Eliminar ajustes mediante la estandarización de alturas, recorridos, forma y dimensiones de los utillajes. Figura 8-8. Eliminar ajustes 140 8. Just In Time (II). EPEC y SMED x Elementos de fijación: — Estandarizar y disminuir el número de elementos de fijación: tornillos, tuercas… — Mejorar los elementos de fijación para no tener que soltar completamente los tornillos/tuercas y que sea suficiente con aflojarlos media vuelta. — Sustituir tornillos y tuercas por bridas manuales, neumáticas o hidráulicas. Figura 8-9. Mejorar los elementos de fijación x Desplazamientos del operario: — Posicionar los elementos necesarios para el cambio junto a los puntos de uso, y tanto más próximos cuanto mayor sea su frecuencia de uso. — Confeccionar un diagrama de los desplazamientos del operario durante el cambio, analizarlo y eliminar aquellos que sean innecesarios. Por ejemplo, en la Figura 8-10 se han eliminado los desplazamientos de retorno al banco de trabajo, 141 Lean manufacturing ya sea posicionando los elementos necesarios para el cambio junto a los puntos de uso o bien transportándolos el operario mediante un carrito adecuado. Figura 8-10. Reducción de los desplazamientos del operario x Trabajar en paralelo: — Realizar el cambio entre dos o más personas trabajando en paralelo. Paso 5. Reducir las operaciones externas Para reducir el tiempo que el operario dedica a la preparación externa, actuaremos sobre las búsquedas, desplazamientos y esperas: x Eliminar las búsquedas: — Organizar el puesto de trabajo (primera S) mediante la eliminación de los elementos innecesarios. — Ordenar el puesto de trabajo (segunda S) mediante la identificación de los elementos necesarios. x Minimizar los desplazamientos: — Almacenar los utillajes en la proximidad de la máquina. x Eliminar los tiempos de espera: — Sustituir los medios de manipulación generales (grúas, carretillas…) por carritos específicos para manipular y transportar los utillajes. 142 8. Just In Time (II). EPEC y SMED Paso 6. Estandarizar el cambio x x x Documentar el nuevo método de cambio. Formar a los operarios sobre el nuevo método de cambio. Realizar el cambio de acuerdo al nuevo procedimiento y filmarlo de nuevo. Formato En la Figura 8-11 se representa un sencillo formato, realizado con una hoja de cálculo, para el análisis y reducción del tiempo de cambio siguiendo los cinco primeros pasos de la metodología SMED. Medidas organizativas vs cambios en los medios físicos Si implantamos una reducción de los tiempos de cambio basada fundamentalmente en la separación de las operaciones externas e internas, mediante la aplicación casi exclusiva de medidas organizativas (segundo paso del SMED), correremos el riesgo de una degradación y retroceso, a medio plazo, de los tiempos de cambio. Por el contrario, si en la implantación de SMED hemos llegado a convertir operaciones internas en externas y hemos reducido operaciones internas, mediante la modificación de los medios físicos (máquina, utillaje, amarres, ceros, referencias…), la reducción de los tiempos de cambio será más robusta y estable en el tiempo. LA REDUCCIÓN DE LOS TIEMPOS DE CAMBIO Y LA EFICIENCIA Los cambios de referencia no añaden valor pero son necesarios. Desde el punto de vista de la mano de obra directa, la reducción del tiempo que el operario emplea en cambiar de referencia, tanto en las operaciones externas como internas, representa un ahorro de recursos. Supongamos una máquina a la que, por el momento, seguimos empujando (push) los lotes procedentes del proceso anterior. Desde el punto de vista de la máquina, tenemos dos opciones a la 143 Lean manufacturing hora de invertir los ahorros conseguidos con la reducción de los tiempos de cambio. A continuación analizamos sus efectos con la ayuda de la ecuación LT = VUT+T y la ley de Little: Opción 1. Producir más x Esta opción consistiría en realizar el mismo número de cambios (TLL≈), aumentar el tamaño de los lotes que enviamos a la máquina y, por lo tanto, producir más. El aumento del tamaño de los lotes sería tal que compensaría el efecto de la reducción de los tiempos de cambio sobre el tiempo de proceso medio de los lotes T:3 ܶ ൎൌ ܶ ܾ݅݉ܽܥ՝ ݁ݐܮ՛ൈ ݈ܶܿ݅ܥ x La utilización «u» y el factor amplificador U=u/(1-u) no variarían: ݑൎൌ x ܶൎ ܶ ܮܮൎ El lead time no variaría (T≈, u≈, U≈), sin embargo, según la ley de Little, el inventario de piezas (en espera y en proceso) aumentaría: ݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫ՛ൌ ܲ ݊×݅ܿܿݑ݀ݎ՛ൈ ݁݉݅ݐ݀ܽ݁ܮde las piezas ൎ4 Esta opción sería la elegida por el TPM. Opción 2. Realizar más cambios de referencia x La segunda opción consistiría en realizar más cambios (TLL↓), reducir el tamaño de los lotes que enviamos a la máquina y producir lo mismo. Por ejemplo, si redujéramos a la mitad los tiempos de cambio, podríamos reducir el tamaño de los lotes «T» es la media de los tiempos de proceso (T Proceso) de los lotes. T Proceso = T Cambio + Lote x T Ciclo + T Pérdidas. Para simplificar se ha supuesto que el término T Pérdidas = 0. Es decir, T Proceso = T Cambio + Lote x x T Ciclo 3 144 8. Just In Time (II). EPEC y SMED a la mitad (T sería la mitad) y duplicar el número de cambios (TLL sería la mitad) sin variar la utilización «u» de la máquina. ݑൎൌ x ܶ՝ ܶ ՝ ݁ݐܮ՝ൈ ݈ܶܿ݅ܥ ൌ ܾ݅݉ܽܥ ܶ ܮܮ՝ ܶ ܮܮ՝ El lead time (T↓, u≈, U≈) se reduciría a la mitad y, según la ley de Little, el inventario de piezas (en espera y en proceso) también se reduciría a la mitad: ݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫ՝ൌ ܲ ݊×݅ܿܿݑ݀ݎൎൈ ݁݉݅ݐ݀ܽ݁ܮde las piezas ՝ Esta última opción es la que subyace en los pasos cuarto y quinto del JIT (reducción del EPEC). También es necesario mencionar el efecto positivo que produciría en ambas opciones la estandarización del cambio (sexto paso del SMED). Reduciría la variación de T, es decir, disminuiría uno de los componentes del factor amplificador de la variación V. 4 Hemos aplicado la ecuación VUT a los lotes y la ley de Little a las piezas. Hemos supuesto que las piezas de un lote se mueven todas juntas al siguiente proceso una vez procesada la última pieza de su lote (Figura 2-3) y que, por lo tanto, el lead time medio de las piezas es igual al lead time medio los lotes (espera + proceso). 145 Lean manufacturing Figura 8-11. Formato SMED para el análisis del cambio 146 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Recordemos nuevamente los pasos para implantar el JIT en una fábrica tradicional que empuja (push) las órdenes de fabricación de sus productos a través de su sistema «máquina → inventario → máquina → inventario…»: 1. Seleccionar una familia de productos con demanda repetitiva. 2. Calcular el takt time y el tiempo de ciclo planificado (TCP). 3. Crear flujo continuo mediante células en U. 4. Calcular y reducir el EPEC. 5. Reducir los tiempos de cambio (SMED). 6. Conectar procesos mediante un sistema pull de FIFO lane. 7. Conectar procesos mediante un sistema pull de supermercados y kanban. 8. Programar la demanda del cliente en un único proceso de la corriente de valor (value stream), el pacemaker. 147 Lean manufacturing En los dos capítulos anteriores se han tratado los cinco primeros pasos. En este capítulo se expondrán los pasos sexto, séptimo y octavo. PULL La fábrica tradicional empuja (push) las órdenes de fabricación de sus productos a través del sistema productivo. En los sistemas push la introducción de trabajo en la corriente de valor no está condicionada por el inventario del sistema. En los sistemas push el inventario a la entrada de un proceso no está limitado, es independiente del inventario del resto de procesos, es decir, los sistemas push dejan flotar el inventario (Figura 9-1). Figura 9-1. Representación simbólica del sistema push Por el contrario, en un sistema pull, la introducción de trabajo en la corriente de valor es función del inventario del sistema, el cual suele estar limitado. El JIT conecta mediante sistemas pull (tirar) aquellos procesos con los cuales no ha sido posible crear flujo continuo, por ejemplo: x Monumentos: equipos pesados y voluminosos cuyo cambio de ubicación no resulta viable. x Equipos poco fiables, con pérdidas crónicas significativas. x Máquinas con tiempos de cambio largos. x Máquinas caras, compartidas con otras familias de productos, cuya duplicación no resulta factible. x Etc. En los sistemas pull propuestos por el JIT (FIFO lane y supermercado), el proceso situado «aguas arriba» no producirá sin la autorización del proceso «aguas abajo». 148 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban PULL MEDIANTE FIFO LANE La primera opción pull que debemos considerar para conectar dos procesos entre los cuales no ha sido posible crear flujo continuo, es la denominada FIFO lane (véase Figura 9-2). Dependiendo de las características de los productos, un FIFO lane puede adoptar físicamente diferentes formas: un carril definido por dos rayas pintadas en el suelo, un camino de rodillos, una cadena con ganchos en los cuales se suspenden los productos, etc. Las reglas de funcionamiento de un FIFO lane son las siguientes: 1. El proceso cliente ha de mantener la secuencia de entrada de los productos (first in-first out). Es decir, un producto dentro del FIFO lane no debe adelantar a otros productos. 2. En el FIFO lane, el inventario en curso1 (WIP) está limitado físicamente a un determinado número de piezas o cajas. Lógicamente, no se deben amontonar cajas en el FIFO lane, ni acumular inventario a sus lados. 3. Si el FIFO lane está completo, es decir, se ha alcanzado el WIP prefijado, el proceso proveedor debe detener la producción hasta que el proceso cliente consuma productos de nuevo. Figura 9-2. FIFO lane y su representación simbólica 1 WIP (Work In Process): inventario en curso. 149 Lean manufacturing Se dejará pendiente, por el momento, cómo se determinan las referencias y cantidades que fabrican los procesos P y C, ambos conectados por medio de un FIFO lane. Cálculo del WIP máximo en el FIFO lane En función de las características de los procesos a conectar, los cálculos del inventario máximo del FIFO lane diferirán. A continuación se describen dos ejemplos basados en la Figura 9-3. 1. La máquina P sufre averías crónicas que no es posible predecir y su tiempo de reparación es considerable. Debido a estas razones, en la situación actual, no es viable crear flujo continuo e integrar la máquina P en la célula C. La siguiente opción para conectar ambos procesos es mediante un FIFO lane: — Takt time de la célula C 2 min — MTTR (Mean Time To Repair) de la máquina P 480 min — Factor de seguridad (FS) 25 % ܹݔ݉ܲܫǤ ൌ ܴܶܶܯ ͶͺͲ ൈ ܵܨൌ ൈ ͳǡʹͷ ൌ ͵ͲͲݏܽݖ݁݅ ܶܽ݇݁݉݅ݐݐ ʹ 2. La máquina P, es voluminosa, el operario trabaja un metro por encima del nivel del suelo, tiene un tiempo de cambio elevado y un tiempo de ciclo corto comparado con el takt time de la célula C. Debido a estas razones no es viable integrarla en la célula C. La siguiente opción para conectar ambos procesos es mediante un FIFO lane: — Takt time de la célula C — Tiempo de cambio de la máquina P (TCambio) — Factor de seguridad (FS) ܹݔ݉ܲܫǤ ൌ 150 2 min 300 min 20 % ܾܶ݅݉ܽܥ ͵ͲͲ ൈ ܵܨൌ ൈ ͳǡʹͲ ൌ ͳͺͲݏܽݖ݁݅ ܶܽ݇݁݉݅ݐݐ ʹ 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Figura 9-3. Capacidad del FIFO lane Recordemos que el ritmo de producción de la célula C debe ser más rápido que el takt time de la corriente de valor para compensar sus propias pérdidas por cambios de referencia, averías, defectos, etc. Por esta razón, en los ejemplos anteriores, los cálculos del WIP máximo serían más conservadores si utilizáramos el tiempo de ciclo planificado (TCP) de la célula C en lugar de su takt time. Conexión FIFO lane con un recurso compartido En la parte izquierda de la Figura 9-4 se representa el proceso «Montaje» conectado mediante un FIFO lane con el proceso «Pintura», el cual es compartido con otras dos corrientes de valor. «Pintura» invierte un determinado periodo de tiempo en repetir una secuencia concreta, por ejemplo, FIFO 1 → FIFO 2 → FIFO 3, para procesar los productos de los diferentes FIFO lane. En este caso, el FIFO 2 deberá estar dimensionado para albergar el inventario generado por el montaje durante el periodo de la citada secuencia: — Takt time de la corriente de valor — Periodo de la secuencia FIFO 1→2→3 (SEC) — Factor de seguridad (FS) ܹݔ݉ܲܫǤ ʹܱܨܫܨൌ 2 min 240 min 25 % ܵܥܧ ʹͶͲ ൈ ܵܨൌ ൈ ͳǡʹͷ ൌ ͳͷͲݏܽݖ݁݅ ܶܽ݇݁݉݅ݐݐ ʹ El cálculo anterior es igualmente válido para el caso de que el recurso compartido sea el primer proceso del FIFO lane (Figura 9-4, derecha). 151 Lean manufacturing Figura 9-4. Conexión FIFO lane con un recurso compartido PULL MEDIANTE SUPERMERCADO Y KANBAN Cuando no es posible conectar dos procesos mediante FIFO lane, entonces debemos considerar la opción pull de supermercado y kanban. Un supermercado (véase Figura 9-5) tiene las siguientes características: x En el supermercado debe haber en todo momento existencias de todos los productos que consume el proceso cliente al que sirve. x En el supermercado, los productos se presentan en cajas estándar o en dispositivos específicos en función de las características físicas del producto. x Varios procesos clientes pueden consumir productos de un mismo supermercado. x En el supermercado, el inventario de cada producto está limitado. x El supermercado pertenece al proceso proveedor, y puede estar situado junto a éste o junto al proceso cliente. x El proceso cliente retira del supermercado los productos que necesita justo en el momento en que los necesita. x La retirada de una caja del supermercado genera una señal kanban que autoriza al proceso proveedor la reposición del producto consumido. 152 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Figura 9-5. Supermercado y su representación simbólica Un kanban es una señal, frecuentemente una tarjeta de cartulina, que autoriza a producir o transportar una determinada cantidad de un determinado producto. Con carácter general, en una tarjeta kanban figuran: la referencia y denominación del producto, el tipo de caja, la cantidad por caja, el proceso proveedor, el supermercado y las coordenadas donde se ubica el producto. Opcionalmente, puede figurar el número de kanban en circulación de la citada referencia junto con el número del propio kanban: nº 1 de 8, nº 2 de 8… nº 8 de 8. En el supermercado, cada caja de producto está identificada con su tarjeta kanban correspondiente. Normalmente, la tarjeta se coloca dentro de una funda plástica o en un tarjetero dispuesto en la cara frontal de la caja (véase Figura 9-6). SISTEMA KANBAN CON TARJETA ÚNICA DE PRODUCCIÓN El sistema kanban con tarjeta única es adecuado cuando el supermercado está situado junto al proceso cliente. Este sistema utiliza un único tipo de tarjeta, denominado kanban de producción (KP). Figura 9-6. Tarjeta kanban de producción 153 Lean manufacturing El kanban de producción circula entre el supermercado y el proceso proveedor, y viceversa. La Figura 9-7 es una representación simbólica en la que el proceso P suministra una familia de productos al proceso C a través de un sistema pull de supermercado y kanban único de producción; el funcionamiento es el siguiente: 1. En todo momento, todas las cajas que se encuentren en el supermercado deben disponer de su tarjeta kanban de producción correspondiente. 2. Cuando el proceso cliente retira del supermercado una caja de una determinada referencia, extrae el kanban de producción de la citada caja y lo deposita en el buzón kanban del proceso proveedor. 3. El kanban de producción depositado en el buzón es una instrucción al proceso proveedor para producir (reponer) la cantidad de producto indicada en el kanban. 4. Cuando el proceso proveedor produce la cantidad exacta indicada en el kanban de producción, adjunta el kanban a la caja con producto, y deposita la caja en el supermercado, en su carril (rack) correspondiente, de acuerdo a las coordenadas indicadas en el kanban. Figura 9-7. Sistema kanban con tarjeta única de producción En la Figura 9-8 se representa un sistema kanban con tarjeta única de producción en el que el supermercado es repuesto por dos procesos conectados mediante un FIFO lane. En este caso, cada vez que el proceso cliente retira una caja del supermercado, el kanban de 154 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban producción correspondiente es enviado al buzón del proceso que encabeza el FIFO lane: el proceso P1. Figura 9-8. Sistema kanban con tarjeta única de producción y reposición del supermercado por dos procesos conectados mediante un FIFO lane Frecuentemente, el proceso proveedor no es lo suficientemente flexible como para reponer los kanban de producción manteniendo el orden de entrada de estos al buzón. Es decir, el proceso proveedor tiene un determinado EPEC y, por lo tanto, agrupará los kanban por referencia, y los fabricará en lote de acuerdo a unas reglas de secuenciación previamente establecidas (esta cuestión se tratará más adelante). Adicionalmente, en función de las características técnicas del proceso proveedor (tratamiento térmico, curado, recubrimiento electrolítico…) el lote de transferencia de una referencia al supermercado puede ser mayor que una caja (kanban). Cálculo del número de kanban de producción Supongamos que los procesos P1-P2 fabrican una familia de productos para el proceso C, entre los cuales se encuentra la referencia 770445 BZ (véase Figura 9-6 y Figura 9-8). A continuación, se expone cómo se calcula el número de kanban de producción de la referencia 770445 BZ: x Datos: — Proceso proveedor — Referencia del producto P1-P2 770445 BZ 155 Lean manufacturing — Denominación — Proceso cliente — Demanda media de 770445 BZ (d) — Número de unidades por caja (k) — EPEC2 del proceso P1 — Capacidad del FIFO lane (F) — Stock de seguridad (SS) Eje principal C 240 unidades/día 40 unidades 3 días 1 día producción de P1 1 día x Supondremos que el proceso P1, menos flexible que el proceso C, tiene en todo momento control visual sobre su buzón kanban, es decir, tiene información prácticamente instantánea de lo consumido en el supermercado. También supondremos que el lote de transferencia de P1 al FIFO lane, y de P2 al supermercado es igual a una caja (1 kanban). x El stock de seguridad (SS), expresado en días consumo (o fracciones de día), estará dimensionado para soportar los incrementos de la demanda media durante el EPEC y los retrasos en la reposición de productos en el supermercado debido a pérdidas (averías, defectos…) singulares no previstas en la estimación del EPEC del proceso P1. x La fórmula para el cálculo del número de kanban de producción (KP) en circulación entre el buzón, el FIFO lane y el supermercado es: ܰ͑ ܲܭൌ ݀ ൈ ሺ ܥܧܲܧ ܨ ܵܵሻ ݇ x Si aplicamos la fórmula anterior a la referencia 770445 BZ tendremos: ܰ͑ ܲܭൌ ʹͶͲ ൈ ሺ͵ ͳ ͳሻ ൌ ͵Ͳܾ݇ܽ݊ܽ݊ ͶͲ x Si no existiera el proceso P2 ni el FIFO lane de conexión con P1, el término «F» desaparecería de la fórmula. 2 156 EPEC, Every Product Every Cycle (véase capítulo anterior). 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Dimensionamiento del supermercado El proceso P1, al tener un EPEC de 3 días, cada vez que cambie a la referencia 70445 BZ producirá como promedio (lote de kanban): ݁ݐܮሺͲͶͶͷܼܤሻ ൌ ݀ ൈ ʹ ܥܧܲܧͶͲ ൈ ͵ ൌ ൌ ͳͺܾ݇ܽ݊ܽ݊ ݇ ͶͲ Calcularemos la capacidad necesaria en el supermercado para cada una de las referencias de la familia de productos mediante la aplicación de la siguiente fórmula: ݀ܽ݀݅ܿܽܽܥሺ݆ܿܽܽݏሻ ൌ ݁ݐܮ ݀ ൈ ܵܵ ݇ Si aplicamos la fórmula anterior a la referencia 770445 BZ, tendremos: ݀ܽ݀݅ܿܽܽܥሺͲͶͶͷܼܤሻ ൌ ʹͶͲ ൈ ͵ ʹͶͲ ൈ ͳ ൌ ͳͺ ൌ ʹͶ݆ܿܽܽݏ ͶͲ ͶͲ Inventario medio del supermercado En circunstancias normales, en el supermercado deberá haber en todo momento existencias de todas las referencias de la familia de productos que consume el proceso cliente, pero en ningún momento el supermercado estará completamente lleno. En la Figura 9-9 se representa la evolución del inventario de la referencia 70445 BZ en el supermercado de los procesos P1-P2 en un escenario determinista (sin variación). A continuación figura una fórmula para calcular de forma conservadora el inventario medio de una referencia (no tendremos en cuenta su consumo durante el tiempo en que el proceso P1 está reponiendo los kanban de la citada referencia): ݅݀݁݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫሺܾ݇ܽ݊ܽ݊ሻ ൌ ݀ ݁ݐܮൈ ܵܵ ʹ ݇ El inventario medio de 70445 BZ es: ݅݀݁݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫൌ ͳ ʹͶͲ ൈ ͵ ʹͶͲ ൈ ͳ ൈ ൌ ͻ ൌ ͳͷ݆ܿܽܽݏ ʹ ͶͲ ͶͲ 157 Lean manufacturing En este apartado hemos mostrado el cálculo del número de kanban, lote, capacidad e inventario medio en el supermercado de una referencia concreta (70445 BZ). Lógicamente, habría que extender estos cálculos, con la ayuda de una sencilla hoja de cálculo, al resto de productos del supermercado. Figura 9-9. Evolución del inventario en el supermercado SISTEMA KANBAN CON TARJETAS DE PRODUCCIÓN Y TRANSPORTE Cuando un proceso proveedor suministra desde su supermercado los mismos productos a varios procesos clientes, alejados del supermercado (Figura 9-10), es necesaria la utilización de dos tipos de tarjetas: el kanban de producción expuesto en el apartado anterior y el kanban de transporte. 158 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Figura 9-10. Varios procesos clientes consumen componentes comunes El kanban de transporte (KT) incorpora adicionalmente la información del proceso cliente (destino) y las coordenadas del punto de uso (véase la Figura 9-11). Figura 9-11. Tarjeta kanban de transporte del proceso C2 Los kanban de transporte circulan entre el proceso cliente y el supermercado, y viceversa. Un kanban de transporte es una instrucción al operario de transporte de materiales (materials handler) para que retire del supermercado una caja del producto indicado en el kanban y la transporte al punto de uso en el proceso cliente. Cada proceso cliente posee sus propios kanban de transporte, aquellos correspondientes a los productos que consume del supermercado. Su funcionamiento es el siguiente (Figura 9-12): 159 Lean manufacturing 1. En todo momento, todas las cajas completas que se encuentran en los puntos de uso del proceso cliente deben disponer de su tarjeta kanban de transporte correspondiente. 2. Cuando el proceso cliente consume la primera pieza de una caja de un determinado producto, retira el kanban de transporte (KT) y lo deposita en su buzón kanban. 3. Con una periodicidad determinada, un operario de transporte recoge los kanban de transporte del buzón y se dirige al supermercado del proceso proveedor. 4. Una vez en el supermercado, el operario de transporte: — Localiza las cajas de producto correspondientes a los kanban de transporte. — Sustituye los kanban de producción (KP) por los kanban de transporte (KT). — Deposita los kanban de producción en el buzón del proceso proveedor. 5. Transporta las cajas con sus correspondientes kanban de transporte al proceso cliente y las deposita en los puntos de uso. Recoge del buzón los kanban de transporte consumidos desde su anterior visita e inicia un nuevo recorrido. Figura 9-12. Sistema kanban con dos tarjetas Cada uno de los kanban de producción que el operario de transporte ha depositado en el buzón del proceso proveedor es una instrucción para que éste produzca (reponga) la cantidad de producto indicada en el kanban. 160 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Cálculo del número de kanban de transporte A continuación se expone mediante un ejemplo cómo se calcula el número de kanban de transporte de un determinado producto (Figura 9-11) para el proceso C2: x Datos: — Proceso cliente — Referencia del producto — Denominación — Demanda media de 646031 AR (d) — Número de unidades por caja (k) — Frecuencia del operario de transporte (f) — Stock de seguridad (SS) C2 646031 AR Eje secundario 20 unidades/h 40 unidades cada 4 horas 1h x La fórmula para el cálculo del número de kanban de transporte (KT) en circulación es: ܰ͑ ܶܭൌ ʹ ൈ ݀ ൈ ݂ ݀ ൈ ܵܵ ݇ ݇ x Si aplicamos la fórmula anterior a la referencia 646031 AR en el proceso C2, tendremos: ܰ͑ ܶܭൌ ʹ ൈ ʹͲ ൈ Ͷ ʹͲ ൈ ͳ ൌ Ͷ Ͳǡͷ ൎ ͷܾ݇ܽ݊ܽ݊ ͶͲ ͶͲ x Si observáramos la referencia 646031 AR en el proceso C2 cuando llega el operario de transporte, como promedio, tendríamos: — El operario de transporte trae 2 cajas llenas, correspondientes a los 2 kanban de transporte que recogió del buzón del proceso C2 en su recorrido anterior, 4 horas antes. — En el buzón del proceso C2 hay 2 kanban de transporte correspondientes a las 2 cajas consumidas durante las 4 horas transcurridas desde el anterior recorrido del operario de transporte. — En el punto de uso hay 1 caja llena correspondiente al stock de seguridad (con su kanban), y en el carril de retorno hay 2 cajas vacías (sin kanban). 161 Lean manufacturing El stock de seguridad (SS) deberá estar dimensionado para absorber la variación del consumo del proceso C2, así como los posibles retrasos del operario de transporte. Dimensionamiento del carril dinámico en el punto de uso A continuación se expone la fórmula para dimensionar la capacidad mínima del carril dinámico (flow rack) para los productos con consumo regular: ܰ͑ ݏ݆ܽܽܥൌ ݀ ൈ ݂ ݀ ൈ ܵܵ ͳ ݇ ݇ x Si aplicamos la fórmula anterior a la referencia 646031 AR en el proceso C2, tendremos (Figura 9-13): ܰ͑ ݏ݆ܽܽܥൌ ʹͲ ൈ Ͷ ʹͲ ൈ ͳ ͳ ൌ ʹ Ͳǡͷ ͳ ൎ Ͷ݆ܿܽܽ݉ݏÀ݊݅݉ ͶͲ ͶͲ x Pensemos de nuevo en el instante en que llega el operario de transporte al proceso C2: — En el flow rack habría 1 caja llena (con su kanban) correspondiente al stock de seguridad. — El flow rack debería tener 2 huecos libres para las 2 cajas que trae el operario de transporte, correspondientes a los 2 kanban de transporte que recogió del buzón en su recorrido anterior, 4 horas antes. — Finalmente, el flow rack debería disponer al menos de un cuarto hueco adicional para prever que, a la llegada del operario de transporte, el proceso C2 no hubiera terminado la última de las 2 cajas que normalmente consume cada 4 horas. Figura 9-13. Capacidad del carril dinámico en el punto de uso 162 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban SISTEMA KANBAN CON SUMINISTRADORES Si un proceso interno consume materiales o componentes procedentes de suministradores externos, conectaremos proceso y proveedor mediante un sistema pull de supermercado y kanban. Es frecuente que diferentes procesos internos consuman los mismos productos de compra. En tales circunstancias es recomendable la utilización de un supermercado centralizado para los productos de compra (Figura 9-14). El operario de transporte acudirá a este supermercado para reponer los productos de compra consumidos en los puntos de uso de los procesos internos. Figura 9-14. Supermercado de productos de compra Un kanban de suministro (KS) es una instrucción al proveedor para que entregue al supermercado una caja del producto indicado en el kanban. El kanban de suministro incorpora la información del proveedor y las coordenadas del punto de almacenamiento en el supermercado (Figura 9-15). Figura 9-15. Kanban de suministro 163 Lean manufacturing Hoy en día, los kanban de suministro (KS) no viajan físicamente del supermercado al proveedor. El kanban de suministro circula físicamente entre el supermercado de productos de compra y el departamento responsable de los aprovisionamientos, y viceversa. El funcionamiento es el siguiente (Figura 9-16): 1. En todo momento, todas las cajas que se encuentren en el supermercado centralizado de productos de compra deben disponer del kanban de suministro correspondiente. 2. Cuando el operario de transporte (materials handler) retire del supermercado una caja de una determinada referencia para llevarla al punto de uso de un proceso, sustituirá el kanban de suministro por el kanban de transporte, y depositará el kanban de suministro en el buzón kanban del supermercado. 3. El contenido del buzón se enviará regularmente al departamento responsable de los aprovisionamientos, en nuestro caso, Control de Producción. 4. Control de Producción, con una periodicidad establecida con cada proveedor, enviará electrónicamente la información de los kanban consumidos a los proveedores correspondientes, y devolverá los kanban al supermercado. Si los kanban de suministro dispusieran de código de barras, podrían ser escaneados en el propio supermercado, y no sería necesario su envío físico a Control de Producción. 5. En el supermercado, los kanban de suministro se colocan en un tablero, en la casilla correspondiente a la fecha de recepción prevista, conforme al lead time de reposición acordado (Figura 9-17). 6. Dependiendo del tipo de transporte acordado, el proveedor enviará o pondrá a disposición del cliente, en el día y la hora apropiados, las cajas correspondientes a la información electrónica recibida. El proveedor habrá imprimido etiquetas desechables con las que habrá identificado las cajas. 7. A cada caja, una vez que éstas lleguen a la recepción del supermercado de productos de compra, se le adjuntará el kanban de suministro correspondiente que estaba esperando en el tablero, y se almacenará en la estantería indicada en el kanban. 164 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban 8. La etiqueta desechable del proveedor puede permanecer junto con la caja hasta que ésta sea completamente consumida en el punto de uso. Figura 9-16. Sistema kanban con proveedores Figura 9-17. Tablero de kanban de suministro 165 Lean manufacturing Mediante el tablero kanban situado junto al supermercado de productos de compra, podemos controlar visualmente los atrasos y las entregas previstas. En el ejemplo de la Figura 9-17, la fecha actual es el miércoles de la semana S, por lo que hay un kanban pendiente desde el día anterior. En el caso de una célula de montaje que consumiese en exclusiva un volumen importante de productos de compra procedentes de proveedores cercanos con suministros frecuentes en envases estándar retornables, podría ser interesante situar en las proximidades de la célula el supermercado de sus productos de compra (Figura 9-18). Si así fuese, los kanban de transporte entre la célula y el supermercado no serían necesarios. Figura 9-18. Supermercado de productos de compra descentralizado Es imprescindible dominar la conexión de procesos internos mediante el sistema pull de supermercados y kanban antes de implantar esta metodología con los proveedores. Cálculo del número de kanban de suministro A continuación se expone mediante un ejemplo cómo se calcula el número de kanban de suministro de un determinado producto (Figura 9-15): x Datos: — Proveedor 166 Rings S.L. 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban — Referencia del producto — Denominación — Demanda media de 203455 AA (d) — Número de unidades por caja (k) — Periodo de reaprovisionamiento (p) — Lead time de reposición del prov. (LTR) — Tiempo de transporte (t) — Stock de seguridad (SS) 203455 AA Anillo superior 200 unidades/día 50 unidades cada 5 días 2 días 1 día 1 día x La fórmula para el cálculo del número de kanban de suministro (KS) en circulación es: ܰ͑ ܵܭൌ ݀ ൈ ሺ ܴܶܮ ݐ ܵܵሻ ݇ — Un periodo de reaprovisionamiento «p» comporta que cada «p» días enviaremos al proveedor de forma electrónica la información de los kanban consumidos durante ese periodo. Con cierto desfase (LTR + t), llegará un envío cada «p» días. Esto implica que, como promedio, el tamaño de los envíos será equivalente al consumo de «p» días, es decir, ሺ݀ ൈ ሻ unidades. — El lead time de reposición del proveedor (LTR) es el tiempo que transcurre desde que éste recibe la información electrónica hasta que expide los productos correspondientes. — El tiempo de transporte (t) es el tiempo que transcurre desde la expedición hasta la llegada al supermercado. — El stock de seguridad (SS), expresado en días consumo (o fracciones de día), estará dimensionado para soportar los incrementos puntuales de la demanda por encima de la media, los retrasos del proveedor en la expedición y las incidencias en el transporte. x Si aplicamos la fórmula anterior a la referencia 203455 AA, tendremos: ܰ͑ ܵܭൌ ʹͲͲ ൈ ሺͷ ʹ ͳ ͳሻ ൌ ͵ܾ݇ܽ݊ܽ݊ ͷͲ x El tamaño medio de los envíos del producto 203455 AA es: ܶܽ݉ܽÓݒ݊݁݅݀݁݉À ݏൌ ݀ ൈ ͲͲʹ ൈ ͷ ൌ ൌ ʹͲܾ݇ܽ݊ܽ݊ ݇ ͷͲ 167 Lean manufacturing x El inventario máximo del producto 203455 AA es: ݔ݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫǤ ሺܾ݇ܽ݊ܽ݊ ሻ ൌ ݔ݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫǤ ൌ ݀ ൈ ݀ ൈ ܵܵ ݇ ݇ ʹͲͲ ൈ ͷ ʹͲͲ ൈ ͳ ൌ ʹͲ Ͷ ൌ ʹͶ݆ܿܽܽݏ ͷͲ ͷͲ x El inventario medio del producto 203455 AA es: ݅݀݁݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫሺܾ݇ܽ݊ܽ݊ ሻ ൌ ݅݀݁݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫൌ ͳ ݀ ൈ ݀ ൈ ܵܵ ൈ ʹ ݇ ݇ ͳ ʹͲͲ ൈ ͷ ʹͲͲ ൈ ͳ ൈ ൌ ͳͲ Ͷ ൌ ͳͶ݆ܿܽܽݏ ʹ ͷͲ ͷͲ CÓMO REPONER UN SUPERMERCADO INTERNO Anteriormente se ha indicado que en un supermercado debe haber en todo momento existencias de todos los productos que consume el proceso cliente, y que la retirada de una caja genera una señal kanban que autoriza al proceso proveedor la reposición del producto consumido. También se ha mencionado que con frecuencia el proceso proveedor no es lo suficientemente flexible como para reponer los kanban de producción manteniendo el orden de entrada de estos al buzón. En estos casos, el proceso propietario del supermercado agrupará los kanban por referencia, y los fabricará «en lote» de acuerdo a unas determinadas «reglas de juego». A continuación se expone un método para sistematizar la reposición de un supermercado mediante la utilización de un tablero kanban. Tablero kanban con lotes variables La Figura 9-19 muestra el tablero kanban que utilizaría el personal que opera el proceso P para priorizar la reposición de la familia de productos A, B, C, D, E, F y G en el supermercado que conecta P y Q. 168 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Figura 9-19. Tablero kanban El proceso P tiene un EPEC igual a 5 días y, como referencia, sigue la secuencia ACBEDFG para optimizar los tiempos de cambio. El supermercado ha sido diseñado con un stock de seguridad (SS) de 1,5 días, común a las 7 referencias, con el fin de absorber la variación de la demanda por encima de la media y los retrasos en la reposición de productos en el supermercado debidos a pérdidas (averías, defectos…) singulares no previstas en la estimación del EPEC del proceso P. Si alguna de las referencias de la familia de productos presentara una mayor variación en la demanda, habría que aumentar su stock de seguridad. El tablero kanban consta de 7 filas de tarjetas, una para cada referencia de producto, ordenadas según la secuencia de cambios. El número de posiciones de una fila es igual al número de tarjetas kanban de la referencia correspondiente. El tablero nos muestra el negativo de las existencias en el supermercado: cuantas más tarjetas haya en el tablero, menos cajas habrá en el supermercado. El protocolo de funcionamiento de este tablero kanban es el siguiente: 1. Cada vez que el proceso Q retira una caja del supermercado, deposita la tarjeta kanban de producción en el buzón del proceso P. 2. Con una frecuencia predeterminada (por ejemplo, cada hora), el proceso P vacía el buzón y coloca los kanban en el tablero, en su fila correspondiente, de izquierda a derecha. 3. Supongamos que el tablero de la Figura 9-19 se encuentra en la siguiente situación: el proceso P ha recogido todos los kanban de la referencia C que había en el tablero, ha cambiado a la referencia C, y ha repuesto los citados kanban en el supermercado. 169 Lean manufacturing El proceso P, mientras repone la referencia C, no vuelve al tablero para ver si han llegado más tarjetas de la citada referencia. Ésta es la razón por la cual en el tablero de la Figura 9-19, inmediatamente después de haber terminado la reposición de la referencia C, hay un kanban de C. 4. ¿Cuál sería la siguiente referencia a reponer? La siguiente referencia a reponer sería aquella que, situada por delante de C en la secuencia de cambios, tuviera la «cobertura» más baja: ܽݎݑݐݎܾ݁ܥൌ ݆ܰ͑ܿܽܽܿܽݒݏ݁݊݅ܿ݅ݏ͑ܰ ݀ܽܿݎ݁݉ݎ݁ݑݏ݊݁ݏÀܽݎ݈ܾ݁ܽݐݏ ൌ ܾ݈ܰ͑݊ܽ݊ܽ݇݁݀ܽݐݐ ܾ݈ܰ͑݊ܽ݊ܽ݇݁݀ܽݐݐ En nuestro ejemplo, la referencia con menor «cobertura» es la E: ܽݎݑݐݎܾ݁ܥሺ ܧሻ ൌ ʹ ൌ Ͳǡʹͷ ͺ 5. Para facilitar la gestión visual de la priorización de las referencias a reponer, en lugar de calcular coeficientes, se ha dividido el tablero kanban en una zona verde y dos zonas de alerta: una amarilla y otra roja. En nuestro ejemplo, si una referencia hubiera alcanzado la zona roja, nos indicaría que queda menos de 1 día de inventario en el supermercado. Del mismo modo, si una referencia hubiera llegado a la zona amarilla, nos indicaría que queda menos de (1,5+1) = 2,5 días de inventario en el supermercado. De esta forma, con la ayuda del tablero kanban, la siguiente referencia a reponer sería la primera que, situada por delante de C en la secuencia de cambios, hubiera alcanzado la zona amarilla. Saltaríamos la referencia B, y repondríamos la referencia E. El protocolo de cambio de referencia del tablero kanban debe incluir cómo actuar ante situaciones especiales. Por ejemplo, cómo actuar en el caso de que nos encontráramos una referencia en la zona amarilla y otra referencia, situada más adelante en la secuencia de cambio, en la zona roja. La repetición de situaciones anómalas o de emergencia sería una razón para investigar posibles errores en los datos de partida o la desviación de las condiciones actuales respecto de aquéllos, con el fin de recalcular y ajustar si procede algún elemento del sistema kanban. 170 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban En este apartado se ha mostrado un diseño particular de tablero kanban en el que en condiciones deterministas (sin variación) todas las referencias tendrían «ciclos de reposición» iguales: cada «EPEC días». En un escenario real, la secuencia y los lotes de reposición son variables. En función de las singularidades de cada caso, se pueden introducir múltiples variaciones tanto en los aspectos físicos del tablero como en el protocolo de reposición o cambio de referencia. Cálculos del tablero kanban En la Figura 9-20 se exponen los cálculos completos necesarios para elaborar el tablero kanban del proceso P del ejemplo anterior. A continuación se detallan los cálculos específicos para la referencia A: x Datos: — Número de unidades por caja (k) — EPEC del proceso P — Stock de seguridad (SS) — Zona roja (r) — Zona amarilla (a) — Demanda de la ref. A (dA) 100 unidades 5 días 1,5 días 1 día 1,5 días 225 unidades/día x Cálculos: — Número de kanban de producción ݀ ൈ ሺ ܥܧܲܧ ܵܵሻ ʹʹͷ ൈ ሺͷ ͳǡͷሻ ܾܰ͑݇ܽ݊ܽ݊ሺܣሻ ൌ ܣ ൌ ൌ ͳͶǡ ൎ ͳͷ ݇ ͳͲͲ — Número de kanban en la zona roja ݀ ൈ ʹʹ ݎͷ ൈ ͳ ܾ݆ܰ͑݇ܽ݊ܽ݊ܽݎܽ݊ݖሺܣሻ ൌ ܣ ൌ ൌ ʹǡ͵ ൎ ͵ ݇ ͳͲͲ — Número de kanban en la zona amarilla ݀ ൈ ܽ ʹʹͷ ൈ ͳǡͷ ܾ݈݈ܰ͑݇ܽ݊ܽ݊ܽ݅ݎܽ݉ܽܽ݊ݖሺܣሻ ൌ ܣ ൌ ൌ ͵ǡͶ ൎ Ͷ ݇ ͳͲͲ — Número de kanban en la zona verde ܾܰ͑݇ܽ݊ܽ݊݁݀ݎ݁ݒܽ݊ݖሺܣሻ ൌ ͳͷ െ ͵ െ Ͷ ൌ ͺ 171 Lean manufacturing Recuérdese que los cálculos y el funcionamiento del tablero kanban se sustentan sobre la consistencia del EPEC del proceso P y sobre la correcta estimación del stock de seguridad (SS) necesario para absorber la variación de la demanda de cada referencia durante el EPEC. Recuérdese a su vez que el EPEC depende de los tiempos de ciclo, los tiempos de cambio, las pérdidas por averías y las pérdidas de calidad. Si el EPEC fuera inestable, el funcionamiento del tablero kanban se derrumbaría como un castillo de naipes. Figura 9-20. Cálculos del tablero kanban TRIÁNGULO KANBAN - LOTES FIJOS El «triángulo kanban» es una alternativa al tablero kanban a la hora de gestionar la reposición de los supermercados de procesos que, por sus características técnicas, fabrican en lote. Por ejemplo, estampación metálica, inyección de aluminio, inyección de plástico, etc. El triángulo kanban es una señal que autoriza al proceso proveedor producir/reponer un «lote fijo» de una referencia del supermercado. El triángulo kanban circula entre el supermercado y el proceso proveedor, y viceversa. En el ejemplo de la Figura 9-21, el proceso P está conectado con los procesos Q y R mediante un sistema pull de supermercado y triángulo kanban que autoriza la reposición de los productos A, B, C y D. Sus características y funcionamiento son los siguientes: 172 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban 1. Solo es necesario un triángulo kanban por referencia de producto. 2. En un triángulo kanban figuran: el proceso proveedor, la referencia del producto, la descripción, la cantidad por caja, el lote fijo y el punto de reposición. El triángulo kanban de la referencia A nos indica un lote fijo de 2.250 unidades (9 cajas) y un punto de reposición de 1.500 unidades (6 cajas). 3. En el supermercado del proceso P, las cajas de una misma referencia están apiladas. El triángulo kanban de una referencia se coloca sobre la caja correspondiente a su punto de reposición. Por ejemplo, el triángulo kanban de la referencia A está colocado sobre la caja número 6. 4. Los procesos Q y R consumen cajas del supermercado. Cuando alcanzan el punto de reposición de una determinada referencia, envían el triángulo kanban al proceso P. 5. El proceso P repone el supermercado siguiendo el «orden/secuencia variable» de llegada de los triángulos kanban. 6. Cuando el proceso P ha terminado de fabricar el «lote fijo» de una determinada referencia, coloca su triángulo kanban en la caja correspondiente a su punto de reposición. Figura 9-21. Triángulo kanban 173 Lean manufacturing Cálculos para dimensionar el triángulo kanban En la Figura 9-22 figuran los datos y los cálculos necesarios para dimensionar el sistema pull de supermercado y triángulo kanban que conecta el proceso P con los procesos Q y R. Obsérvese que los productos A, B, C y D presentan notables diferencias entre sus respectivas demandas. A continuación se detallan los cálculos específicos para la referencia A: x Datos: — Tiempo planificado (21 días laborables) — Demanda de la ref. A — Nº de piezas por caja — Producción de la ref. A — Pérdidas de calidad de la ref. A — Tiempo de cambio de la ref. A — Pérdidas por averías del proceso P 168 h 8.200 unidades 250 unidades 120 piezas/h 1% 1,60 h 5% x Cálculos: — Comenzaremos calculando el tiempo de ejecución (run time) de las 8.200 unidades de A, más el 1 % de pérdidas de calidad. ܶ݊×݅ܿݑ݆ܿ݁ܧሺܣሻ ൌ ͺǤʹͲͲ ൈ ሺͳ ͲǡͲͳሻ ൌ ͻ݄ ͳʹͲ — Haremos lo mismo para el resto de referencias, y calcularemos el tiempo de ejecución (run time) de la familia completa durante las 168 h de tiempo planificado. ܶ݊×݅ܿݑ݆ܿ݁ܧሺܣǡ ܤǡ ܥǡ ܦሻ ൌ ͻǡͲ Ͷǡ͵ ͳͷǡ ͳͳǡͻ ൌ ͳͶʹǡ݄ — Pérdidas por averías durante el tiempo planificado ܲ±ݎ݁ݒܣݎݏܽ݀݅݀ݎÀܽ ݏൌ ͳͺ ൈ ͲǡͲͷ ൌ ͺǡͶ݄ — El tiempo disponible para cambios ܶ݀݅ ݏܾ݅݉ܽܿܽݎ݈ܾܽ݁݅݊ݏൌ ͳͺ െ ͳͶʹǡ െ ͺǡͶ ൌ ͳǡͻ݄ 174 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban — Vemos que el % de tiempo disponible para cambios es una magnitud razonable. ܶ݀݅ ݏܾ݅݉ܽܿܽݎ݈ܾܽ݁݅݊ݏൌ ͳǡͻ ൌ ̱ͳͲΨ ͳͺ — Ya hemos mencionado anteriormente que en este ejemplo particular hay diferencias importantes entre las demandas de los diferentes productos de la misma familia. En casos como éste no utlizaremos el EPEC (véase pág. 137). Invertiremos el tiempo disponible para cambios en fabricar más veces, durante el periodo planificado, las referencias de mayor consumo. Ésta es la razón por la cual, después de varias aproximaciones iterativas, hemos adoptado 4 cambios para la referencia A, 3 cambios para B, 1 cambio para C y 1 cambio para D, durante el periodo planificado. Para elegir las frecuencias de cambio más adecuadas, en nuestro caso 4xA - 3xB - 1xC - 1xD, hemos tenido en cuenta dos condiciones: Primero, que el sumatorio de los tiempos de cambio sea menor que el tiempo disponible para cambios: ܶǤ ܾ݅݉ܽܥൌ ሺͶ ή ͳǡ ͵ ή ͳǡͷ ͳ ή ʹǡͷ ͳ ή ʹǡͷሻ ൌ ͳǡ݄ ൏ ͳǡͻ݄ Segundo, en la medida de lo posible, minimizaremos la variación entre los tiempos de proceso de los lotes de las diferentes referencias (tiempo de cambio + tiempo de ejecución). En nuestro ejemplo, los tiempos de proceso de los lotes de las diferentes referencias son 19 h, 17 h, 18 h y 14 h, respectivamente. A continuación se expone el cálculo del tiempo de proceso del lote de la referencia A: ݁ݐܮሺܣሻ ൌ ܽ݀݊ܽ݉݁ܦሺܣሻ ͺǤʹͲͲ ൌ ൌ ʹǤͲͷͲݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑ ܾܰ͑ܿܽ݉݅ݏሺܣሻ Ͷ ܶ݁ݐܮ݊×݅ܿݑ݆ܿ݁ܧሺܣሻ ൌ ʹǤͲͷͲ ൈ ሺͳ ͲǡͲͳሻ ൌ ͳǡ͵݄ ͳʹͲ ܶܲݏ݁ܿݎሺܣሻ ൌ ܾܶ݅݉ܽܥሺܣሻ ܶ݊×݅ܿݑ݆ܿ݁ܧሺܣሻ ൌ ͳǡͲ ͳǡ͵ ൌ ̱ͳͻ݄ 175 Lean manufacturing Figura 9-22. Cálculos del triángulo kanban — A continuación, una vez que se ha determinado el número de cambios de cada referencia durante el periodo planificado, calcularemos los puntos de reposición. Supondremos que el lote de transferencia del proceso P al supermercado es igual a una caja y que, en condiciones normales de variación, el número máximo de referencias que han disparado el punto de reposición no supera el 50 %. En nuestro ejemplo, el número máximo de triángulos kanban en proceso y/o espera será igual a dos (50 % de 4), es decir, cuando una referencia alcanza el punto de reposición, se encontrará en el peor de los casos con otro triángulo kanban completo por delante. Teniendo en cuenta que los tiempos de proceso de un triángulo kanban oscilan entre 19 h y 14 h, que los tiempos de cambio varían entre 1,6 h y 2,5 h, y que el tiempo de proceso de una caja es ≈ 2 horas, h e m o s e s t i m a d o u n l e a d t i m e d e reposición de (19+2,5+2) ≈ 24 h, el mismo para las 4 referencias. El punto de reposición es igual a la demanda (d unidades/hora) por el lead time de reposición (LTR horas) más el stock de seguridad (se ha estimado SS = 4 horas para las 4 referencias): 176 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban ܲ ݊×݅ܿ݅ݏܴ݁݁݀ݐ݊ݑൌ ݀ ൈ ሺ ܴܶܮ ܵܵሻ ܲ݊×݅ܿ݅ݏܴ݁݁݀ݐ݊ݑሺܣሻ ൌ ͺǤʹͲͲ ൈ ሺʹͶ Ͷሻ ൌ ͳǤ͵ݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑ ͳͺ — Finalmente, redondearemos las cantidades de los lotes y de los puntos de reposición a múltiplos de las cantidades por caja: ݁ݐܮሺܣሻ ൌ ʹǤͲͷͲ ൎ ʹǤʹͷͲ ݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑൌ ͻ݆ܿܽܽݏ ܲ݊×݅ܿ݅ݏܴ݁ݐ݊ݑሺܣሻ ൌ ͳǤ͵ ൎ ͳǤͷͲͲ ݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑൌ ݆ܿܽܽݏ En https://youtu.be/WPWBPCWknnU se expone otro sistema kanban con lotes fijos, el sistema kanban con «caja de construcción de lotes». SISTEMA KANBAN DE DOBLE CAJA El sistema kanban de doble caja es muy adecuado para la reposición de pequeños componentes de compra estándar (tornillos, tuercas, remaches…) en los puntos de uso de las células de montaje (Figura 9-23). Su funcionamiento es el siguiente: x Cada componente tiene asignadas dos cajas. x Cada caja está identificada mediante una etiqueta fija donde figuran la referencia del componente, la cantidad por caja, la célula y las coordenadas del punto uso. x En el punto de uso tiene que haber en todo momento al menos una caja de cada componente. x El operario de la célula, cuando termina una caja, la deposita en el carril dinámico de retorno. La caja vacía es la señal de reposición (kanban). x Con una periodicidad determinada, cada «p» horas, el operario de transporte realiza las siguientes tareas: — Se desplaza a la célula, recoge las cajas vacías (kanban). — A continuación, se dirige al supermercado centralizado de productos de compra y rellena las cajas vacías. — Acto seguido, vuelve a la célula y entrega las cajas llenas en los puntos de uso. 177 Lean manufacturing Figura 9-23. Sistema kanban de doble caja x Cada caja ha de contener al menos la cantidad suficiente para soportar la demanda media (d unidades/h) durante el periodo de reposición (p horas), más un stock de seguridad (SS horas) para absorber la variación de la demanda y las incidencias del operario de transporte. ݆ܽܽܿ݀ܽ݀݅ݐ݊ܽܥሺݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑሻ ݀ ൈ ሺ ܵܵሻ Por ejemplo: — Demanda media (d) — Periodo de reposición (p) — Stock de seguridad (SS) 50 unidades/h cada 8 h 2h ݆ܽܽܿ݀ܽ݀݅ݐ݊ܽܥ ͷͲ ൈ ሺͺ ʹሻ ൌ ͷͲͲݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑ x Si la reposición de las cajas vacías no fuera inmediata y se hiciera en el recorrido siguiente, es decir, si hubiera un desfase de «p» horas entre la recogida y la reposición, la cantidad mínima por caja sería: ݆ܽܽܿ݀ܽ݀݅ݐ݊ܽܥሺݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑሻ ݀ ൈ ሺʹ ܵܵሻ SISTEMA JUST IN SEQUENCE El sistema just in sequence, también denominado broadcast («radiar, transmitir»), es una variación del sistema FIFO lane. En el ejemplo de 178 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban la Figura 9-24 se representa el «montaje de subconjuntos M2» conectado con el «montaje principal M1» mediante el sistema just in sequence. El funcionamiento es el siguiente: x En el montaje M1 se ensamblan y personalizan diferentes opciones de un producto. x Cada opción lleva un subconjunto distinto, el cual se incorpora al montaje principal en el puesto número 12. x Ambos procesos producen con un takt time igual a 10 minutos. x Los subconjuntos tienen un contenido total de trabajo (CTT) de 20 minutos. Su montaje requiere 2 operarios, 2 puestos y un WIP de 2 unidades. x El FIFO lane que conecta el montaje de los subconjuntos con el puesto número 12 de M1 se ha dimensionado para un WIP de 4 unidades. x Control de Producción «transmite» el programa de montaje secuenciado al primer puesto de M1 y al proceso M2. x El inicio de un determinado subconjunto en M2 se realizará 60 minutos antes de su montaje en el puesto número 12 de M1: ሺܹ ʹܯܲܫ ܹܱܨܫܨܲܫሻ ൈ ܶܽ݇ ݐൌ ሺʹ Ͷሻ ൈ ͳͲ ൌ Ͳ݉݅݊ En el caso de que el proceso M2 estuviera dentro de la planta y próximo al proceso M1, la señal correspondiente al próximo subconjunto a producir podría ser enviada directamente desde el puesto de montaje número 7 de M1. 179 Lean manufacturing Figura 9-24. Just in sequence OTROS TIPOS DE SEÑAL KANBAN La señal de reposición kanban no tiene por qué ser exclusivamente una tarjeta de cartulina. En función de las características de los procesos a conectar, su proximidad, el número de referencias, las características de los productos, los envases, etc., podemos emplear otro tipo de señales de reposición más simples y más fáciles de mantener que las tarjetas: — La propia caja o contenedor vacío. — Un carro vacío (trolley). — Un hueco o espacio libre. — Una señal luminosa. — Una marca pintada a una determinada altura en una estantería. — Una marca pintada en el suelo. — Etc. Cuando el número de referencias a gestionar por kanban es elevado, el código de barras, el código QR, la identificación por radiofrecuencia (RFID) y las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC) pueden ser indispensables: 180 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban x Hacen innecesario el envío físico de las tarjetas, disminuyendo el riesgo de extravío. x En los supermercados distantes del proceso proveedor, una vez escaneada y transmitida la información de los productos consumidos, las tarjetas kanban son destruidas. Éstas serán replicadas más tarde (imprimidas) por el proceso proveedor. x Los tableros para gestionar la reposición de los kanban de producción pueden ser sustituidos por un algoritmo de priorización, un terminal y una impresora de tarjetas. x Se puede automatizar el cálculo y actualización del número de kanban ante modificaciones de la demanda o de las condiciones internas. No hay que olvidar que si se quiere implantar un sistema pull basado en las TIC, ya sea dentro de planta o con proveedores, que puede requerir adaptaciones del software de gestión más o menos costosas, es imprescindible dominar internamente la metodología pull con tarjetas físicas. Por ejemplo, si la célula que tiene que reponer un supermercado tuviera un EPEC elevado e inestable, la implantación de un sistema pull basado en las TIC no haría sino complicar la situación. EL PACEMAKER («MARCAPASOS») Una vez que se haya creado flujo continuo y se hayan conectado los procesos mediante sistemas pull de FIFO lane y supermercados, programaremos la demanda del cliente en un único proceso de la corriente de valor, en el pacemaker (marcapasos). El pacemaker será un proceso que esté situado lo más próximo posible al cliente. No tiene que ser necesariamente el último. El pacemaker será el único proceso que reciba la información de los pedidos y/o lo consumido por el cliente, y marcará el ritmo de producción a la corriente de valor de la familia de productos. Entre el pacemaker y las expediciones no debe haber ningún supermercado, exceptuando, si fuera necesario, el de productos terminados; el pacemaker no puede estar conectado con el proceso anterior mediante un FIFO lane. 181 Lean manufacturing El pacemaker, dependiendo de su EPEC y de la ventana de tiempo entre el pedido y el envío, producirá contra pedido (MTO, Make To Order), contra stock (MTS, Make To Stock) o simultáneamente de ambas formas. MTO, Make To Order En el ejemplo de la Figura 9-25 representamos los procesos X, Y y Z de la corriente de valor de la familia de productos (A, B y C). El cliente y la fábrica han acordado los siguientes términos relativos a los pedidos y envíos: x Envíos semanales de A, B y C, todos los viernes a las 16.00. x El cliente envía cada viernes de la semana «s» la información electrónica de los pedidos a entregar el viernes de la semana «s+1». Control de Producción envía al pacemaker (célula Z) cada lunes, a las 8.00, el programa de A, B y C a entregar el viernes a las 16.00. La ventana de tiempo entre la información del pedido y el envío es de 5 días laborables. El pacemaker tiene un EPEC de 2 días, inferior a la ventana pedido-envío, y por lo tanto podrá trabajar contra pedido (MTO, Make To Order). En este caso, el pacemaker tiene una flexibilidad superior a la que requiere el cliente. El pacemaker recibe la información de los pedidos del cliente y determina el ritmo de producción de la corriente de valor de la familia de productos: x La célula Z, a medida que fabrica el programa de entregas, retirará del supermercado del proceso Y las cajas de los productos que necesite y depositará en el buzón de Y los kanban de producción (KP Y) correspondientes. x El proceso Y, a medida que reponga los kanban depositados en su buzón, retirará del supermercado de la célula X las cajas de los productos que necesite y depositará en el buzón de X los kanban de producción (KP X). 182 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban x La célula X, a medida que reponga los kanban depositados en su buzón, retirará del supermercado de productos de compra las cajas de los productos que necesite y depositará en el buzón los kanban de suministro (KS). x Control de Producción, con una periodicidad determinada, enviará al proveedor la información electrónica de los kanban de suministro (KS) consumidos. El proveedor enviará o pondrá a disposición de la fábrica los productos requeridos conforme al lead time de reposición acordado. Figura 9-25. Make To Order MTS, Make To Stock En el ejemplo de la Figura 9-26 representamos un caso diferente. El cliente y la fábrica han acordado los siguientes términos relativos a los pedidos y envíos: x Envíos diarios de A, B y C, a las 16.00. x El cliente envía cada día «d» la información electrónica de los pedidos a entregar el día siguiente «d+1». En este caso, el pacemaker (la célula Y) no es el último proceso de la corriente de valor. El pacemaker está conectado con el último proceso (Z) mediante un FIFO lane. 183 Lean manufacturing La ventana de tiempo entre la información del pedido y el envío es de 1 día laborable. Como el pacemaker tiene un EPEC de 10 días, muy superior a la ventana pedido-envío, no podrá trabajar contra pedido y tendrá que trabajar contra stock (MTS, Make To Stock). En este caso, al tener pacemaker una flexibilidad muy inferior a la que requiere el cliente, tendremos que interponer un supermercado de productos terminados entre el pacemaker y el cliente. El funcionamiento es el siguiente: x Control de Producción envía a Expediciones todos los días, a las 16.00, el programa de A, B y C a entregar el día siguiente a las 16.00. x Todos los días, Expediciones retira del supermercado de productos terminados, propiedad del pacemaker (célula Y), las cajas de los productos que tiene que expedir por la tarde, y deposita en el buzón del pacemaker los kanban de producción (KP Y) correspondientes. x El pacemaker (EPEC = 10 días), a medida que reponga los kanban depositados en su buzón, retirará del supermercado de la célula X las cajas de los productos que necesite y depositará en el buzón de X los kanban de producción (KP X). x La célula X, a medida que reponga los kanban depositados en su buzón, retirará del supermercado de productos de compra las cajas de los productos que necesite y depositará en el buzón los kanban de suministro (KS). x Control de Producción, con una periodicidad determinada, enviará al proveedor la información electrónica de los kanban de suministro (KS) consumidos. El proveedor enviará o pondrá a disposición de la fábrica los productos requeridos conforme al lead time de reposición acordado. 184 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Figura 9-26. Make To Stock Sistema híbrido MTS y MTO En el ejemplo de la Figura 9-27 se representa la corriente de valor de la familia de productos (A, B, C, D, E, F, G, H…) con demandas dispares. El cliente demanda todas las semanas cantidades moderadamente variables de los productos A, B y C. Sin embargo, los productos D, E, F, G, H… tienen una demanda pequeña y ocasional. En este caso, el pacemaker (la célula Z) es el último proceso de la corriente de valor. El cliente y la fábrica han acordado los siguientes términos relativos a los pedidos y envíos: x Envíos semanales (viernes a las 16.00) de A, B y C, y, como máximo, dos referencias cualesquiera de entre los productos D, E, F, G, H… x El cliente envía los jueves de cada semana «s» la información electrónica de los pedidos de A, B y C a entregar el día siguiente y de los pedidos de D, E, F, G, H… a entregar el viernes de la semana siguiente «s+1». La ventana de tiempo entre la información del pedido y el envío es de 1 día laborable para los productos A, B y C, y 6 días laborables para los productos D, E, F, G, H… El pacemaker tiene un EPEC de 4 días 185 Lean manufacturing para fabricar A, B, C y dos referencias cualesquiera adicionales, es decir, su flexibilidad le permite hacer 5 cambios de referencia en 4 días. En este ejemplo, la corriente de valor fabricará contra stock (MTS, Make To Stock) los productos A, B y C, y fabricará contra pedido (MTO, Make To Order) las referencias de consumo pequeño y esporádico. Como excepción, en este ejemplo particular, la información de las entregas de los productos a fabricar contra pedido (D, E, F, G, H…) es enviada a la cabecera de la corriente de valor: el proceso X. Estas referencias fluyen por los procesos X, Y y Z a través de dos FIFO lane. Lógicamente, estas referencias no pasan por los supermercados de los procesos X, Y y Z. El funcionamiento es el siguiente: x El pacemaker (célula Z) repondrá A, B y C en el supermercado de producto terminado, y marcará el ritmo de la fabricación de estos productos a través de la corriente de valor. Adicionalmente, el pacemaker procesará los productos fabricados contra pedido que le lleguen por el FIFO lane Y-Z. x El proceso Y repondrá en su supermercado los productos A, B y C consumidos por el pacemaker. Adicionalmente, procesará los productos fabricados contra pedido que le lleguen por el FIFO lane X-Y. x El proceso X repondrá en su supermercado los productos A, B y C consumidos por el proceso Y. Adicionalmente, iniciará la secuencia de fabricación de las referencias fabricadas contra pedido. x En este ejemplo, el supermercado de productos de compra dispone en todo momento de los productos que necesita el proceso X para producir tanto las referencias que se fabrican contra stock (A, B y C) como las referencias que se suministran contra pedido (D, E, F, G, H…). 186 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban Figura 9-27. Sistema híbrido MTS y MTO EL TRANSPORTE INTERNO DE LOS MATERIALES El operario de transporte A lo largo de este capítulo se ha mencionado varias veces la figura encargada del transporte interno de los materiales: el operario de transporte (materials handler). Para que los operarios de las células puedan producir de acuerdo a la hoja de trabajo estándar durante todo el tiempo planificado de su jornada laboral, es imprescindible que las tareas frecuenciales de acopio, transporte y retirada de materiales, que no añaden valor, sean realizadas por personal específico, ajeno a las células. De forma similar a los autobuses urbanos, el operario de transporte realiza rutas estándar, con paradas determinadas, a intervalos de tiempo fijos. A continuación se expone un ejemplo de ruta estándar para transportar productos de compra desde un supermercado centralizado, próximo a la recepción, hasta las células: 1. El operario de transporte se desplaza de célula en célula. En cada una de ellas: — Entrega las cajas de productos de compra con los kanban de transporte recogidos en el viaje anterior. 187 Lean manufacturing — Retira del buzón de la célula los kanban de transporte de las materias primas y componentes de compra consumidos desde el viaje anterior. — Recolecta los envases y contenedores vacíos. 2. Se desplaza a la zona de almacenamiento de envases vacíos, y deposita los envases recogidos en las células. 3. Se desplaza al supermercado centralizado de productos de compra: — Acopia las cajas de productos de compra. — Cambia los kanban de suministro por los kanban de transporte. — Deja los kanban de suministro en el buzón. 4. Repite la ruta. De forma similar, se pueden establecer rutas de transporte estándar para suministrar materiales a las células desde los supermercados de producto en curso (WIP), o para retirar de las células el producto terminado y enviarlo al supermercado situado en expediciones. Dependiendo de la dimensión de la fábrica, las características físicas de los productos, los envases, los consumos, la frecuencia de paso, etc., el operario de transporte puede utilizar una transpaleta manual, una transpaleta eléctrica, un carrito manual, un tren de carritos remolcados por un tractor de arrastre… Los supermercados a pie de célula y el water spider Ya hemos mencionado anteriormente que en el caso de células de montaje que consumieran en exclusiva un volumen importante de productos de compra procedentes de proveedores cercanos con suministros frecuentes en envases estándar retornables, podría ser interesante situar en las proximidades de dichas células el supermercado de sus productos de compra. En estos casos, en función del número de células y supermercados, de su equilibrado y de la existencia o no de un líder de equipo, y con el fin de que los operarios de las células puedan producir de acuerdo a la hoja de trabajo estándar, puede ser conveniente incorporar una 188 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban figura que el TPS denomina mizusumashi,3 incorrectamente traducido al inglés como «water spider». En la Figura 9-28, donde se representan dos células de montaje junto a sus supermercados, se señalan las diferencias entre las funciones del operario de transporte y el water spider: x Los productos de compra se reciben en la fábrica en envases estándar retornables, se les adjuntan los kanban de suministro que estaban esperando en el tablero kanban. x El operario de transporte lleva las cajas directamente a los supermercados y vuelve con las cajas vacías que ha recolectado en los carriles dinámicos de retorno, junto con sus correspondientes kanban de suministro. x El water spider evita a los operarios de las células de montaje la realización de tareas frecuenciales de acopio de materiales que interrumpirían el trabajo estándar. Es un operario experimentado que suministra los materiales del supermercado a los flow racks de las células de montaje. Se desplaza por los pasillos periféricos de las células, dando vueltas una y otra vez, de forma discreta, pasando inadvertido, como el «zapatero»,3 sin interrumpir el trabajo de los operarios. También devuelve las cajas vacías a los carriles de retorno del supermercado. x Asimismo, el water spider prepara kits de componentes si los procesos de montaje de la célula lo requieren. «Mizusumashi» es el nombre japonés del insecto Gerris lacustris, comúnmente denominado «zapatero», que todos hemos visto alguna vez deslizarse sin esfuerzo sobre las aguas de ríos y charcas. 3 189 Lean manufacturing Figura 9-28. Supermercados a pie de célula y el water spider PULL MEDIANTE CONWIP Se ha mencionado más arriba que el JIT conecta los procesos, entre los cuales no ha sido posible crear flujo continuo, mediante sistemas pull de FIFO lane y/o supermercados. Con posterioridad, han surgido otras alternativas pull al margen del JIT, es decir, otras soluciones para limitar el inventario y reducir el lead time en la corriente de valor. Una de esas alternativas es el sistema CONWIP (Constant Work In Process), expuesto por Mark L. Spearman y Wallace J. Hopp en su libro Factory Physics (Spearman & Hopp 2008). A continuación se expone brevemente esta interesante opción pull. En la Figura 9-29 se muestra la corriente de valor formada por los procesos U, W, X, Y y Z, a través de la cual circula una familia de productos homogéneos. En este ejemplo, el bucle CONWIP comprende los procesos U, W, X e Y, sus inventarios intermedios y el inventario de salida S. El inventario de entrada E y el proceso Z están fuera del bucle CONWIP. En este caso, la señal CONWIP consiste en una tarjeta genérica que no incluye información del producto al que acompaña. Simplemente, cada tarjeta CONWIP representa un determinado número de unidades de producto. Por ejemplo, 190 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban 1 CONWIP = 1 caja de 100 unidades. El funcionamiento del bucle CONWIP es el siguiente: x El proceso U, en la cabecera del bucle, recibe de Control de Producción el programa de entregas secuenciado. x De forma similar al sistema kanban, las tarjetas CONWIP acompañan a las cajas de productos. x Dentro del bucle hay un número predefinido y constante de tarjetas. Es decir, hay un inventario en proceso (WIP) constante. x Cada vez que el proceso Z, fuera del bucle, retira una caja del inventario S, envía la correspondiente tarjeta CONWIP al proceso situado en la cabecera del bucle. x Cada tarjeta CONWIP recibida por el proceso U le autoriza a retirar del inventario E, fuera del bucle, una caja de producto cualquiera. Dicho de otra forma, no entra inventario en el bucle si previamente no se ha retirado inventario del bucle. x El proceso U seguirá el programa de entregas secuenciado a la hora de priorizar qué referencia retira del inventario E. x Dentro del bucle CONWIP, los trabajos son empujados (push) hacia el inventario S siguiendo el programa de entregas secuenciado. x El sistema CONWIP limita el inventario total del bucle pero deja flotar dicho inventario entre los procesos internos del bucle. Figura 9-29. Pull mediante CONWIP 191 Lean manufacturing Si los productos fueran heterogéneos, la señal CONWIP no podría ser una simple tarjeta genérica representativa de un determinado número de unidades de producto: x En el caso de que los productos tuvieran diferentes contenidos de trabajo manual y la capacidad del bucle CONWIP estuviera limitada por el número de operarios polivalentes (Figura 9-30), aplicaríamos el sistema CONWIP para limitar y mantener constante el inventario del contenido de trabajo (horas-operario) de los productos dentro del bucle. En lugar de tarjetas físicas genéricas, podríamos contabilizar el inventario del contenido de trabajo dentro del bucle mediante una sencilla hoja de cálculo. Solo la retirada de producto del inventario S autoriza al proceso U la introducción de trabajo nuevo en el bucle por un número de horas-operario equivalente. Figura 9-30. Bucle CONWIP con productos heterogéneos y capacidad limitada por el número de operarios x En el ejemplo de la Figura 9-31, la capacidad del bucle CONWIP está limitada por el proceso Y, y los productos tienen diferentes tiempos de proceso en el cuello de botella. En este caso, aplicaremos el sistema CONWIP para limitar y mantener constante el inventario de horas-máquina (Y) de los productos en proceso dentro del bucle. Adicionalmente, en este caso, hemos dejado el inventario S fuera del bucle. La finalización de un trabajo en el 192 9. Just In Time (III). Pull, FIFO lane, supermercados y kanban cuello de botella, y no la retirada de producto del inventario S, es la que autoriza al proceso U la introducción de producto nuevo en el bucle con un número de horas-máquina (Y) equivalente al trabajo terminado. Figura 9-31. Cuello de botella dentro de un bucle CONWIP Para determinar el inventario inicial de un bucle CONWIP aplicaremos la ley de Little a datos históricos del lead time y la producción, teniendo cuidado de utilizar unidades coherentes. A continuación, experimentalmente, de forma gradual, podremos ir disminuyendo el WIP hasta un nivel a partir del cual la producción del bucle comenzaría a resentirse. Llegados a este punto, si quisiéramos seguir avanzando en la reducción del WIP y del lead time del bucle CONWIP, sin reducir su cadencia de producción, tendríamos que trabajar previamente en la reducción de la variación, utilización, tiempos de cambio, etc. de sus procesos. Otra alternativa pull, especialmente interesante en entornos con gran diversidad de productos y bajos volúmenes, es el sistema POLCA (Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization), expuesto por el Dr. Rajan Suri en su libro Quick Response Manufacturing (Suri 1998). Este sistema limita y controla el inventario en proceso (WIP) entre las «células QRM».4 Las células QRM tienen muchas menos restricciones respecto del flujo físico y los lotes de transferencia internos que las células en U propuestas por el just in time. 4 193 Lean manufacturing LOS SISTEMAS PULL Y LA EFICIENCIA En este capítulo se ha expuesto cómo los sistemas pull (FIFO lane, kanban, CONWIP) limitan el inventario de la corriente de valor y, de acuerdo a la ley de Little, reducen el lead time que los productos emplean en atravesarla. Es decir, para una misma cadencia de producción, los sistemas pull son más eficientes que los sistemas push. Como contrapartida, el mantenimiento de un sistema pull requiere rigor y esfuerzo. Recordemos que, en términos generales, el tamaño de un supermercado viene condicionado principalmente por el EPEC del proceso propietario,5 y que dicho EPEC depende del tiempo planificado, de los tiempos de ciclo, del % averías, del % defectos y de los tiempos de cambio. Si los EPEC de los procesos de la corriente de valor son consistentes y la variación de la demanda del cliente no desborda las estimaciones previstas en los cálculos de los stocks de seguridad, la corriente de valor funcionará perfectamente con el nivel de inventario previsto. Por el contrario, sin rigor y sin esfuerzo sostenidos, la variación se adueñará de los procesos, los EPEC se tornarán inestables y la corriente de valor no será capaz de mantener la cadencia de producción con el inventario previsto. En el capítulo siguiente se expondrá en qué casos un supermercado no está determinado por el EPEC del proceso propietario. 5 194 10. Heijunka. Producción nivelada En los sistemas push la variación se propaga «aguas abajo» de la corriente de valor (véase capítulo 2), sin embargo, en los sistemas pull la variación también puede propagarse «aguas arriba». El propósito de nivelar la producción (heijunka) del pacemaker, tercer cimiento de la casa del lean manufacturing, es minimizar la propagación de la variación de la demanda del cliente «aguas arriba» de los procesos de la corriente de valor. Ya se ha señalado más arriba que la variación se traduce en lead time e inventario. El lector habrá advertido que en la exposición de los contenidos de la casa del lean manufacturing no se ha seguido el orden constructivo de una casa. Se ha hecho un salto de la estandarización al just in time sin haber tratado el heijunka. La razón es que la analogía no es perfecta. Es correcto que el just in time se apoye sobre el heijunka, sin heijunka el JIT no avanza, sin embargo, hay que construir ambos en paralelo: pull y heijunka van de la mano. 195 Lean manufacturing PASOS PARA NIVELAR LA PRODUCCIÓN Para nivelar la producción se seguirán gradualmente los siguientes pasos: 1. Nivelar el volumen. 2. Nivelar la proporción. 3. Mezclar. A continuación se exponen los pasos para nivelar la producción del pacemaker con la ayuda del siguiente ejemplo (Figura 10-1): x El cliente: — Las entregas son semanales. Cada lunes, a las 8.00, el cliente envía electrónicamente al Control de Producción de la fábrica las cantidades de P1, P2 y P3 a enviar el viernes de la respectiva semana a las 18.00. Es decir, el periodo entre envíos es igual a la ventana de tiempo entre la información de las cantidades a suministrar y la salida del transporte. — La demanda semanal varía ostensiblemente, sin embargo, la demanda trimestral acumulada de cada producto se ajusta a las previsiones del cliente. x La fábrica: — La planta está operativa 5 días a la semana: de lunes a viernes. — El pacemaker tiene un EPEC de 20 días laborables (4 semanas), muy superior a la ventana de tiempo entre la información de las cantidades a suministrar y la salida del camión. — El pacemaker transforma los productos P1, P2 y P3 procedentes de los procesos X, Y y Z, respectivamente. — Los procesos X, Y y Z, cada uno de ellos dedicado en exclusiva a un producto, son capaces de adaptar su ritmo de producción al ritmo de la demanda del cliente. 196 10. Heijunka. Producción nivelada Figura 10-1. Heijunka: la demanda del cliente Nivelar el volumen En este ejemplo, al ser el EPEC del pacemaker mayor que la ventana de tiempo entre la información de las cantidades a suministrar y la salida del transporte, el pacemaker no puede fabricar contra pedido (MTO) y tiene que fabricar contra stock (MTS). Para ello, intercalaremos un supermercado entre el cliente y el pacemaker. El supermercado (Figura 10-2) nos permitirá nivelar el volumen de la producción del pacemaker y amortiguar la propagación «aguas arriba» de la variación de la demanda del cliente. Figura 10-2. Supermercado entre el pacemaker y el cliente 197 Lean manufacturing Figura 10-3. Nivelar el volumen Los viernes, Expediciones retira del supermercado del pacemaker los productos indicados en el programa de entregas proporcionado por Control de Producción. Expediciones deposita en el buzón del pacemaker los kanban de producción correspondientes a los productos expedidos. En este ejemplo, los periodos de nivelación son de tres meses y nos encontramos al final del primer trimestre. De acuerdo con las previsiones del cliente, nivelaremos el volumen del pacemaker durante el siguiente trimestre a un ritmo medio de 720 unidades/día (Figura 103). De acuerdo con los pedidos recibidos los lunes a las 8.00, las cantidades de los envíos semanales de P1+P2+P3 variarán, por ejemplo: 3.280, 3.740, 3.420, 3.860...; sin embargo, el pacemaker producirá de forma constante alrededor de 3.600 unidades/semana. El supermercado deberá estar dimensionado para absorber la variación de la demanda del cliente. Nivelar la proporción Según la previsión del cliente para el segundo trimestre, las demandas medias de P1, P2 y P3 serán las siguientes: — d1 = 1.800 unidades/semana = 360 unidades/día — d2 = 1.200 unidades/semana = 240 unidades/día — d3 = 600 unidades/semana = 120 unidades/día 198 10. Heijunka. Producción nivelada Con estos datos adicionales, procederemos a nivelar la proporción del pacemaker, consistente en producir durante el EPEC cantidades de P1, P2 y P3 proporcionales a las demandas medias de la previsión del cliente (Figura 10-4): ݅ܲ݁݀݀ܽ݀݅ݐ݊ܽܥൌ ܥܧܲܧሺ݀íܽݏሻ ൈ ݀݅ ሺݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑΤ݀íܽሻ Los tiempos de proceso de P1, P2 y P3 a lo largo del EPEC serán: ݅ܲ݁݀݀ܽ݀݅ݐ݊ܽܥ ܶܲ ݅ܲ݁݀ݏ݁ܿݎሺ݀íܽݏሻ ൎ ܲ݅ܿܿݑ݀ݎó݊݉݁݀݅ܽ݀݅ܽݎ݁݇ܽ݉݁ܿܽܲܽ݅ݎ EPEC = 20 días — Cantidad de P1 = 20 x 360 = 7.200 unidades — Cantidad de P2 = 20 x 240 = 4.800 unidades — Cantidad de P3 = 20 x 120 = 2.400 unidades — T Proceso de P1 ≈ 7.200/720 = 10 días — T Proceso de P2 ≈ 4.800/720 = 6,66 días — T Proceso de P3 ≈ 2.400/720 = 3,33 días Figura 10-4. Nivelar la proporción 199 Lean manufacturing En la parte superior de la Figura 10-5 se ha representado en condiciones deterministas1 el inventario del producto P3 en el supermercado del proceso Z, y en el supermercado de producto terminado (PT) del pacemaker para un EPEC igual a 20 días. Se puede observar lo siguiente: x Inventario de P3 en el supermercado del proceso Z: — Cuando el pacemaker empieza a producir P3 a un ritmo medio de 720 unidades/día, el supermercado del proceso Z (120 unidades/día) debe tener un inventario (una ventaja) de 3,33 x (720-120) = 2.000 unidades. El inventario medio, la mitad de la altura del triángulo, es igual a 1.000 unidades. — Cuando el pacemaker termina de producir las 2.400 unidades de P3, el inventario en el supermercado del proceso Z es cero. — Durante los 16,66 días siguientes, hasta que el pacemaker vuelva a iniciar la producción de P3, el proceso Z continuará produciendo P3 a un ritmo de 120 unidades/día. x Inventario de P3 en el supermercado del pacemaker: — Al cabo de los 3,33 días de producción de P3 en el pacemaker, el inventario del producto terminado P3 ascenderá a 2.400 unidades. — Tras cuatro envíos semanales de 600 unidades, el inventario de P3 será cero. EPEC = 10 días Una vez estabilizada la nivelación de la proporción, reduciremos el EPEC2 en el pacemaker a 10 días y volveremos a nivelar la proporción. Con el fin de facilitar la exposición, los ejemplos utilizados en este capítulo presuponen condiciones deterministas, es decir, sin variación en la demanda, en los EPEC, en los tiempos de proceso (cambio + ejecución + averías…)… Ésta es la razón por la cual se han obviado los stocks de seguridad en el cálculo y representación de los inventarios. 2 Recuérdese que para reducir el EPEC se puede actuar sobre los tiempos de cambio, las pérdidas por averías y calidad, y los tiempos de ciclo. 1 200 10. Heijunka. Producción nivelada Hemos calculado las cantidades y tiempos de proceso de P1, P2 y P3 de la misma forma que lo hemos hecho anteriormente para el EPEC igual a 20 días: — Cantidad de P1 = 10 x 360 = 3.600 unidades — Cantidad de P2 = 10 x 240 = 2.400 unidades — Cantidad de P3 = 10 x 120 = 1.200 unidades — T Proceso de P1 ≈ 3.600/720 = 5 días — T Proceso de P2 ≈ 2.400/720 = 3,33 días — T Proceso de P3 ≈ 1.200/720 = 1,66 días En la parte media de la Figura 10-5 se ha representado en condiciones deterministas el inventario de P3 en el supermercado del proceso Z y en el supermercado del pacemaker para un EPEC igual a 10 días. Los resultados son los siguientes: x Inventario de P3 en el supermercado del proceso Z: — Cuando el pacemaker empieza a producir P3 a un ritmo medio de 720 unidades/día, el supermercado del proceso Z (120 unidades/día) debe tener un inventario (una ventaja) de 1,66 x (720-120) = 1.000 unidades. El inventario medio es igual a 500 unidades. x Inventario de P3 en el supermercado del pacemaker: — Al cabo de los 1,66 días de producción de P3 en el pacemaker, el inventario del producto terminado P3 ascenderá a 1.200 unidades. — Tras dos envíos semanales de 600 unidades, el inventario de P3 será cero. 201 Lean manufacturing Figura 10-5. Efecto de nivelar la proporción en los inventarios EPEC = 5 días Una vez estabilizada la nivelación de la proporción, reduciremos de nuevo el EPEC en el pacemaker a 5 días y volveremos a nivelar la proporción: — Cantidad de P1 = 5 x 360 = 1.800 unidades — Cantidad de P2 = 5 x 240 = 1.200 unidades — Cantidad de P3 = 5 x 120 = 600 unidades — T Proceso de P1 ≈ 1.800/720 = 2,5 días — T Proceso de P2 ≈ 1.200/720 = 1,66 días — T Proceso de P3 ≈ 600/720 = 0,83 días 202 10. Heijunka. Producción nivelada En la parte inferior de la Figura 10-5 se ha representado el inventario de P3 en el supermercado del proceso Z y los inventarios de P1, P2 y P3 en el supermercado del pacemaker para un EPEC igual a 5 días. Los valores obtenidos son los siguientes: x Inventario de P3 en el supermercado del proceso Z: — Cuando el pacemaker empieza a producir P3 a un ritmo medio de 720 unidades/día, el supermercado del proceso Z (120 unidades/día) debe tener un inventario (una ventaja) de 0,83 x (720 - 120) = 500 unidades. El inventario medio es igual a 250 unidades. x Inventarios de P3 en el supermercado del pacemaker: — Al cabo de 0,83 días de producción de P3 en el pacemaker, el inventario del producto terminado P3 ascenderá a 600 unidades. — Tras el envío semanal de 600 unidades, el inventario de P3 será cero. x Inventario de P3 + P2 + P1 en el supermercado del pacemaker: — Al final de la semana, justo antes del envío al cliente, el inventario de P3 + P2 + P1 será igual a 3.600 unidades (600 + + 1.200 + 1.800). Después del envío el inventario será cero. El inventario medio del supermercado será 1.800 unidades. Del análisis de la Figura 10-5 deducimos que la reducción del EPEC y la nivelación de proporción contribuyen tanto a la reducción del inventario del pacemaker como a la reducción de los inventarios de los supermercados de los procesos «aguas arriba». Sin embargo, es importante señalar que una vez que el EPEC es igual a la ventana de tiempo entre envíos, el inventario medio del supermercado del pacemaker ya no disminuirá por más que continuemos reduciendo su EPEC y nivelando la proporción por debajo de 5 días. Debemos añadir que una vez que el EPEC iguala la ventana de tiempo entre pedido y envío, el pacemaker podría pasar a trabajar contra pedido (MTO), o bien podría continuar suministrando contra stock (MTS). En este segundo caso, en un escenario real, el stock de 203 Lean manufacturing seguridad absorbería la variación de la demanda semanal (cantidad y/o proporción) del cliente. El pacemaker repondría los kanban pendientes a un ritmo constante de 720 unidades/día, 3 cambios/semana, y con una proporción lo más aproximada posible a la ideal. En el primer caso (MTO), en un escenario real, con variación de la demanda, si quisiéramos mantener el takt time, el pacemaker tendría que trabajar un número de horas variable en función de las cantidades a enviar cada semana. En los ejemplos de este capítulo se ha supuesto que el pacemaker continúa trabajando contra stock (MTS) a partir de que su EPEC es igual o menor que la ventana de tiempo entre pedido y envío. Mezclar Una vez estabilizada la nivelación de la proporción para un EPEC igual a 5 días, supondremos que reducimos de nuevo los tiempos de cambio, averías y pérdidas de calidad en el pacemaker hasta que éste sea capaz de hacer 6 cambios de referencia por semana. En el último paso de la nivelación cambiaremos más veces las referencias de mayor consumo, igualaremos sus cantidades y las «mezclaremos». En nuestro ejemplo particular el «patrón de mezcla ideal» es: P3 (600) - P1 (600) - P2 (600) - P1 (600) - P2 (600) - P1 (600) En la Figura 10-6 se representa la evolución del inventario de P1 en el supermercado del proceso X. La parte izquierda corresponde a la nivelación de la proporción con un EPEC igual a 5 días, y la parte derecha se refiere a la mezcla de la producción. No se ha representado el inventario del pacemaker, ya que, como se comentó en el punto anterior, éste no disminuye a partir del momento en que el EPEC es igual a 5 días (tiempo entre envíos). x Inventario de P1 al nivelar la proporción con un EPEC = 5 días: — Cuando el pacemaker empieza a producir P1 a un ritmo medio de 720 unidades/día, el supermercado del proceso X (360 unidades/día) debe tener un inventario de 2,5 x (720-360) = = 900 unidades. El inventario medio es igual a 450 unidades. 204 10. Heijunka. Producción nivelada x Inventario de P1 al mezclar la producción con 6 cambios/semana: — Cuando el pacemaker empieza a producir P1 a un ritmo medio de 720 unidades/día, el supermercado del proceso X (360 unidades/día) debe tener una ventaja de 0,83 x (720-360) = = 300 unidades. El inventario medio es igual a 150 unidades. En nuestro ejemplo, al mezclar la producción, los inventarios «aguas arriba» del pacemaker quedan de la siguiente manera: el inventario de P1 se reduce a la tercera parte, el inventario de P2 disminuye a la mitad, y el inventario de P3 no varía. Figura 10-6. Mezclar 205 Lean manufacturing Tablero de nivelación En la Figura 10-6 se ha representado junto al pacemaker el símbolo de un tablero de nivelación (heijunka box) como el de la Figura 10-7. Las filas corresponden a los productos a fabricar en el pacemaker, y las columnas se refieren a las divisiones (días) del ciclo de nivelación (semana «n») más una columna adicional para la semana «n+1» Cada lunes, colocaremos en el tablero de nivelación los 180 kanban3 correspondientes al envío del viernes anterior (3.600 unidades), de acuerdo con la secuencia de nivelación. El pacemaker repondrá el supermercado a un ritmo constante de 720 unidades/día (36 kanban/día) siguiendo la secuencia indicada en el tablero de nivelación. En un escenario real, con variación, si en el envío del viernes de la semana «n-1» las cantidades y/o proporción de P1-P2-P3 no coincidieran con 1.800-1.200-600, dispondríamos de 6 cambios de referencia/semana y un ritmo previsto de 36 kanban/día para establecer una secuencia de reposición durante la semana «n» lo más aproximada posible al patrón de mezcla ideal. Si el número de kanban a reponer durante la semana «n» fuera superior a 180, colocaríamos el exceso en la columna de la semana «n+1» dispuesta para tal fin. Figura 10-7. Tablero de nivelación 3 206 En este ejemplo hemos supuesto que 1 kanban = 20 unidades. 10. Heijunka. Producción nivelada Si dividiéramos cada columna del tablero de nivelación (1 día) en intervalos de tiempo más pequeños (30 min, 1 h…) y distribuyéramos los kanban en las nuevas divisiones (reservando tiempo para los cambios de referencia), podríamos utilizar el tablero de nivelación para controlar con más precisión el grado de avance o retraso de la producción del pacemaker. PACEMAKER MÁS FLEXIBLE QUE EL PROCESO PROVEEDOR En el ejemplo de la Figura 10-6 hemos visto que, a pesar de que a partir de un determinado momento no reduzcamos el inventario de producto terminado, es conveniente continuar con la nivelación de la producción en el pacemaker porque sigue teniendo efectos positivos sobre el inventario de los supermercados de los procesos «aguas arriba». Este hecho no es necesariamente así. En el ejemplo de la Figura 10-8, el proceso XYZ produce P1, P2 y P3 para el pacemaker. Inicialmente ambos procesos tienen un EPEC igual a 5 días (3 cambios/semana). En esta situación, dependiendo de las características físicas y propiedades del proceso XYZ y del pacemaker, podríamos considerar la opción de sustituir el supermercado que los conecta por un FIFO lane y nominar como pacemaker al proceso XYZ. Si mantuviéramos el supermercado y el pacemaker consiguiera, gracias a sucesivas mejoras de los tiempos de cambio y averías, llegar a ser más flexible que el proceso proveedor XYZ y mezclar la producción mediante (por ejemplo) 6 cambios/semana, el inventario del supermercado que los conecta vendría determinado por el EPEC (5 días) de su propietario: el proceso XYZ. En este caso, la nivelación de la producción del pacemaker más allá del EPEC del proceso proveedor no reduciría sensiblemente el inventario del supermercado. La reducción de la variación de las cantidades retiradas del supermercado sí podría permitir cierta reducción de los stocks de seguridad. Véase el ejemplo de la Figura 9-9 para dimensionar la capacidad del supermercado, el número de kanban en circulación de cada referencia, los lotes kanban, etc. 207 Lean manufacturing Figura 10-8. Pacemaker más flexible que el proceso proveedor Aunque a partir de un determinado punto la nivelación de la producción en el pacemaker no redujera los inventarios «aguas arriba y abajo», podría ser conveniente seguir avanzando, ya que: x Contribuiría a descubrir con antelación los problemas de calidad. x El pacemaker sería más flexible y podría reaccionar más rápido ante imprevistos. MEZCLAR PRODUCTOS QUE COMPARTEN COMPONENTES CO- MUNES En el ejemplo que se expone a continuación, el pacemaker produce 720 unidades/día de la familia de productos P1, P2, P3…P10. Unos productos se fabrican a partir del producto A, otros a partir de B y otros a partir de C, originando unas necesidades medias de 360 unidades/día de A, 240 unidades/día de B y 120 unidades/día de C (véase tabla de la Figura 10-9). Los productos A, B y C son fabricados por los procesos X, Y y Z, respectivamente. 208 10. Heijunka. Producción nivelada Figura 10-9. Mezclar productos que comparten componentes comunes En casos como éste, en el que los productos comparten componentes comunes, conocida la capacidad de efectuar un determinado número de cambios en un periodo de tiempo dado, en el caso de pretender minimizar la variación en el consumo de los productos A, B y C sería necesario disponer de un algoritmo4 específico (Monden 1994) para calcular la secuencia de mezcla en el pacemaker más apropiada. Lógicamente, la disminución de la variación se traduciría en un menor inventario en los supermercados. PROCESOS PROVEEDORES EXTERNOS Todo lo expuesto anteriormente sobre los efectos que la nivelación de la producción tiene en los inventarios «aguas arriba» del pacemaker es aplicable al caso en el que los procesos que suministran al pacemaker fueran proveedores externos (Figura 10-10). En este caso habría que tener en cuenta la influencia de variables adicionales como son la frecuencia de los transportes de los proveedores a la Se puede encontrar un ejemplo de algoritmo de nivelación en el libro Toyota Production System (1994), de Yasuhiro Monden (página 257). 4 209 Lean manufacturing planta y la ventana de tiempo entre la información de las cantidades a entregar y la salida del transporte. Figura 10-10. Proceso proveedor externo HEIJUNKA Y LA EFICIENCIA Gracias a la ecuación VUT5 sabemos que la reducción de la variación disminuye el lead time en un sistema abierto push, compuesto por un proceso hacia el cual empujamos desde el proceso anterior trabajos que esperan en la cola. Sin embargo, en este caso, no es correcto aplicar la ecuación VUT para contrastar los efectos de la nivelación de la producción en el lead time de un sistema cerrado pull, integrado por un proceso del cual «tira» el proceso situado «aguas abajo». En los ejemplos de este capítulo se ha comprobado cómo heijunka, la nivelación progresiva de la producción en el pacemaker (volumen, proporción y mezcla), tiene los siguientes efectos positivos: x Alisa las entradas en el supermercado de producto terminado y, dependiendo de la frecuencia de las entregas al cliente, reduce el inventario y el lead time de los productos en dicho supermercado. 5 210 LT = VUT + T 10. Heijunka. Producción nivelada x Alisa la retirada de productos del supermercado «aguas arriba» del pacemaker y, dependiendo de la flexibilidad (EPEC) y características del proceso proveedor del pacemaker, reduce su inventario y, conforme a la ley de Little,6 reduce el lead time. Es decir, heijunka reduce la propagación de la variación (mura) de la demanda del cliente «aguas arriba» de la corriente de valor a través de los sistemas pull, anticipa la detección de problemas de calidad y aumenta la flexibilidad con la que podemos reaccionar ante sucesos imprevistos. 6 Producción = Inventario / LT 211 11. Jidoka. Automatización con un toque humano Jidoka es el segundo pilar de la casa del lean manufacturing. En el contexto del lean manufacturing, el término jidoka se traduce como «automatización con un toque humano» o «automatización inteligente». Sakichi Toyoda es el padre del jidoka. En 1924 patentó un telar automático ―el Modelo G― con un mecanismo automático de detención del telar en el caso de rotura del hilo.1 Dicho invento supuso un gran incremento de la productividad al impedir la fabricación de productos defectuosos y al permitir que un solo operario supervisase un elevado número de telares. Jidoka trata sobre cómo sustituir el trabajo manual por el trabajo de máquinas autónomas. Es el resultado de la unión de dos conceptos: El Modelo G también incluía un sistema de cambio de lanzadera sin necesidad de parar la máquina. 1 213 Lean manufacturing 1. Automatización: sustitución parcial o total del trabajo manual por el trabajo de una máquina (separación de la persona de la máquina). 2. Máquina autónoma: máquina capaz de detectar situaciones anómalas, parar automáticamente y avisar, con el fin de: — Evitar la fabricación de productos defectuosos y su envío al proceso siguiente. — Evitar daños en la propia máquina y en el utillaje. El jidoka resalta las anomalías, hace visibles los defectos y permite fabricar calidad en cada uno de los procesos de la corriente de valor. Una máquina automática realiza un proceso sin la intervención de la persona, sin embargo, necesita vigilancia para detectar cualquier situación anómala. El operario no añade valor mientras vigila la máquina; su actividad es muda (espera del operario). Por el contrario, una máquina autónoma no requiere la vigilancia permanente de la persona; cuando se produce una anomalía, la máquina la detecta, se detiene y avisa. EL JIT REDUCE EL LEAD TIME Y EL JIDOKA DISMINUYE EL CON- TENIDO TOTAL DE TRABAJO Si se parte de un sistema tradicional push con procesos totalmente manuales, con la implantación del JIT reduciremos el inventario/lead time y con la aplicación del jidoka disminuiremos el CTT (Contenido Total de Trabajo).2 Así como el exceso de inventario es un despilfarro que genera cuantiosos efectos secundarios (más despilfarros), difíciles de valorar, que acaban diluyéndose en la cuenta de resultados de la empresa, el CTT de cada uno de los productos que fabrica una empresa incide directamente en la partida de MOD3 de la cuenta de resultados. En la parte superior de la Figura 11-1 se representa un sistema tradicional push con 5 máquinas manuales e inventario en curso (WIP) 2 3 214 CTT (Contenido Total de Trabajo) = ∑ Tiempo Manual. MOD: Mano de Obra Directa. 11. Jidoka. Automatización con un toque humano entre proceso y proceso. En la parte inferior del ejemplo, la disposición de las 5 máquinas formando una célula en U permite eliminar el inventario en curso y las esperas. En este caso part icular (las 5 máquinas son 100 % manuales), el JIT ha reducido de forma drástica el lead time y, sin embargo, no ha modificado de forma significativa4 el CTT. Figura 11-1. El JIT y la reducción del inventario/lead time A continuación se exponen los pasos que el jidoka propone para disminuir el CTT. Supongamos que en la célula del ejemplo anterior queremos automatizar el taladro de sobremesa M3 (Figura 11-2), es decir, sustituir el trabajo manual en M3 por trabajo de la máquina. En la situación inicial, el proceso en la máquina M3 es totalmente De hecho, en este caso particular, el CTT (minutos) habrá aumentado ligeramente (segundos) al tener que añadir los desplazamientos del operario de máquina en máquina, sin valor añadido pero necesarios (NVAN) para crear flujo continuo. Si en la situación de partida hubiera máquinas semiautomáticas, la célula en U reduciría el CTT al eliminar las «esperas del operario» mientras la máquina termina su ciclo automático. 4 215 Lean manufacturing manual. El operario, procedente de la máquina M2, se desplaza a la máquina M3 transportando consigo una pieza y efectúa las siguientes tareas manuales: — Cargar la pieza en utillaje del taladro M3. — Efectuar el avance manual de la herramienta y taladrar la pieza. Esta tarea añade valor a la pieza (VA)5, es decir, modifica su forma y/o sus propiedades. — Retirar6 la herramienta a su posición inicial. — Descargar la pieza. Figura 11-2. Máquina M3 manual El jidoka estudia la separación de la persona de la máquina de forma progresiva (Figura 11-3): x El primer nivel consiste en la automatización de la operación que añade valor a la pieza (VA). Automatizaremos el avance de la herramienta y su retirada a la posición inicial. Este hecho modifica las tareas del operario: En sentido estricto solo se añade valor durante el tiempo en que la herramienta modifica la forma del producto. La aproximación de la herramienta a la pieza es NVA. 6 Para simplificar, en los ejemplos no hemos representado el tiempo correspondiente a la retirada de herramienta a su posición inicial. 5 216 11. Jidoka. Automatización con un toque humano — Descargar de M3 la pieza que dejó taladrando en el ciclo anterior. — Cargar la pieza que trae consigo de la máquina M2. — Accionar el avance automático de la herramienta. — Desplazarse a M4 portando consigo la pieza descargada de M3. Hemos separado a la persona de la máquina. Mientras la máquina M3 taladra la pieza, el operario se desplaza a M4, carga M4, etc. Antes, el valor era añadido por el operario, ahora, es la máquina la que añade valor. Es interesante recordar que al automatizar la máquina M3 necesitamos una pieza de WIP7 en la célula: la pieza que queda taladrándose en M3. Antes, al ser todas las máquinas manuales, no había WIP en la célula. x El segundo nivel consiste en la automatización de la descarga de la pieza de M3. En este paso, el operario realiza las siguientes tareas: — Cargar en M3 la pieza que trae consigo de la máquina M2. Cuando el operario llega a M3, la máquina ya ha descargado la pieza que dejó taladrando en el ciclo anterior. — Accionar el avance automático de la herramienta. — Desplazarse a M4 llevando consigo la pieza que M3 ha taladrado y descargado en automático. Es importante resaltar que, en términos generales, automatizar la descarga tiene menos dificultades y es menos costoso que automatizar la carga. x El tercer nivel consiste en dotar a la máquina M3 de autonomía, es decir, de la capacidad de detectar situaciones anómalas (la posición incorrecta de la pieza en el utillaje, la rotura de la herramienta…) para evitar daños en la propia máquina y en el utillaje, y evitar la fabricación de productos defectuosos y su envío al proceso siguiente. 7 WIP (Work In Process): inventario en curso. 217 Lean manufacturing x El último nivel consiste en automatizar la carga de la máquina M3. En términos generales, este paso es el más complejo y puede requerir una inversión importante. Antes de invertir en la automatización de la carga es preciso valorar bien las posibles contrapartidas: — Aumento de los tiempos de cambio. — Pérdida de flexibilidad. — Aumento de las microparadas. — Disminución del OEE. — Aumento de la complejidad. — Necesidad de personal más cualificado para operar y mantener la máquina… Alcanzado este nivel, la máquina M3 sería automática y autónoma; el tiempo manual en M3 sería cero, y habríamos reducido en la misma medida el CTT de la familia de productos que se fabrican en la célula. El jidoka propone diferentes grados de automatización. El nivel de automatización adecuado dependerá de las características físicas del producto, del número de referencias, del takt time, de las características tecnológicas de la máquina/proceso, del coste de la mano de obra directa… El grado de automatización de las máquinas de una célula influye directamente en el contenido total de trabajo (CTT) de los productos que en ella se fabrican y, por lo tanto, según vimos en el capítulo dedicado a las células en U, en el número de operarios necesarios por relevo: ܰºܱ ݒ݈݁݁ݎݎݏ݅ݎܽݎ݁ൌ ܶܶܥ ܶܲܥͺ TCP (Tiempo de Ciclo Planificado) = Takt time × (100 - % Averías % Cambios) ⁄ 100 8 218 11. Jidoka. Automatización con un toque humano Figura 11-3. El jidoka y la disminución del CTT Normalmente, la automatización inteligente, a la vez que sustituye el trabajo manual por el trabajo de una máquina autónoma, reduce el tiempo de ciclo del proceso. En la Figura 11-3, para simplificar, hemos supuesto que en M3 las tareas una vez automatizadas tienen la misma duración que las tareas manuales. No es infrecuente encontrar automatizaciones fallidas en las que se ha pasado directamente de un proceso manual a automatizar la carga, 219 Lean manufacturing la operación que añade valor (VA) y la descarga, sin considerar las alternativas intermedias y, lo que es más grave, sin dotar a la máquina del «toque humano»: la capacidad de detectar situaciones anómalas, parar automáticamente y emitir una señal de aviso. En estos casos, como resultado de una mayor complejidad y la necesidad de vigilancia de la máquina no prevista, el OEE real y los ahorros de mano de obra no suelen alcanzar los valores esperados que justificaban la inversión. Células chaku–chaku Una célula chaku-chaku es el resultado de la aplicación conjunta de la creación de flujo continuo propugnada por el JIT y la automatización inteligente según los criterios del jidoka. El significado del término japonés «chaku-chaku» es «cargar-cargar». En una célula chaku-chaku (Figura 11-4) todas sus máquinas están automatizadas hasta el tercer nivel expuesto anteriormente y el ciclo de trabajo de los operarios consiste en «cargar-pulsar ON-andar/cargar-pulsar ONandar/cargar…». Figura 11-4. Célula chaku-chaku 220 11. Jidoka. Automatización con un toque humano En función de las características físicas del producto, del número de referencias, del takt time y de las características tecnológicas de las máquinas/procesos, la célula chaku-chaku puede ser la opción más competitiva en cuanto al coste de la inversión, flexibilidad, calidad y eficiencia. POKA-YOKE Los problemas de calidad ocasionados por procesos no capaces, con variación excesiva, se resuelven con la ayuda de herramientas y métodos estadísticos. Sin embargo, dichos métodos no son apropiados para prevenir los problemas de calidad causados por errores humanos esporádicos, tales como cargar una pieza en la máquina en posición incorrecta, ensamblar un componente equivocado, omitir un componente en el montaje, olvidar la aplicación del par de apriete a un elemento de fijación, etc. En los procesos productivos, los errores humanos son inevitables; no obstante, los defectos causados por dichos errores sí se pueden eliminar. Shigeo Shingo denominó «poka-yoke» («anti-error») a los métodos de inspección 100 %, realizados mediante sencillos dispositivos integrados en los propios procesos, que evitan que los errores humanos se conviertan en defectos o que estos se transmitan a los procesos siguientes. Los poka-yoke se caracterizan por: x La inspección se efectúa al 100 % de los productos. x El feedback es inmediato: parada y señal de alarma. x La inspección 100 % no incrementa el tiempo manual del proceso. Según el tipo y lugar de la inspección, los poka-yoke se clasifican en tres categorías: 1. El poka-yoke detecta el error en el propio proceso, impide el inicio de la acción que añade valor y, por lo tanto, evita el defecto. 221 Lean manufacturing 2. El poka-yoke no impide el defecto, lo detecta en el propio proceso donde se ha producido y evita su envío al proceso siguiente. 3. El poka-yoke no impide el defecto, lo detecta en el siguiente proceso, antes de la acción que añade valor. Si existen soluciones tecnológicas económicamente viables, siempre son preferibles los poka-yoke de la primera categoría. En el caso de los poka-yoke de la segunda y tercera categoría, es necesario contar con un procedimiento de actuación que contemple el marcado, identificación, segregación… de los productos defectuosos detectados. Asimismo, todos los poka-yoke deberán disponer de un procedimiento de revisión y comprobación periódica de su correcto funcionamiento. Desde el punto de vista constructivo, son preferibles los dispositivos poka-yoke simples, fiables, económicos y sin mantenimiento a las soluciones basadas en tecnologías complejas que para su mantenimiento necesitan el soporte de personal especializado externo. Los dispositivos poka-yoke utilizan: x Elementos mecánicos de contacto físico con el producto (topes, pasadores, casquillos…) que aprovechan la asimetría de ranuras, agujeros, pestañas… para evitar errores en el posicionamiento. x Interruptores de posición. x Detectores fotoeléctricos, inductivos… x Sensores de presión, temperatura… x Contadores, temporizadores... x Alarmas luminosas, acústicas… x Sistemas de visión artificial. x … Las inspecciones 100 % con dispositivos poka-yoke son capaces de detectar: x La omisión de un componente. x El posicionamiento incorrecto del producto en el utillaje. 222 11. Jidoka. Automatización con un toque humano x El montaje de un componente equivocado. x La omisión de una operación. x La desviación en el número de veces que hay que repetir una operación (puntos de soldadura, atornillados…). x La alteración de la secuencia de una serie de operaciones. x Desviaciones de los parámetros respecto de los valores estándar. x … Con frecuencia, los poka-yoke se implantan como reacción a las reclamaciones de los clientes que han recibido productos defectuosos. Para prevenir tales situaciones es conveniente elaborar un AMFE (Análisis Modal de Fallos y Efectos) antes de la industrialización de un producto e integrar en los procesos los dispositivos poka-yoke necesarios. ANDON La palabra japonesa «andon» se traduce como «linterna, lámpara, farol». En el contexto del jidoka, un andon es un tablero eléctrico/electrónico (display) mediante el cual los operarios de las células o de las estaciones de una línea de montaje hacen visibles las anomalías detectadas. Éstas pueden ser defectos, problemas para seguir la hoja de trabajo estándar, falta de materiales, averías, etc. El andon representado en la Figura 11-5 visualiza el estado de un grupo de 8 células mediante un código de luces de diferentes colores. En este ejemplo, un operario de la célula C3 ha accionado el pulsador de llamada al operario de transporte de materiales (materials handler). Asimismo, el operario de la célula C4 ha detectado una anomalía, ha detenido la célula y ha accionado el pulsador de llamada a su líder de equipo (team leader).9 En el siguiente capítulo se exponen las funciones del líder de equipo (team leader). 9 223 Lean manufacturing Figura 11-5. Andon de un grupo de células Figura 11-6. Andon de una línea de montaje La Figura 11-6 corresponde al andon de una línea de montaje con 16 estaciones. El operario de la estación de montaje número 5 ha detectado una anomalía o un defecto y ha accionado el pulsador de llamada a su líder de equipo. Adicionalmente, este andon dispone en su parte derecha de información sobre el objetivo de producción y la producción real. Mediante el andon, los operarios hacen visibles los defectos / anomalías a sus líderes de equipo; estos están capacitados para resolverlos in situ, o en su caso para tomar las medidas de contención necesarias. El líder de equipo con la ayuda del andon es capaz de dar una rápida respuesta a los problemas detectados por los operarios, evitar que los defectos pasen al siguiente proceso y ayudar a mantener los estándares. JIDOKA Y LA EFICIENCIA La aplicación correcta del jidoka contribuye a mejorar los resultados económicos de la empresa mediante: 224 11. Jidoka. Automatización con un toque humano x El ahorro de los costes de «no calidad» tangibles (piezas defectuosas, segregaciones, reprocesos…) e intangibles (pérdida de imagen, no adjudicación de nuevos productos…) en los que la empresa incurriría si no evitase la producción de productos defectuosos y su envío a los procesos siguientes y al cliente. x El ahorro en los costes de la mano de obra directa como resultado de la sustitución del trabajo manual por el trabajo de máquinas autónomas, una vez recuperada la inversión en la automatización. La automatización inteligente de un proceso, además de eliminar directamente el despilfarro de las piezas defectuosas y producir ahorros en la mano de obra directa, tiene un efecto indirecto positivo en el lead time y el inventario de la corriente de valor: x Las máquinas autónomas, los dispositivos poka-yoke y el andon evitan que los defectos se propaguen a la máquina/puesto siguiente y generen variación en sus tiempos de proceso. x El andon permite dar una rápida respuesta a los problemas detectados por los operarios, lo cual favorece el cumplimiento de la hoja de trabajo estándar y la reducción de la variación de los tiempos de proceso. 225 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua En este último capítulo del libro se expone la metodología VSM, Value Stream Mapping, la mejora continua (kaizen) y la gestión de la corriente de valor. El VSM es una potente metodología que nos ayudará a definir el camino y los hitos para la implantación del lean manufacturing en la fábrica. Mediante la puesta en práctica de sucesivos ciclos de mejora PDCA iremos avanzando de hito en hito hacia una fábrica más eficiente, con menos despilfarro: una fábrica lean. VSM (VALUE STREAM MAPPING) La metodología VSM, Value Stream Mapping (cartografía/mapa de la corriente de valor), basada en el Mapa del Flujo de Materiales e 227 Lean manufacturing Información de Toyota, es dada a conocer en Occidente en 1998 mediante la publicación del excelente libro Learning to See: Value Stream Mapping to Add Value and Eliminate Muda de los autores Mike Rother y John Shook. El VSM, que en principio no formaba parte de las metodologías difundidas junto con «la casa del TPS», es fundamental para guiar y priorizar la implantación del lean manufacturing en la fábrica. Un VSM es una representación gráfica, mediante símbolos específicos, del flujo de materiales y del flujo de información a lo largo de la corriente de valor de una familia de productos dentro de la fábrica, de puerta a puerta, de la recepción a expediciones. Llamamos «corriente de valor» (value stream) de una familia de productos al conjunto de procesos que contribuyen a transformar la materia prima en producto terminado. La corriente de valor comprende actividades que aportan valor (VA), actividades que no aportan valor pero son necesarias (NVAN) y actividades que no aportan valor y son innecesarias (NVAI). El VSM no hace referencia a la ubicación física de los procesos/máquinas dentro de la planta. La tradicional representación gráfica de los flujos de materiales sobre el layout de la planta es un buen complemento al VSM. El VSM amplía la perspectiva del lean manufacturing a toda la corriente de valor. Al ser una metodología que se centra principalmente en la reducción del lead time/inventario, el VSM puede carecer del grado de detalle suficiente para aflorar los despilfarros de los procesos individuales. El VSM es una metodología de alto nivel que debe ser liderada desde la dirección industrial de la planta y aplicada sobre cada una de las familias de productos/corrientes de valor por el «equipo de proyecto» más adecuado en cada caso. Es una metodología muy útil para construir la visión industrial de la fábrica. A lo largo de los capítulos de este libro se han introducido de forma gradual los símbolos del Value Stream Mapping recopilados en la Figura 12-1. En la citada recopilación faltaría añadir los símbolos correspondientes a otros medios de transporte (barco, ferrocarril, avión) y los símbolos de información correspondientes al teléfono, fax, correo postal... Adicionalmente, en la Figura 12-2 se representan los bucles 228 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua pull de acuerdo a la simbología del VSM. Debido a que los símbolos del VSM no están normalizados, podemos encontrar pequeñas diferencias entre los símbolos de los mapas de diferentes autores. Figura 12-1. Símbolos del Value Stream Mapping 229 Lean manufacturing Figura 12-2. Representación simbólica de los bucles pull METODOLOGÍA VSM La metodología VSM comprende los siguientes pasos: 1. Seleccionar una familia de productos con demanda repetitiva. 2. Realizar el mapa de la situación actual. 3. Plantear ideas de mejora. 4. Realizar el mapa de la situación futura. 5. Identificar los bucles pull en el mapa de la situación futura. 6. Confeccionar un plan de mejora de la corriente de valor. A continuación se exponen cada uno de los pasos. Seleccionar una familia de productos Este primer paso de la metodología VSM es común con lo expuesto al comienzo del primer capítulo dedicado al just in time. 230 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua En el caso de que la corriente de valor de la familia de productos seleccionada no fuera lineal, es decir, estuviera formada por la confluencia de diversos flujos, correspondientes a distintos componentes del producto terminado, comenzaríamos por la corriente de valor del componente más importante. VSM de la situación actual Una vez seleccionada la familia de productos con demanda repetitiva, realizaremos manualmente, con lápiz y papel, el mapa de la situación actual. En el ejemplo descrito a continuación hemos supuesto el caso de una fábrica tradicional que, en la situación actual, empuja (push) las órdenes de fabricación de una familia de productos a través de la corriente de valor. Recomendamos dibujar el mapa conforme al orden siguiente: a. Ajuste del mapa al tamaño del papel (Figura 12-3): Dibujaremos el cliente en la parte superior derecha del papel, el proveedor en la parte superior izquierda y, entre ambos, representaremos el control de producción de la fábrica. En la parte inferior del papel dibujaremos los diferentes procesos ordenados consecutivamente, dejando espacio entre ellos; terminaremos con el símbolo de expediciones. Debajo de los procesos reservaremos espacio para las tablas de datos y la escala de tiempo. b. El cliente (Figura 12-4): Debajo del símbolo del cliente añadiremos una tabla de datos con la demanda diaria de la familia de productos, días laborables por semana, etc. Dibujaremos una flecha de envío desde expediciones hacia cliente y, sobre ella, el símbolo correspondiente al medio transporte. Anotaremos la frecuencia de los envíos y los días de salida. c. Los procesos (Figura 12-5): Dentro de cada proceso indicaremos el número de operarios por relevo. Debajo de cada proceso añadiremos una tabla con los siguientes datos: 231 Lean manufacturing — Nº de relevos. — Tiempo de ciclo.1 — Tiempo de cambio. — % Uptime = 100 % - % Averías. — % Piezas defectuosas (en el caso de valores significativos). — Lead time del proceso (pintura, curado, tratamiento térmico, subcontratación…). Si el proceso consistiera en una máquina manejada por un operario, podríamos completar la tabla de datos con el desglose del tiempo de ciclo2 (véase la Figura 6-2): — Tiempo manual serie (TMS). — Tiempo máquina en automático (TA). — Tiempo manual paralelo (TMP). — Espera. Adicionalmente, entre proceso y proceso, representaremos los símbolos de la flecha push y del inventario. Junto a cada uno de ellos anotaremos el número total de unidades en curso (WIP) de la familia de productos. El valor del WIP entre procesos lo obtendremos preferiblemente mediante su recuento físico in situ o a partir del sistema informático de gestión de la planta, si los datos fueran fiables. A efectos prácticos, si los datos no se han obtenido en un momento singular, consideraremos dichos datos como representativos de los inventarios medios. d. El proveedor (Figura 12-6): Dibujaremos una flecha de envío desde el proveedor hacia el inventario de materia prima. Añadiremos el símbolo corres- Tiempo de Ciclo (TC) es el tiempo que transcurre entre la obtención de 2 piezas consecutivas a la salida de un proceso. 2 En el caso de que el proceso fuera realizado por una máquina manejada por un operario, el Tiempo de Ciclo (TC) coincidiría con el Tiempo Base. TB (Tiempo Base) = TMS (Tiempo Manual Serie) + TA (Tiempo máquina en Automático). 1 232 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua pondiente al medio transporte y, junto a él, anotaremos la frecuencia de los envíos. e. El flujo de información (Figura 12-7): Representaremos mediante los símbolos apropiados los flujos de información manual y electrónica entre: — El cliente y el control de producción de la fábrica (previsiones, pedidos en firme, ventana de tiempo entre el pedido y el envío, etc.). — Control de producción y expediciones. — Control de producción y los procesos de la fábrica. — Control de producción y el proveedor. f. La escala de tiempo (Figura 12-8): Debajo de las tablas de datos de los procesos dibujaremos la escala de tiempo. En la parte inferior de la escala (coincidente con los símbolos de los procesos) anotaremos el tiempo de ciclo de cada proceso; en la parte superior de la escala (coincidente con los símbolos de los inventarios) escribiremos los valores resultantes de convertir, mediante la ley de Little, los inventarios entre procesos a lead time. Por ejemplo, el inventario de P1+P2+P3+P4 entre el Torno CN y el Centro CN es igual a 1.500 unidades: ݁݉݅ݐ݀ܽ݁ܮൌ ݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫ ͳǤͷͲͲݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑ ൌ ൌ ͵ǡͷ݀íܽݏ ܲ݅ܿܿݑ݀ݎó݊ ͶͲͲݏ݁݀ܽ݀݅݊ݑȀ݀íܽ En el caso de los procesos que cuentan con varios operarios, anotaremos en la escala de tiempo el valor resultante de multiplicar el número de operarios por el tiempo de ciclo. Por ejemplo, en el caso del proceso «Pintura», que tiene 2 operarios y un tiempo de ciclo de 10 s, anotaremos en la escala de tiempo 2 x 10 s = 20 s. Finalmente, a la derecha de la escala de tiempo, registraremos el sumatorio de los tiempos de ciclo de los operarios (∑TCO) y el sumatorio de los lead time. En la Figura 12-9 se representa el VSM completo de la situación actual de la familia de productos P1, P2, P3 y P4. La escala de tiempo 233 Lean manufacturing del mapa muestra que el sumatorio de los tiempos de ciclo de los operarios empleado para fabricar una unidad de un producto es ∑TCO = 233 s. Asimismo, la escala de tiempo indica que una unidad de producto emplea un promedio de 33,9 días (lead time) en atravesar la corriente de valor. No todo el ∑TCO añade valor (VA). El ∑TCO comprende actividades VA (modificar geometría y/o propiedades del producto), NVAN (cargar, accionar el pulsador de marcha, descargar, inspeccionar…) y NVAI (esperar…). Del mismo modo, recordemos que no todo el VA es aportado por el trabajo manual. Dependiendo de las características y del nivel de automatización de un proceso, el VA es producido por la persona o por la máquina. Figura 12-3. VSM de la situación actual: ajuste del mapa al papel 234 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua Figura 12-4. VSM de la situación actual: el cliente Figura 12-5. VSM de la situación actual: los procesos 235 Lean manufacturing Figura 12-6. VSM de la situación actual: el proveedor Figura 12-7. VSM de la situación actual: el flujo de información 236 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua Figura 12-8. VSM de la situación actual: la escala de tiempo VSM de la situación actual con las ideas de mejora El VSM de la situación actual hace patente la brecha de tiempo existente entre el sumatorio de los tiempos de ciclo de los operarios (segundos o minutos) y el lead time (días o meses). El objetivo principal de la metodología VSM es la reducción del inventario/lead time y sus despilfarros asociados, sin olvidar los despilfarros ocultos dentro del ∑TCO. En este paso de la metodología VSM analizaremos el mapa de la situación actual y plantearemos mejoras inspirándonos en las herramientas y metodologías del lean manufacturing expuestas en los capítulos anteriores. A modo de resumen, las ideas de mejora para reducir el inventario/lead time estarán basadas principalmente en: x Crear flujo continuo mediante células en U. x Cinco S para conseguir la estabilidad necesaria. x Reducir el EPEC: — Mejorar el uptime (reducir las pérdidas por averías). — Reducir los tiempos de cambio. 237 Lean manufacturing — Reducir las pérdidas de calidad. — Reducir los tiempos de ciclo. x Conectar procesos mediante sistemas pull: — FIFO lane. — Supermercados y kanban. x Programar la producción en un solo punto, el pacemaker. x Nivelar la producción en el pacemaker: — Nivelar el volumen. — Nivelar la proporción. — Mezclar. De la misma forma, las ideas de mejora para reducir el ∑TCO se apoyarán en: x Analizar los procesos manuales, eliminar las actividades innecesarias del operario (NVAI), reducir las actividades que no aportan valor pero son necesarias (NVAN) y estandarizar. x Crear flujo continuo entre las máquinas semiautomáticas disponibles para eliminar las esperas de los operarios ocultas en el ∑TCO. x Automatizar los procesos hasta el nivel apropiado en cada caso (jidoka) y crear flujo continuo con otros procesos para aprovechar la autonomía del operario. Las mejoras planteadas se incorporarán, mediante su símbolo correspondiente, al mapa de la situación actual (Figura 12-10). VSM de la situación futura A partir del mapa de la situación actual y las ideas de mejora crearemos el mapa de la situación futura (Figura 12-11). A continuación se exponen unas consideraciones a tener en cuenta sobre el inventario, el lead time, la tabla de datos y la escala de tiempo en el mapa de situación futura: 238 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua x Si hemos conectado 2 procesos mediante un sistema pull de supermercado y kanban, estimaremos el inventario medio del supermercado mediante la fórmula: ݅݀݁݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫൌ ൬ ݅݁ݐܮ ܥܧܲܧൈ ݀݅ ݀݅ ൈ ܵܵ൰ ൌ ൬ ݀݅ ൈ ܵܵ൰ ʹ ʹ ݅݀݁݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫൌ ܥܧܲܧൈ ݀ ݀ ൈ ܵܵ ʹ — di = demanda de los productos individuales (unidades/día). — d = demanda (producción) de la familia completa (unidades/día). — El EPEC y el stock de seguridad SS expresados en días. x El lead time correspondiente al supermercado (según Little): ݅݀݁݉݁݉݅ݐ݀ܽ݁ܮൌ ܥܧܲܧ ݅݀݁݉݅ݎܽݐ݊݁ݒ݊ܫ ൌ ܵܵ ܲ݅ܿܿݑ݀ݎó݊ ʹ x Si hemos creado flujo continuo mediante la formación de una célula en U a partir de varios procesos de la situación actual, en la tabla de datos de la célula en U anotaremos: — Takt time. — Tiempo de ciclo planificado (TCP). — Contenido total de trabajo (CTT). — EPEC. x En la escala de tiempo correspondiente a la célula en U escribiremos el resultado de multiplicar el número de operarios de la célula por el tiempo de ciclo planificado (TCP). Este número será ≥ CTT.3 La diferencia se debe al redondeo al alza en el número de operarios necesarios. En el ejemplo de la (Figura 12-11): ܰºܱ ݒ݈݁݁ݎݎݏ݅ݎܽݎ݁ൌ Ͳͳ ܶܶܥݏ ൌ ൌ ͳǡͺ ൎ ʹݏ݅ݎܽݎ݁ ܶܲܥ Ͳݏ CTT = ∑ (TMS + TMP) + ∑Andar. En el ejemplo, CTT = (10+4) + (22+0) + + (18+5) + (40+0) + 4 x 2 = 107 s. 3 239 Lean manufacturing Si comparamos los resultados de la escala de tiempo de los mapas de la situación actual (Figura 12-9) y la situación futura (Figura 12-11) del ejemplo tenemos: x Lead time 33,9 días → 12,6 días (- 62 %) La reducción del lead time en la situación futura es la consecuencia de la reducción del inventario obtenida con célula en U y la conexión de procesos mediante supermercados y FIFO lane. x ∑TCO 233 s → 170 s (- 27 %) En este ejemplo, la reducción del ∑TCO en la situación futura se debe exclusivamente a que tres de los cuatro procesos (taladro, torno CN y centro CN) integrados en la célula en U son procesos semiautomáticos. La creación de flujo permite eliminar las esperas que suelen producirse cuando un operario trabaja con una sola máquina semiautomática (véase Figura 6-2). Si los procesos que forman célula fueran 100 % manuales, la creación de flujo continuo no reduciría el ∑TCO. La mejora del ∑TCO en la situación futura (- 27 %) representa una reducción tangible en los recursos de MOD necesarios para fabricar la familia de productos. La reducción tangible del inventario/lead time en la situación futura (- 62 %) lleva aparejada la reducción de considerables efectos secundarios (más despilfarros) intangibles, difíciles de valorar pero reales. Identificar los bucles pull en el mapa de la situación futura Completaremos el mapa de situación futura añadiendo las ideas de mejora e identificando los bucles pull (Figura 12-12). Este documento guiará los pasos de la mejora continua para implantar el lean manufacturing en la corriente de valor (Figura 12-13). 240 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua Figura 12-9. VSM de la situación actual completo 241 Lean manufacturing Figura 12-10. VSM de la situación actual con las ideas de mejora 242 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua Figura 12-11. VSM de la situación futura 243 Lean manufacturing Figura 12-12. VSM de la situación futura, bucles pull e ideas de mejora 244 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua Figura 12-13. Mejora continua hacia la situación futura Plan de mejora de la corriente de valor A continuación, confeccionaremos un plan de mejora de la corriente de valor para pasar del VSM de la situación actual al VSM de la situación futura, cuyos hitos serán las ideas de mejora convenientemente ordenadas. Empezaremos por las mejoras del bucle pull del pacemaker y continuaremos con las mejoras de los bucles pull «aguas arriba». Cada idea de mejora será objeto de un ciclo PDCA de mejora continua. El nivel y la complejidad de los diferentes ciclos de mejora determinarán la composición de los «equipos de mejora» encargados de llevarlos a cabo. A medida que avancemos con la implantación de las ideas de mejora podrán surgir nuevos inputs, oportunidades y nuevas ideas que deberemos tener en cuenta para actualizar el mapa de la situación futura y el plan de mejora de la corriente de valor. El VSM es una metodología de alto nivel que debe ser aplicada sobre cada una de las familias de productos/corrientes de valor, muy útil para construir la visión industrial hacia la que debe encaminarse la fábrica. Es la metodología apropiada para definir el camino y los hitos para la implantación del lean manufacturing en la fábrica. Es 245 Lean manufacturing una opción mucho más lógica y coherente que la de elegir una herramienta o técnica concreta del lean manufacturing y comenzar a implantarla a lo largo y ancho de toda la fábrica. CICLO PDCA DE MEJORA CONTINUA Cada hito/idea de mejora pretende un nuevo nivel de eficiencia, un nuevo estándar, e implica nuevos métodos. Un «equipo de mejora», específico para cada caso, aplicará el conocido ciclo PDCA (Plan-Do-Check-Act)4 a cada hito del plan. El ciclo PDCA consta de las siguientes fases: x Planificar (Plan): — Comprender el estado actual del proceso. En función de la naturaleza de la mejora podemos utilizar, entre otras, las siguientes herramientas: ▪ Cálculo del OEE y desglose de las pérdidas en un equipo/máquina (Figura 5-3). ▪ Tabla de observación de tiempos (Figura 6-4). ▪ Hoja de trabajo estándar (Figura 6-6). ▪ Diagrama de trabajo estándar (Figura 6-7). ▪ Tabla de capacidad del proceso (Figura 7-12). ▪ Gráfico de equilibrado de operarios (Figura 7-17). ▪ Formato SMED para analizar el cambio de referencia (Figura 8-11). ▪ Etc. — Definir el objetivo de la mejora (el nuevo estándar). — Identificar los factores que pueden contribuir a la mejora. — Determinar las acciones necesarias para alcanzar la mejora. — Evaluar las acciones según su dificultad, coste de implantación y su impacto en seguridad, calidad, servicio y productividad. El ciclo de mejora PDCA fue desarrollado por Walter A. Shewhart y divulgado por W. Edwards Deming. 4 246 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua — Elaborar un plan para llevar a cabo las acciones (qué, quién y cuándo). x Ejecutar el plan (Do). x Evaluar los resultados (Check). x Actuar en función de los resultados (Act). — Actualizar la documentación y estandarizar el nuevo método. — Si no se ha obtenido el resultado esperado, se repetirá el ciclo de mejora: analizar de nuevo la situación actual… A3 report El A3 report es una herramienta original de Toyota. Consiste en plasmar físicamente un ciclo de mejora PDCA en una hoja de papel DIN A3 (420 mm x 297 mm). El A3 report está estructurado según se muestra en la Figura 12-14. La información contenida en el A3 report ha de mantener un equilibrio entre imágenes, gráficos y texto. Los propósitos de esta herramienta no son en absoluto superficiales, como en un principio pudiera parecer: x El esfuerzo necesario para expresar una mejora y su resolución en un espacio limitado (DIN A3) facilita la comprensión del problema. x Muestra un proceso de aprendizaje; cuenta una historia. x Contribuye a la cohesión del equipo que trabaja en la mejora. x Facilita la exposición de un proyecto de mejora a terceras personas. El A3 report no se cumplimenta una vez que se ha terminado el ciclo PDCA. Es un documento vivo, que se va construyendo, rehaciendo y actualizando a lo largo de todo el tiempo que dura el ciclo de mejora. 247 Lean manufacturing Figura 12-14. A3 report Estabilizar un proceso Puede presentarse el caso de que un determinado proceso de la corriente de valor, sobre el cual queremos implantar una idea de mejora, sea inestable, es decir, al menos uno de los indicadores del rendimiento del proceso presente variación de causa especial o variación esporádica (Figura 12-15). Antes de abordar la mejora del proceso es necesario estabilizarlo. La variación esporádica es producida por una causa simple, un cambio cercano en el espacio y en el tiempo en alguno de los seis inputs (6M) del proceso (man/persona, material, máquina, método, medio y medición). Cuando un proceso presenta variación de este tipo y se improvisan medidas para recuperar el orden, sin hacer un análisis riguroso de la causa raíz, el proceso seguirá siendo inestable y las desviaciones respecto del estándar volverán a repetirse de forma impredecible. 248 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua Figura 12-15. Proceso inestable Sin embargo, para estabilizar un proceso debemos eliminar la causa raíz de la variación esporádica. La herramienta denominada «cinco porqués» es muy apropiada para ello. Los cinco porqués Los cinco porqués es una herramienta de resolución de problemas desarrollada por Taiichi Ohno (Ohno 1988, 17). Es una herramienta imprescindible, sencilla y potente. La finalidad de los cinco porqués es llegar a la causa raíz del problema, oculta tras los síntomas, y eliminarla. Los pasos para aplicar los cinco porqués son los siguientes: x Ir al lugar donde se ha producido el problema y observar los hechos por uno mismo (genchi genbutsu). x Recoger, fotografiar y guardar las pruebas físicas del problema (piezas defectuosas, componentes rotos o desgastados, etc.). x Preguntarse cinco veces ¿por qué?, cerrando el problema, construyendo una cadena de causas y efectos basada en hechos, y no en suposiciones, hasta llegar a la causa raíz. El número de porqués, cinco, es simplemente una referencia. Serán los necesarios hasta llegar a la causa raíz o hasta una causa a la que podamos aplicar contramedidas que actúen como «cortafuegos». x Definir contramedidas. 249 Lean manufacturing x Implantar las contramedidas. x Evaluar el resultado. x Estandarizar la solución. La dificultad de los cinco porqués estriba en la construcción de la cadena de causas y efectos, basada en hechos. Si no se tiene rigor y práctica, es fácil caer sin darse cuenta en la suposición. Esta herramienta es muy apropiada para la resolución de problemas esporádicos/agudos originados por una causa simple. Para resolver problemas crónicos —desviaciones estables entre el estado actual y el estándar actual (Figura 5-4) originadas por múltiples causas— aplicaremos el ciclo PDCA5 anteriormente descrito. GESTIÓN DE LA CORRIENTE DE VALOR La transformación de la corriente de valor de una familia de productos de la situación actual a la situación representada en el VSM futuro puede aconsejar la incorporación de una nueva responsabilidad en la organización productiva de la planta: el VSM manager. El VSM manager es responsable de la gestión de la corriente de valor de una familia de productos. No es imprescindible que los procesos de la corriente de valor dependan jerárquicamente de él. En función de las características tecnológicas de los procesos, estos pueden pertenecer a diferentes departamentos funcionales (forja, mecanizado, recubrimientos electrolíticos, pintura, montaje...). En estos casos, si la dirección de la planta considerara conveniente la adopción de la figura del VSM manager y quisiera compatibilizar ésta con la conservación de los departamentos funcionales, tendría que adoptar una organización matricial. Si aplicamos el ciclo PDCA a la resolución de un problema crónico, en lugar de identificar los factores que pueden contribuir a la mejora, identificaremos las causas que pueden (hipótesis) producir el problema. Para ello utilizaremos, entre otras, las siguientes herramientas: diagrama de Pareto, diagrama de Ishikawa, diagrama de dispersión, gráfico de tendencia estratificado y el gráfico de frecuencias estratificado. 5 250 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua En cualquier caso, ya sea con un VSM manager propietario de la corriente de valor o bien formando parte de una organización matricial, la corriente de valor ha de ser gestionada correctamente. Para ello es necesario disponer en la planta, en un lugar apropiado junto a la corriente de valor, de un tablero de gestión con los siguientes contenidos: x Mapas de la situación actual y futura de la corriente de valor. x Planes de los ciclos de mejora PDCA. x Indicadores del rendimiento de la corriente de valor. Por ejemplo: — Seguridad y Moral: ▪ ▪ ▪ ▪ Índice de gravedad de los accidentes. Índice de frecuencia de los accidentes. Absentismo. Número de propuestas de mejora. — Calidad: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Ppm6 internos. Número de reclamaciones del cliente. Ppm externos. Coste de las selecciones internas (controlled shipping level 1). Coste de las selecciones en el cliente (controlled shipping level 2). — Servicio: ▪ Pedidos entregados a tiempo (%). ▪ Número de transportes urgentes. ▪ Coste de los transportes urgentes. — Productividad: ▪ Uptime (%). ▪ Número de piezas/persona-hora. ▪ Eficiencia de la mano de obra directa (MOD).7 6 Ppm es el acrónimo de «partes (defectuosas) por millón». 251 Lean manufacturing ▪ Reducción de inventario. ▪ Reducción de espacio. Equipos de trabajo y líderes de equipo Además de la figura del VSM Manager, es recomendable adoptar una organización productiva de la corriente de valor coherente con los principios del lean manufacturing. Como referencia, a continuación exponemos la estructura productiva generalmente utilizada por Toyota en todas sus plantas, cuyo núcleo es el binomio «equipo de trabajo» y «líder del equipo» (team leader). Cada operario forma parte de un equipo de trabajo de 4 a 8 personas. Las tareas de un miembro del equipo son las siguientes: Seguir las indicaciones de la hoja de trabajo estándar. Realizar los cambios de referencia. Efectuar las tareas de las gamas de mantenimiento autónomo. Mantener el área de trabajo de acuerdo a los estándares de las cinco S. x Proponer mejoras y participar en su puesta en práctica. x x x x El líder de equipo es una figura clave en la organización productiva de Toyota. Está permanentemente junto a su equipo y, aunque solo realiza tareas cíclicas de producción cuando suple las ausencias de un miembro del equipo, es considerado mano de obra directa. Para Toyota, el líder de equipo es fundamental para el cumplimiento de la hoja de trabajo estándar. Las responsabilidades del líder de equipo son las siguientes: x x x x Lograr los objetivos/estándares de producción. Cerciorarse de que se cumple la hoja de trabajo estándar. Suplir las ausencias de los miembros del equipo. Colaborar en los cambios de referencia. ܦܱܯ݂ܽ݅ܿ݊݁݅ܿ݅ܧൌ σ ݅ܶܶܥൈ ݊ ݅͑ ݏܽݖ݁݅OK Τ σ ݄ܦܱܯܽ݅ܿ݊݁ݏ݁ݎݏܽݎ ݅ܶܶܥrepresenta el contenido total de trabajo de las diferentes referencias de la familia de productos de la corriente de valor. 7 252 12. Value Stream Mapping (VSM) y mejora continua x x x x x x Verificar que se realizan las tareas de mantenimiento autónomo. Comprobar que se cumplen los estándares de las cinco S. Acudir a las llamadas del andon. Anticiparse a los fallos en el suministro de materiales. Formar a los miembros del equipo. Proponer mejoras y participar en los proyectos de mejora continua. El equipo de trabajo y el líder de equipo forman parte de la primera línea de defensa contra la variación, causa raíz de la degradación de los sistemas de fabricación. Figura 12-16. Equipos de trabajo En Toyota, por cada 3, 4 ó 5 equipos hay un líder de grupo (Figura 1216). Esta función es considerada mano de obra indirecta (MOI). La plantilla de una corriente de valor puede estar formada por varios grupos. En Toyota, el equipo de trabajo, el líder de equipo y el líder de grupo desempeñan una posición fundamental en la mejora continua, sin la cual sería imposible construir y mantener en pie durante mucho tiempo la casa del lean manufacturing. Para que los equipos de trabajo cooperen en la mejora continua es imprescindible la confianza mutua entre la dirección y los trabajadores. En palabras de Eiji Toyoda: «La confianza es clave». Ésta se consigue con respeto y liderazgo. 253 Autor Francisco Madariaga Neto es ingeniero industrial por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Bilbao. Ha cursado los estudios de posgrado en Dirección de Empresas (INSIDE) y el Máster en Gestión Avanzada (MEGA) en la Universidad Comercial de Deusto. Tiene una amplia experiencia profesional en la industria en diferentes funciones y responsabilidades: calidad, logística, ingeniería de procesos, dirección de la producción, dirección industrial y gerencia. Ha trabajado en diferentes sectores: automoción, aeronáutica, armas y artes gráficas, tanto en empresas locales como multinacionales (ITPIndustria de Turbo Propulsores, ZF Lemförder, CIE Automotive…). Ha visitado numerosas plantas industriales world class en Japón, USA, Brasil y Europa, y tiene experiencia en una amplia gama de procesos industriales (mecanizado, inyección de aluminio, montaje, forja, estampación, soldadura, sinterizado, visión artificial, láser…) aplicados a series cortas, medias y largas. Francisco Madariaga posee experiencia en mejorar la productividad de las fábricas mediante la implantación con éxito del Lean Manufacturing y el TPM para eliminar los despilfarros y pérdidas de los procesos industriales. 255 Bibliografía BAUDIN, Michel. 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Cambridge, MA, USA: Lean Enterprise Institute, 2011. 260 Índice temático A A3 report, 247 andon, 223 B broadcast, 178 C calidad (C), 47 célula chaku-chaku, 220 células de montaje en U, 122 células en U, 82 cinco porqués, los, 249 cinco S, las, 35 contenido total de trabajo (CTT), 89 CONWIP (Constant Work In Process), 190 D despilfarro, 28 despilfarros, siete, 30 deterioro acelerado, 51 deterioro natural, 51 diagrama de trabajo estándar, 66 disponibilidad (D), 47 downtime, 55 E ecuación VUT, 14 eficiencia, 27 elemento de trabajo, 62 EPEC (Every Product Every Cycle), 130 equipo de mejora, 246 equipo de proyecto, 228 equipo de trabajo, 252 espera, 62 estabilidad, 35 estándares, 59 estandarización, 59 F FIFO lane, 149 flow racks, 122 flujo continuo, 82 flujo inverso, 86 Ford Modelo T, 4 Ford, Henry, 4 G gemba, 29 genchi genbutsu, 249 grupos funcionales homogéneos, 2 H heijunka, 195 heijunka box, 206 Highland Park, 4 hoja de trabajo estándar, 65 J jidoka, 6, 213 just in sequence, 178 261 just in time, 7, 75 K kaizen, 227 kanban, 152 kanban con tarjeta única, 153 kanban de doble caja, 177 kanban de producción (KP), 153 kanban de suministro (KS), 163 kanban de transporte (KT), 158 kanban, tablero, 168 kanban, triángulo, 172 Krafcik, John, 9 L la casa del lean manufacturing, 25 la fábrica oculta, 52 lead time, 11 lean manufacturing, 8 lean production, 9 ley de Little, 12 líder de equipo, 252 Little, John D. C., 12 M mantenimiento autónomo, 53 mantenimiento productivo total (TPM), 35, 43 mejora continua, 246 mezclar, 204 MTBF (Mean Time Between Failures), 56 MTO (Make To Order), 182 MTS (Make To Stock), 183 MTTR (Mean Time To Repair), 56 muda, 28, 33 262 mura, 33 muri, 33 N nagare, 86 Nakajima, Seiichi, 43 nivelar el volumen, 197 nivelar la producción, 195 nivelar la proporción, 198 O OEE (Overall Equipment Effectiveness), 45 Ohno, Taiichi, 8 one piece flow, 84 operario de transporte, 187 P pacemaker, 181 PDCA (Plan-Do-Check-Act), 246 pérdidas crónicas, 50 pérdidas de calidad, 46 pérdidas de disponibilidad, 45 pérdidas de rendimiento, 45 pérdidas esporádicas, 50 poka-yoke, 221 producción en masa, 3 pull, 148 push, 75, 148 R rendimiento (R), 47 revolución industrial, primera, 1 revolución industrial, segunda, 3 River Rouge, 7 S seiketsu, 38 seiri, 36 seiso, 38 seiton, 37 Shingo, Shigeo, 138 shitsuke, 39 Sistema de Producción de Toyota, 8 Sloan, Alfred, 5 SMED (Single Minute Exchange of Die), 138 split, 85 supermercado, 152 T tabla de capacidad del proceso, 87 tabla de observación de tiempos, 63 tablero de nivelación, 206 tablero kanban, 168 takt time, 80 Taylor, Frederick, 3 taylorismo, 3 tiempo base (TB), 63 tiempo de ciclo (TC), 63 tiempo de ciclo planificado (TCP), 80 tiempo manual paralelo (TMP), 62 tiempo manual serie (TMS), 62 tiempo máquina en automático (TA), 62 Toyoda, Eiji, 7 Toyoda, Kiichiro, 6 Toyoda, Sakichi, 6 TPM (Mantenimiento Productivo Total), 43 TPS (Sistema de Producción de Toyota), 8 trabajo manual, 31 U uptime, 56 utilización (u), 16 utilización, factor amplificador (U), 16 V valor añadido, 28 variación esporádica, 248 variación, coeficiente de, 14 variación, factor amplificador (V), 16 VSM de la situación actual, 231 VSM de la situación futura, 238 VSM manager, 250 VSM (Value Stream Mapping), 227 W water spider, 188 Watt, James, 2 Whitney, Eli, 2 Womack, Jones y Roos, 9 263
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