La guía completa de la fabricación ajustada

Definición de la fabricación ajustada

La fabricación ajustada es un marco sistemático para eliminar los residuos de un sistema de fabricación, o flujo de valor, sin sacrificar la productividad. La cadena de valor comprende todos los flujos de actividad e información que existen entre el proveedor de materias primas y la posesión del cliente. Lean consiste en capacitar a las personas de todos los niveles de una organización para que identifiquen y eliminen los residuos con el fin de aumentar continuamente el valor entregado a los clientes.

Una mentalidad y una cultura lean añaden valor y reducen las actividades que lo disminuyen. En pocas palabras, la fabricación ajustada pretende crear más valor para los clientes al tiempo que reduce los residuos.

Los 8 despilfarros de Lean

En lean, el "valor" se define como cualquier acción o proceso por el que un cliente estaría dispuesto a pagar. Mientras tanto, "desperdicio" se define como cualquier cosa que no añade valor a un producto, o coste sin beneficio. Los profesionales del esbelto suelen estar de acuerdo en 7 desperdicios, que se derivan de la mentalidad "justo a tiempo" para reducir costes y aumentar el valor:

- Sobreproducción: producir más, antes o más rápido de lo que requiere el siguiente proceso o el cliente.
- Espera: operarios parados mientras las máquinas se ponen en ciclo, el equipo falla, las piezas se retrasan, etc.
- Transporte (o acarreo): movimiento de piezas y productos más allá del mínimo necesario.
- Procesamiento excesivo: procesamiento innecesario o incorrecto.
- Inventario: mantenimiento de más existencias de las necesarias del mínimo de materias primas, piezas, trabajo en curso (WIP) y productos acabados.
- Movimiento: movimientos realizados por los operarios o las máquinas más allá de lo necesario.
- Defectos: tiempo y esfuerzo dedicados a corregir e inspeccionar el retrabajo y la chatarra.

Algunos profesionales lean incluyen un 8º tipo de desperdicio: el talento no utilizado. Mientras que los 7 primeros desperdicios están directamente relacionados con los procesos de fabricación, el desperdicio del talento no utilizado es específico de la gestión de la fabricación. Recuerde que el lean se centra en los humanos; sin humanos, no hay cultura lean.

El ciclo de fabricación ajustada

El Lean Enterprise Institute establece un ciclo de 5 pasos para implantar el lean:

1. Especifique el valor desde el punto de vista del cliente final por familia de productos.
2. Identifique todos los pasos de la cadena de valor para cada familia de productos, eliminando siempre que sea posible aquellos pasos que no creen valor.
3. Haga que los pasos de creación de valor se produzcan en una secuencia ajustada para que el producto fluya sin problemas hacia el cliente.
4. A medida que se introduce el flujo, deje que los clientes extraigan valor de la siguiente actividad ascendente.
5. A medida que se especifica el valor, se identifican los flujos de valor, se eliminan los pasos desperdiciados y se introducen el flujo y el tirón, comience de nuevo el proceso y continúelo hasta alcanzar un estado de perfección en el que se cree un valor perfecto sin desperdicio alguno.

Pensar con filosofía Lean

Para lograr este objetivo, las organizaciones aplican el pensamiento ajustado tanto en sus filosofías de gestión como de producción. Según el Lean Enterprise Institute, "el pensamiento ajustado cambia el enfoque de la gestión de la optimización de tecnologías, activos y departamentos verticales separados a la optimización del flujo de productos y servicios a través de flujos de valor completos que fluyen horizontalmente a través de tecnologías, activos y departamentos hasta los clientes."

La fabricación ajust ada es un esfuerzo en continua evolución que requiere la comprensión y la participación de todos los niveles de una organización. Tan importante para lograr una operación ajustada como la implementación técnica es el pensamiento ajustado. Existen diversas estrategias para reducir los residuos en un proceso de producción, pero también es importante comprender e interiorizar las filosofías subyacentes para mantener una operación ajustada y seguir esforzándose por conseguir una operación perfecta, sin residuos.

Primeros conceptos Lean

Los principios básicos de la fabricación ajustada se remontan a una época tan temprana como Benjamin Franklin, que documentó ejemplos de reducción de residuos en sus experimentos a mediados del siglo XVIII. Prefiguró el principio lean de evitar costes en el famoso adagio conocido actualmente como "un penique ahorrado es un penique ganado" en el Almanaque del pobre Ricardo: "Un penique ahorrado son dos peniques ganados. Un alfiler al día es un groat al año. Ahorre y tendrá".

Franklin también advirtió contra llevar un inventario innecesario, escribiendo en El camino hacia la riqueza: "Los llamáis bienes; pero, si no tenéis cuidado, resultarán males para algunos de vosotros. Esperáis que se vendan baratos, y, tal vez, puedan [comprarse] por menos de lo que cuestan; pero, si no tenéis ocasión de ellos, os resultarán caros."

En 1911, Frederick Winslow Taylor introdujo lo que se conocería como estandarización e implantación de las mejores prácticas. Taylor escribió en Los principios de la gestión científica:

"Y siempre que un obrero proponga una mejora, debe ser política de la dirección hacer un análisis cuidadoso del nuevo método y, si es necesario, realizar una serie de experimentos para determinar con exactitud el mérito relativo de la nueva sugerencia y del antiguo estándar. Y siempre que se descubra que el nuevo método es notablemente superior al antiguo, debe adoptarse como norma para todo el establecimiento."

Poco después, Henry Ford desarrolló con gran éxito su sistema de fabricación por montaje en serie, que reconocía y evitaba el despilfarro de material y movimiento.

En su autobiografía Mi vida y mi obra, Ford resumió la fabricación ajustada en una frase: "No introduciremos en nuestro establecimiento nada que sea inútil".

Formación en la industria

En 1940, el Departamento de Guerra de Estados Unidos creó Training Within Industry, un servicio diseñado para proporcionar formación laboral en industrias relacionadas con la guerra que se veían afectadas por la escasez de personal cualificado debido al reclutamiento militar. La Formación en la Industria constaba de cuatro programas básicos:

- Job Instruction (JI), que enseña un método para instruir a un operario sobre cómo realizar un proceso de forma correcta, segura y concienzuda
- Job Relations (JR), que enseña los fundamentos para construir relaciones positivas entre los empleados, aumentar la cooperación y la motivación y resolver conflictos de forma eficaz
- Job Methods (JM), que enseña a los empleados a evaluar su trabajo y sugerir mejoras
- Program Development (PD), que enseña a los encargados de la formación a ayudar a los supervisores de línea en la resolución de problemas.

A finales de la Segunda Guerra Mundial, en 1945, más de 1,6 millones de trabajadores de más de 16.500 plantas habían recibido un certificado de Formación en la Industria.

Sistema de producción Toyota

Muy influido por la Formación en la Industria, que se extendió a Japón tras el final de la Segunda Guerra Mundial, el Sistema de Producción Toyota (SP T) fue desarrollado en Japón entre 1948 y 1975 por Taiichi Ohno y Eiji Toyoda, ingenieros industriales de Toyota. El Sistema de Producción Toyota ha sido ampliamente elogiado como el sistema que hizo que Toyota tuviera el éxito que tiene hoy.

El TPS se basa en dos pilares conceptuales principales: justo a tiempo -el principio de producir sólo lo que se necesita, sólo cuando se necesita y sólo en la cantidad que se necesita- y jidoka, el concepto de "automatización con un toque humano". El objetivo principal del TPS es eliminar el despilfarro ("muda") diseñando la sobrecarga ("muri") y la incoherencia ("mura").

TPS se basa en 6 principios, conocidos como The Toyota Way:

- Mejora continua
- Respeto por las personas
- Filosofía a largo plazo
- El proceso correcto producirá los resultados correctos
- Añada valor a la organización desarrollando a su gente y a sus socios
- Resolver continuamente los problemas de raíz impulsa el aprendizaje organizativo

Evolución de Lean

Aunque la fabricación ajustada se ha visto influida y ha evolucionado a lo largo de las décadas, se basa en gran medida en el Sistema de Producción Toyota (SPT). El término "lean" fue acuñado por primera vez por John Krafcik en 1988 en su artículo "El triunfo del sistema de producción ajustada", basado en su experiencia como ingeniero de calidad en la empresa Toyota-GM NUMMI de California. El TPS pronto se hizo ampliamente conocido debido a la publicación del libro de James P. Womack, Arthur Roos y Daniel Jones, basado en la investigación de Krafcik, titulado La máquina que cambió el mundo.

Los siguientes principios subyacen a las técnicas de implantación ajustada:

Producción justo a tiempo

Justo a tiempo (JIT) se refiere a un sistema de producción que fabrica y entrega lo que se necesita, justo cuando se necesita y justo en la cantidad necesaria. La producción justo a tiempo se compone de tres elementos: la cadencia, el flujo continuo y el sistema pull.

El tiempo takt se refiere a la frecuencia con la que debe producirse una pieza o un producto para satisfacer los requisitos del cliente en función de la tasa de ventas. El tiempo takt se calcula dividiendo el tiempo de trabajo disponible por turno entre la tasa de demanda del cliente por turno. Producir según el tiempo takt significa que un sistema de fabricación es capaz de responder rápidamente a los problemas, eliminar las causas del tiempo de inactividad no planificado y reducir el tiempo de cambio.

El flujo continuo significa producir y mover un artículo cada vez (o un lote pequeño y consistente) para ajustarse al takt time. Cada artículo pasa inmediatamente de un paso del proceso al siguiente, sin pérdida de tiempo (ni ningún otro desperdicio) entre medias.

El flujo continuo se desarrolló a través del Sistema Ford e incluye conceptos como el uso de piezas intercambiables de forma constante para que los tiempos de ciclo puedan ser consistentes; la propia línea de montaje; la disposición de las máquinas para que las piezas puedan fluir sin problemas entre las tareas; y la garantía de que el ritmo de fabricación de piezas coincida con el ritmo de consumo de piezas en el montaje final.

El sistema pull se refiere a la organización de todos los procesos de la secuencia de producción en un flujo único y fluido basado en la tasa de ventas. Básicamente, la demanda de ventas impulsa la producción, porque "tira" de los artículos del proceso de fabricación

Jidoka

Jidoka se traduce como "automatización con toque humano" o "autonomía". Se refiere a proporcionar a las máquinas y a los operarios la capacidad de detectar cuándo se ha producido una situación anormal y detener inmediatamente el trabajo para instituir contramedidas. Adoptar la Jidoka permite que el trabajo sea más eficaz porque los operarios quedan liberados para hacer el trabajo que crea valor en lugar de vigilar las máquinas para evitar defectos.

El concepto de jidoka se desarrolló cuando Sakicho Toyoda, fundador del Grupo Toyota, inventó un telar automático que se detenía automáticamente cuando se rompía un hilo, expulsaba rápidamente las lanzaderas casi vacías e introducía una nueva en el momento justo. Este invento permitió a los operarios realizar más trabajo de creación de valor en lugar de supervisar los telares. El concepto de diseñar maquinaria que se detuviera automáticamente cuando surgieran problemas y llamara la atención sobre ellos acabó convirtiéndose en una parte crucial de todos los procesos de Toyota.

Heijunka (producción de nivel)

Heijunka se refiere a la nivelación del tipo y la cantidad de producción durante un periodo de tiempo fijo. Esto permite que la producción satisfaga eficientemente las demandas de los clientes al tiempo que evita la dosificación. La heijunka también minimiza los inventarios, los costes de capital, la mano de obra y el plazo de producción en todo el flujo de valor.

Un ejemplo de heijunka es alternar entre la producción de pequeños lotes del producto A y del producto B en lugar de producir todo el producto A por la mañana y todo el producto B por la tarde.

Trabajo normalizado

El trabajo estandarizado es el principio de establecer procedimientos precisos para fabricar productos correctos de la forma más segura, fácil y eficaz basándose en las tecnologías actuales. El trabajo estandarizado requiere tres elementos: cadencia, secuencia de trabajo e inventario estándar (o existencias en proceso).

El trabajo estandarizado aporta ventajas como la documentación de los procesos actuales para todos los turnos, la reducción de la variabilidad, una formación más sencilla para los nuevos operarios y la reducción de lesiones y tensiones. Disponer de trabajo estandarizado para los procedimientos también proporciona una base para la mejora continua, ya que la mejora sólo puede medirse realmente a partir de procesos coherentes.

Kaizen

Kaizen, que se traduce como "cambiar algo para mejor", es el concepto de mejora continua. Con el kaizen, los fabricantes mejoran continuamente los procesos estandarizados, los equipos y otros procedimientos de producción diarios. Trataremos el kaizen en profundidad en el siguiente capítulo de esta guía.

El concepto de mejora continua es fundamental en la fabricación ajustada. Es uno de los principios fundacionales del TPS.

La mejora continua también se conoce como "kaizen", que se traduce como "cambiar algo para mejor" en japonés. Los fabricantes lean utilizan el kaizen para ayudar a eliminar los residuos. Con el kaizen, los fabricantes mejoran continuamente los procesos estandarizados, los equipos y otros procedimientos de producción diarios. El kaizen es un ejemplo famoso en TPS, donde se exige a los empleados que detengan la línea si surge una anomalía y, junto con sus supervisores, sugieran una mejora.

El kaizen se guía por varios principios, el principal de los cuales es que los buenos procesos crean buenos resultados:

Las mejoras se basan en pequeños cambios

En lugar de esperar a implantar un cambio importante para empezar a mejorar, el cambio debe abordarse en pequeños pasos graduales. Esto aumenta la velocidad de la mejora y reduce las presiones de implantar un cambio importante. Además, los pequeños cambios suelen ser menos costosos y, por tanto, menos arriesgados.

Para ello, una clave para realizar mejoras incrementales es identificar y resolver las causas profundas de los problemas. Esto permite a los empleados detectar y contener los pequeños problemas antes de que se conviertan en mayores y más costosos de eliminar, y evita que vuelvan a producirse los mismos problemas.

Las mejoras deben ser mensurables, estandarizadas y repetibles

En kaizen, es importante "hablar con datos y gestionar con hechos". Para evaluar las mejoras de forma objetiva, los procedimientos existentes deben estar estandarizados y documentados. Medir el rendimiento con respecto a los puntos de referencia existentes le permite demostrar la rentabilidad de sus esfuerzos kaizen y mantener a la empresa alineada en torno a la mejora. También le permite identificar las áreas en las que sus esfuerzos están funcionando -o no- para que pueda tomar decisiones estratégicas sobre futuras mejoras.

Capacitar a los empleados

El kaizen hace hincapié en el valor de los empleados a todos los niveles de una organización. Los empleados que están más cerca del problema son los mejor preparados para resolverlos. Además, implicar a los miembros del equipo para que identifiquen los problemas y sugieran mejoras en sus áreas de trabajo fomenta un sentimiento de propiedad sobre su trabajo, lo que puede mejorar la motivación general, la moral y la productividad. Formar y capacitar a los empleados para que crezcan debería formar parte de la mejora continua de su empresa.

Ciclo de mejora continua y otras implantaciones

Según John Shook, presidente y director general del Lean Enterprise Institute, el ciclo de mejora continua consta de tres pasos: ver el lugar de trabajo, identificar los problemas y aplicar las soluciones.

A continuación se enumeran algunas de las técnicas más comunes utilizadas en la fabricación ajustada:

Mapeo del flujo de valor

El mapeo de la cadena de valor se refiere al proceso de identificar y trazar los flujos de información, procesos y bienes físicos a lo largo de toda la cadena de suministro, desde el proveedor de materias primas hasta la posesión del cliente. Herramienta básica de planificación para identificar desperdicios, diseñar soluciones y comunicar conceptos lean.

Poka-Yoke

Poka-yoke se refiere a "a prueba de errores" o "a prueba de fallos" en un proceso. El objetivo del poka-yoke es evitar que los defectos del producto lleguen a los clientes detectando, corrigiendo y eliminando los errores en su origen. Al integrar el poka-yoke en línea, los errores se evitan o se detectan poco después de que se produzcan. Esto evita que los productos defectuosos lleguen al final del proceso. Como resultado, se obtiene naturalmente una mayor calidad de la producción.

5S

Las 5S son un marco sistemático para la organización del espacio de trabajo basado en la idea de que un mejor entorno de trabajo se traduce en mejores operaciones, lo que a su vez conduce a mejores productos. Las 5S proporcionan cinco pasos clave para mantener un espacio de trabajo eficiente con el fin de mejorar la calidad de los productos: clasificar, poner en orden, abrillantar, estandarizar y mantener.

Mantenimiento Predictivo Total (TPM)

El Mantenimiento Predictivo Total proporciona estrategias para crear la propiedad de los trabajadores y el mantenimiento autónomo de los equipos de producción. Las estrategias del TPM incluyen el diseño de productos que puedan fabricarse fácilmente en las máquinas existentes, el diseño de máquinas para facilitar las operaciones, los cambios y el mantenimiento, la formación de los trabajadores para manejar y mantener las máquinas, la compra de máquinas que maximicen el potencial productivo y el diseño de un plan de mantenimiento preventivo que abarque toda la vida útil de la máquina.

Gestión visual

La gestión visual consiste en hacer que la información sobre los procesos de producción y las actividades diarias fundamentales esté disponible visualmente de forma coherente, oportuna y regular. Esto facilita la determinación del estado de la producción y hace evidentes las anomalías, los desperdicios y los desechos. Algunos ejemplos de gestión visual son los tableros kamishibai y el kanban.

Los tableros Kamishibai se utilizan para auditar el kaizen en los procesos. Los modernos tableros Kamishibai son controles visuales sencillos y flexibles para realizar miniauditorías dentro de un proceso de fabricación. Cuando se utilizan correctamente, son herramientas poderosas para realizar, gestionar y auditar tareas de funciones específicas.

Kanban, que en japonés significa "tarjeta", es un dispositivo de señalización que da autorización e instrucciones para la producción o retirada de artículos en un sistema pull. El kanban visualiza el flujo de materiales e información en un sistema, más comúnmente utilizando tarjetas kanban.

Análisis de la causa raíz

El análisis de la causa raíz es un método de resolución de problemas cuyo objetivo es llegar a la raíz del problema. Las metodologías utilizadas en la fabricación ajustada incluyen el diagrama de espina de pescado (también conocido como diagrama de Ishikawa) y los 5 porqués.

Paseo Gemba

Un paseo gemba se define como un recorrido por la planta de producción. Gemba es un término japonés que se define como "el lugar real". El "paseo gemba" tiende un puente entre la teoría y la práctica llevando a los líderes a la planta de producción para observar los procesos en el momento en que se producen. Este resultado es la definición de "paseo gemba".

Andon

Andon es un sistema que notifica a la dirección un problema de calidad o de proceso. Esto se consigue a menudo mediante una pila de luces u otra señal de vídeo o audio que alerta a la dirección de un defecto, una escasez u otros problemas.

Kitting

El kitting es el proceso de organizar los componentes y piezas necesarios para un proceso antes de entregarlos en el punto de uso con el fin de ahorrar tiempo en la línea de producción. El kitting puede ayudar a liberar espacio, reducir el inventario y aumentar la productividad, mejorando la eficacia del proceso de montaje.

Aunque las metodologías Lean han sido probadas y comprobadas durante décadas, la aparición de la Industria 4. 0 ha dado lugar a nuevas tecnologías que pueden aumentar las estrategias Lean tradicionales.

A prueba de errores y calidad en origen con sensores y dispositivos inteligentes

A medida que los sensores de IIoT , las integraciones de dispositivos y el software de fabricación se hacen más accesibles, resulta más fácil que nunca blindar contra errores los procesos de fabricación. He aquí algunos ejemplos del uso de sensores y dispositivos inteligentes para garantizar la calidad:

• Utilizar sistemas pick-to-light para iluminar el contenedor o la pieza correcta que se necesita durante un paso del proceso.
• Utilizar haces de rotura para detectar si el operario ha metido la mano en el recipiente correcto e impedir que el proceso avance al siguiente paso hasta que se obtenga la pieza correcta.
• Utilizar una balanza digital para detectar si un producto pesa lo que debe y detener el proceso si el peso no cumple los requisitos.
  
• Integre herramientas como torquímetros y calibradores para realizar operaciones según especificaciones exactas
• Exigir que los productos pasen inspecciones de visión artificial antes de permitir que avancen por la línea

Digitalización del trabajo estándar

Atrás quedaron los días en los que había que imprimir decenas de páginas de instrucciones de trabajo cada vez que se actualizaba un proceso. Existen muchas opciones de software de instrucciones de trabajo digitales que ofrecen una experiencia muy mejorada al operario. La digitalización de las instrucciones de trabajo permite a los fabricantes incorporar multimedia e integrarse con las herramientas y dispositivos de IoT para que el trabajo estándar resulte más eficaz y atractivo para los operarios. Digitalizar el trabajo estándar también tiene las ventajas de ser altamente personalizable y de permitir que los cambios se actualicen automáticamente en toda una planta, lo que garantiza que las instrucciones de trabajo estén siempre al día.

Recogida de datos

Ya hemos establecido la importancia de "hablar con datos y gestionar con hechos" en la fabricación ajustada. Después de todo, medir el rendimiento con respecto a los puntos de referencia existentes es la única forma segura de demostrar el retorno de la inversión de sus esfuerzos lean. Uno de los beneficios clave de la transformación digital de la fabricación es la capacidad de recopilar automáticamente datos de máquinas, herramientas, operarios y procesos. La integración de las herramientas y el hardware de IoT (Internet de las cosas) con el software de fabricación permite a los fabricantes obtener una visión precisa de las métricas de producción y calidad, como la tasa de producción, la tasa de defectos y desechos, así como las causas de los defectos, y los tiempos de proceso, como los tiempos de ciclo de los procesos y los pasos.