ANÁ LISIS Y MEJORA MEJ ORA DE LA L A CAPACIDA CA PACIDAD D A PARTIR PA RTIR DEL ESTUDIO DEL TRABA TRA BA JO Y EL USO DE PROMODEL COMO HERRAMIENTA DE SIMULACIÓN DISCRETA EN LA LÍNEA DE ENSAMBLE HONDA MOTOCICLETAS DE LA FÁBRICA NACIONAL DE AUTOPARTES AUTOPA RTES FANALCA FANA LCA S.A.
HOLLMAN HOLLMA N ENRIQUE ENRIQUE JURADO BARCO BA RCO CARLOS HUMBERTO TABORDA TAB ORDA SÁNCHEZ
UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL INDUSTRIAL Y ESTADÍSTICA SANTIAGO CALI 2006
ANÁ LISIS Y MEJORA MEJ ORA DE LA L A CAPACIDA CA PACIDAD D A PARTIR PA RTIR DEL ESTUDIO DEL TRABA TRA BA JO Y EL USO DE PROMODEL COMO HERRAMIENTA DE SIMULACIÓN DISCRETA EN LA LÍNEA DE ENSAMBLE HONDA MOTOCICLETAS DE LA FÁBRICA NACIONAL DE AUTOPARTES AUTOPA RTES FANALCA FANA LCA S.A.
HOLLMAN HOLLMA N ENRIQUE ENRIQUE JURADO BARCO BA RCO CARLOS HUMBERTO TABORDA TAB ORDA SÁNCHEZ
Proyecto de Grado
Director Msc. Juan Juan José Bravo Basti das Codirector Phd. Oscar Rubiano Ovalle
UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL INDUSTRIAL Y ESTADÍSTICA SANTIAGO CALI
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 1.
OBJETIVOS
1
1.1
OBJETIVO GENERAL
1
1.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1
2.
ANTECEDENTES
2
2.1
RESEÑA HISTÓRICA
2
2.2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
4
2.3
JUSTIFICACIÓN
6
3.
ESTADO DEL ARTE
7
3.1
LA INGENIERÍA DE ORGANIZACIÓN
7
3.2
LAS LÍNEAS DE ENSAMBLE
8
3.3
LAS PLANTAS DE ENSAMBLE
11
4.
HEURÍSTICA
15
4.1
ANÁLISIS DE LAS RELACIONES ENTRE LOS ELEMENTOS
4.2
OPERATIVOS
15
BALANCEO DE LÍNEA
16
4.2.1 La Modelación Matemática
16
4.2.2 Los Métodos Heurísticos
16
5. 5.1
ANÁL ISIS, MEJORA Y AUMENTO DE LA CAPACIDAD DEL PROCESO DE DE ENSAMBLE L ÍNEA DE MONTAJ MONTAJE E FINAL
22
REVISIÓN DEL MÉTODO INICIAL
22
5.1.1 Descripción del Proceso Actual de Ensamble en Línea
22
5.1.2 Mejora del Método de Ensamble Actual
26
5.2
28
ESTUDIO DE TIEMPOS Y BALANCE DE LÍNEA I
5.2.1 Definición y Normalización de los Elementos Operativos a Considerar en el Estudio
28
5.2.2 Construcción de la Red Relacional de los Elementos Operativos
29
5.2.3 Estudio de Tiempos
29
5.2.4 Balance de Línea
33
5.2.5 Validación del balance de línea propuesto mediante la simulación
39
5.3
CONCLUSIONES
44
6.
AUMENTO DE CAPACIDAD DEL PROCESO DE ENSAMBLE TORRE – ESPIGO
45
6.1
DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL
45
6.2
ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL
48
6.2.1 Análisis del método de ensamble en Torre Espigo
48
6.2.2 Análisis de capacidad del proceso de ensamble en Torre Espigo
48
6.2.3 Definición de la situación insatisfactoria
51
6.3
51
ANÁLISIS DE LOS INTERESADOS
6.3.1 Patrocinador
52
6.3.2 Cliente
52
6.3.3 Usuarios
52
6.3.4 Proyectista
52
6.4
ÁRBOL DEL PROBLEMA
52
6.5
ÁRBOL DE OBJETIVOS
54
6.6
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
54
6.7
EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
57
6.7.1 Factores asociados a la evaluación de las alternativas de solución
57
6.7.2 Evaluación de las alternativas de solución
57
6.8
60
DEFINICIÓN DEL PROYECTO
6.8.1 Declaración del alcance 6.9
60
ESTRUCTURA DEL DESARROLLO DEL PROYECTO – EDP CONCEPTUAL–
61
6.9.1 Programa de hitos
61 II
6.9.2 Presupuesto de inversión Tipo II
62
6.9.3 Evaluación económica del proyecto.
62
6.9.4 Evaluación de proveedores en la alternativa escogida
64
6.10
RESULTADOS DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO
65
7.
ANÁLISIS GLOBAL DE LA PLANTA. MEJORAS Y ESTIMACIÓN DE LA CAPACIDAD
67
DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL
67
7.1.1 Simulación del proceso productivo actual de la planta
69
7.1.2 Resultados de la simulación del proceso productivo actual
75
7.1
7.2
MEJORAS PROPUESTAS PARA EL SISTEMA ACTUAL. DISEÑO DE ESTRATEGIAS DE SIMULACIÓN. CREACIÓN DE ESCENARIOS.
79
7.2.1 Escenarios de producción propuestos para la simulación de la planta
80
7.2.2 Resultados de la simulación del proceso productivo en cada 7.3
uno de los escenarios
89
CONCLUSIONES
90
BIBLIOGRAFÍA
92
III
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 5.1 Porcentajes de suplementos definidos para el proceso de ensamble en línea
32
Tabla 5.2 Indicadores de desempeño del balance inicial para la línea de ensamble
37
Tabla 5.3 Indicadores de desempeño del balance inicial Vs. el balance propuesto para la línea de ensamble
38
Tabla 6.1 Comparación de los parámetros productivos de los procesos Torre Espigo y el ensamble en línea Tabla 6.2 Situación inicial del proceso Torre Espigo
47 48
Tabla 6.3 Horas extras por centro de trabajo en la Línea de Ensamble Honda
51
Tabla 6.4 Matriz de Factores para la evaluación de las alternativas de solución
57
Tabla 6.5 Matriz de Evaluación de alternativas
57
Tabla 6.6 Resultados de la simulación del proceso Torre Espigo
58
Tabla 6.7 Programa de Hitos
62
Tabla 6.8 Presupuesto de inversión tipo II
62
Tabla 6.9 Estimación de los ahorros del proyecto
63
Tabla 6.10 Punto de equilibrio del proyecto
63
Tabla 6.11 Análisis de la Viabilidad del proyecto
64
Tabla 6.12 Matriz de Evaluación de proveedores
65
Tabla 6.13 Aumento de la productividad alcanzado en el nuevo proceso TE
65
Tabla 7.1 Resumen de parámetros para la planeación de la producción en la LEH
70
Tabla 7.2 Composición de los conformadores del proceso de Prepintura IV
71
Tabla 7.3 Tiempos de procesamiento en los tanques del área de Prepintura
71
Tabla 7.4 Secuencia de producción actual en el área de Prepintura
72
Tabla 7.5 Capacidad de los hornos de secado y ruta de proceso para cada una de las partes en el proceso de secado Tabla 7.6 Tiempo de proceso de Pintura en polvo
72 73
Tabla 7.7 Capacidad de los hornos de Polimerización de Pintura en Polvo
74
Tabla 7.8 Tiempo de proceso de Pintura líquida
74
Tabla 7.9 Tamaños de lotes propuestos en el escenario 3 y su combinación de partes
86
Tabla 7.10 Secuencia de producción propuesta en el escenario 3, para el área de Prepintura
87
Tabla 7.11 Comparación de los escenarios productivos modelados
V
89
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 2.1 Áreas funcionales de la Línea de Ensamble Honda
3
Figura 3.1 Pasos recomendados para la simulación de procesos
14
Figura 5.1 Distribución de las estaciones de trabajo en la línea de ensamble final
22
Figura 5.2 Línea de ensamble final
23
Figura 5.3 Herramienta utilizada en la línea de ensamble
24
Figura 5.4 Personal de la línea de ensamble
25
Figura 5.5 Forma de llegada del material CKD
25
Figura 6.1 Dispositivo de ensamble del proceso Torre
45
Figura 6.2 Proceso de ensamble en Torre
46
Figura 6.3
46
Almacenamiento de producto en el proceso Espigo
Figura 6.4 Árbol del problema
53
Figura 6.5 Árbol de objetivos
55
Figura 6.6 Conveyor de ensamble
56
Figura 6.7 Línea de ensamble automática
56
Figura 7.1 Mapa de valor del proceso actual de Prepintura-Pintura en polvo-Ensamble
85
Figura 7.2 Mapa de valor del proceso propuesto de Prepintura-Pintura en polvo-Ensamble
86
VI
LISTA DE GRÁFICOS Pág. Gráfico 5.1 Balance de línea inicial de la línea de ensamble
36
Gráfico 5.2 Balance de línea propuesto para la línea de ensamble
38
Gráfico 5.3 Distribución de cargas de trabajo. Línea sin balancear
39
Gráfico 5.4 Distribución del tiempo de ciclo. Línea sin balancear
41
Gráfico 5.5 Distribución del lead time de línea. Línea sin balancear
41
Gráfico 5.6 Distribución de cargas de trabajo. Línea balanceada
42
Gráfico 5.7 Distribución del tiempo de ciclo. Línea balanceada
43
Gráfico 5.8 Distribución del lead time de línea. Línea Balanceada
43
Gráfico 6.1 Comportamiento del Inventario de producto en proceso existente entre el ensamble en línea y el proceso TE
49
Gráfico 6.2 Porcentaje de utilización de los colaboradores en el ensamble en línea y el proceso TE
49
Gráfico 6.3 Comportamiento del tiempo de ciclo de ensamble en línea
50
Gráfico 6.4 Capacidad del proceso TE inicial
51
Gráfico 6.5 Porcentaje de utilización de los colaboradores en el nuevo proceso de ensamble
58
Gráfico 6.6 Comportamiento del tiempo de ciclo de ensamble en línea en el nuevo proceso de ensamble
59
Gráfico 6.7 Capacidad del nuevo proceso de ensamble
60
Gráfico 7.1 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario actual
76
Gráfico 7.2 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario actual
77
Gráfico 7.3 Comportamiento del tiempo de ciclo de ensamble en el escenario actual
77
Gráfico 7.4 Comportamiento del lead time de la línea de ensamble en el escenario actual
78
Gráfico 7.5 Comportamiento del inventario en proceso de la parte 1 en la planta, en el escenario actual Gráfico 7.6 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario 1 VII
79 81
Gráfico 7.7 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario 1
81
Gráfico 7.8 Comportamiento del inventario en proceso de la parte 1 en la planta, en el escenario 1
82
Gráfico 7.9 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario 2
83
Gráfico 7.10 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario 2
84
Gráfico 7.11 Comportamiento del inventario en proceso de la parte 1 en la planta, en el escenario 2
84
Gráfico 7.12 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario 3.
87
Gráfico 7.13 Utilización de las locaciones de la planta en el escenario 3.
88
Gráfico 7.14 Comportamiento del inventario en proceso de la parte 1 en la planta, en el escenario 3
88
VIII
INTRODUCCIÓN
Actualmente el desarrollo económico mundial ha llevado a las organizaciones ha plantearse objetivos de cubrimiento de mercados que van mas allá de las fronteras geográficas. Como consecuencia de este fenómeno y con la finalidad de suplir dichos mercados en las cantidades y calidades que el mismo requiere, las organizaciones deben ser eficientes en el manejo de los recursos y eficaces en el cumplimiento de los requerimientos del mercado. Esta estrategia expansionista debe sostenerse en los planes estratégicos de la organización, así como, en los planes de cada subsistema que la conforman. Es así como cada uno de estos subsistemas debe autoevaluarse, con el fin de aumentar la eficiencia en el manejo de los recursos, cumpliendo con las exigencias planteadas. Algunas organizaciones buscan un apalancamiento en su estrategia productiva, a través de la mejora de sus procesos, ya sea, mediante la implementación de tecnologías duras, tecnologías blandas o una combinación de estas, utilizando las herramientas suministradas por la ingeniería. Dentro de estas herramientas podemos encontrar el estudio del trabajo y la simulación; la primera como instrumento fundamental para el desarrollo de la planeación de la producción, puesto que brinda la información acerca del desempeño, la capacidad y las restricciones del proceso productivo, la segunda como instrumento de refinamiento de los parámetros anteriormente expuestos, tratando de ser equitativos en la medición y control de los procesos. En los sistemas productivos intensivos en mano de obra, como es el sistema de análisis, al planear con información netamente determinística se corre el riesgo de adquirir una capacidad mayor o menor a la real, generando ineficiencia en el primer caso o incumplimiento de la producción en el segundo.
El caso de estudio se realizó en la línea de ensamble de motocicletas HONDA en la Fábrica Nacional de Autopartes, FANALCA S.A. La necesidad de mejora de este proceso productivo se origina a partir de la necesidad de suplir la creciente demanda del mercado de motocicletas en Colombia; mercado que, desde la crisis que afectó el sector en el año 2001 donde solo se colocaron en el mercado unas 50.000 motocicletas, ha sufrido un acelerado crecimiento reflejado en las 144.000 unidades vendidas en el 2005 1 y que, según perspectivas del sector, se pueden colocar en el mercado colombiano en el 2006 unas 225.000 unidades2. Parte de este auge se explica por el hecho de que la demanda estuvo represada durante casi siete años. En promedio, los usuarios cambian de motocicleta cada tres o cinco años. Sin embargo, debido a la crisis que atravesó la economía nacional a finales de los 90, este promedio se incrementó hasta en 6 y 7 años, y por eso solo a partir de 2002 empezó a darse la reactivación. Esa depresión, que dejó a muchos colombianos sin empleo, también hizo que decenas de personas buscaran alternativas para generar ingresos. Así nació en la Costa caribe, el mototaxi cuando al dueño de una moto se le ocurrió la idea de cobrar por transportar personas puerta a puerta. La iniciativa se regó rápidamente por los departamentos caribeños y también por el interior del país, lo que mejoró las ventas de motocicletas. Otro factor importante que influyó en la venta de motocicletas se dio cuando las ensambladoras empezaron a lanzar al mercado modelos con bajo consumo de combustible y de bajo costo, en 2003. Cuando los precios de las motos bordeaban los $5 millones, en promedio, empezaron a aparecer en el mercado modelos de $3 millones. De hecho, de las 83.640 motocicletas que se vendieron en el año 2003, el 35% correspondió a motos económicas, participación que en 2004 ascendió a 45%, en esta coyuntura Fanalca S.A lanza la motocicleta ECO 100, modelo con el cual esta empresa logra una participación en este segmento cercana al 30 % 3. Todas las razones económicas, sociales y funcionales apuntan a que este mercado se mantenga en crecimiento. Precios al alcance de los salarios bajos, soluciones evidentes
1
Revista Din ero, Edic ión No. 249 – Marzo 27 de 2006. Revista Mot or, Edic ión No. 407 – Marzo 18 de 2006. 3 Ibíd. 2
de transporte y trabajo, mejoras en las vías, incremento del respeto por el motociclista y mejor convivencia en las vías (las motos son amplia mayoría sobre los carros en muchísimas ciudades), se están juntando para que muchas personas opten por la moto como alternativa de transporte en las grandes ciudades o como único sistema de movilización. Por esta razón y con el fin de contrarrestar el riesgo mencionado anteriormente, en el presente trabajo de grado se plantean estrategias productivas, las cuales originen parámetros de desempeño que permitan aumentar y medir la capacidad del proceso de manera confiable. Es así como en el capítulo 5 se muestra un plan de aumento de la capacidad productiva del proceso de ensamble en la línea de montaje final, mediante las técnicas de balanceo de línea y la validación de sus parámetros mediante la simulación del proceso; se desarrolla bajo una metodología de métodos y tiempos, puesto que para el desarrollo de este proyecto ya se contaba con la concepción de este por parte de la Organización. En el capítulo 6 se encuentra la evaluación de una propuesta para el aumento de la productividad del área de subensambles mediante la simulación del proceso y los resultados de su implementación; se utiliza una metodología de gestión de proyectos planteada por el Banco Interamericano de Desarrollo, BID; esta metodología es utilizada dado que los autores del presente trabajo de grado participan desde la concepción del proyecto, facilitando el enfoque y la metodología escogida para el desarrollo de esta etapa del presente trabajo. En el capítulo 7 se realiza un análisis del sistema productivo de la Línea de Ensamble Honda actual, proponiendo y evaluando estrategias en pro de mejorar el flujo productivo del sistema global de la planta; donde se recopila los resultados de los estudios realizados en cada una de las áreas de la planta y se plantean escenarios donde se muestra el flujo total del proceso, teniendo como meta el establecimiento de un método de trabajo, el cual permite, visualizar mejoras sustanciales en el comportamiento del proceso. Los modelos de simulación expuestos en el presente trabajo de grado se desarrollan teniendo como base estudios de métodos y tiempos, los cuales brindan una información
objetiva del proceso, logrando unos parámetros productivos ajustados que soporten el proceso de la planeación de la producción, haciendo de esta un proceso más confiable, entendiendo que dicha confiabilidad ayuda de manera indirecta en la consecución de varios objetivos de la organización, como lo son el mantener un nivel servicio al cliente y la obtención de los niveles de desempeño reales en su área productiva, representada en este caso, por la línea de ensamble. El desarrollo de los modelos de simulación planteados en el presente proyecto de grado no serán abordados con profundidad puesto que se asume un conocimiento previo del lector referente al tema de la simulación; los modelos planteados se pueden observar en los anexos del presente proyecto de grado.
1.
1.1
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Elaborar estrategias productivas, a partir de parámetros de desempeño de producción obtenidos en el desarrollo del presente trabajo de grado, que permitan aumentar la capacidad productiva de la Línea de Ensamble Honda (L.E.H), mediante el análisis de los procesos y el uso de herramientas de simulación.
1.2
OBJ ETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar el balanceo de línea en el proceso de ensamble en línea, a partir del estudio del trabajo.
Aumentar la eficiencia en el proceso de ensamble en línea.
Aplicar herramientas de simulación en el análisis del proceso de ensamble en línea.
Aumentar la capacidad productiva en el proceso de ensamble en línea.
Establecer parámetros de producción, en el proceso de ensamble en línea, que permitan reducir la incertidumbre existente entre las fases de planeación y de ejecución de la producción en la Línea de Ensamble.
Aplicar herramientas de simulación en el análisis del proceso Torre – Espigo y la validación de la propuesta de mejora del proceso.
Aumentar la productividad del proceso Torre – Espigo.
Aplicar herramientas de simulación para el análisis del flujo productivo de la planta.
Establecer propuestas de mejora para el proceso de planeación y ejecución de la producción a partir de los resultados de la simulación del proceso productivo. -1-
2.
2.1
ANTECEDENTES
RESEÑA HISTÓRICA
En el año 1955, se fundaron las empresas Manufacturas Metálicas Ltda., en Cali y SUPERBUS de Bogotá, en esa ciudad, por los señores Joaquín Losada Salcedo y Jorge Herrera Barona, con el objeto de ensamblar carrocerías de autobuses marca Superior, cuyas partes y piezas se importaban desde Estados Unidos, de la empresa Superior Coach. Paulatinamente se fueron eliminando piezas importadas, que empezaron a ser producidas en la planta de Manufacturas Metálicas Ltda., de Cali. Más tarde, a finales de 1957 se fundó en Medellín, Superbus de Medellín con el mismo objeto social de las dos anteriores, para atender el mercado de esa ciudad. Se hizo entonces necesario constituir una empresa que fabricara las partes nacionales de las tres plantas de ensamble, dando origen a la Fábrica Nacional de Carrocerías, FANALCA S.A., el 31 de mayo de 1958. El desarrollo y diversificación de FANALCA S.A. permitió la producción de autopartes, por lo cual adoptó el nombre de Fábrica Nacional de Autopartes, manteniéndose la sigla FANALCA S.A., cuya tradición convenía mantener. La FANALCA S.A., de hoy está vinculada, en su ejercicio empresarial, a tres diferentes áreas: La industrial, la comercial y la de servicios. En el desarrollo del área industrial, FANALCA S.A. en 1982 obtuvo la licencia del gobierno colombiano para ensamblar las motocicletas HONDA, en Colombia. Actualmente, FANALCA S.A. ensambla motocicletas HONDA, con material CKD (Completely
Knock
Down,
que
significa
material
completamente
desarmado),
-2-
proveniente de Japón, Brasil e India, y material de proveedores nacionales, contribuyendo de esta forma al crecimiento de la industria de motopartes del país. La línea de ensamble Honda se encuentra distribuida funcionalmente por siete áreas productivas como se muestra en la Figura 2.1, las cuales se describen a continuación: Figura 2.1. Áreas funcionales de la Línea de Ensamble Honda 4
PINTURA LÍQUIDA BODEGA CKD PREPINTURA INTEGRACIÓN NACIONAL
ENSAMBLE
INSPECCIÓN FINAL
PINTURA POLVO
Integración Nacional. Esta área es la encargada de gestionar la producción de las partes de la motocicleta que se fabrican con diferentes proveedores en el país.
Bodega CKD. Esta área es la encargada de desempacar y almacenar el material proveniente de los proveedores internacionales antes de ser enviado a cada una de las diferentes áreas productivas.
Prepintura. En esta área se realiza el proceso de tratamiento de superficies metálicas mediante un proceso de inmersión de tipo químico; aquí son retirados los aceites de protección y se prepara el metal para que el proceso de pintura ya sea liquida o polvo presente una mejor adherencia, además de proteger la superficie metálica de posibles corrosiones que se puedan presentar por la exposición de la motocicleta a ambientes altamente corrosivos.
4
Fuente: Los Autores.
-3-
Pintura Polvo. La función de este proceso es realizar la aplicación de pintura en polvo electrostática a partes metálicas fosfatadas las cuales requieren una mayor resistencia y una menor apariencia en la motocicleta.
Pintura Líquida. Este proceso realizar la aplicación de pintura liquida a partes metálicas fosfatadas y partes plásticas componentes de la motocicleta, las cuales requieren una mayor apariencia y son las más visibles en uno de estos vehículos. Para ello se usa como insumo principal pinturas a partir de poliéster, lacas y disolventes.
Ensamble. Esta es el área donde convergen todos los procesos productivos de la línea de ensamble, esta se encarga de realizar los subensambles y el ensamble final de la motocicleta.
Inspección final. Esta área se encarga de realizar todas las pruebas de funcionalidad y calidad a la motocicleta justo después de ser ensamblada y antes de ser entregada a producto terminado.
2.2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Debido a la dinámica del mercado, la Organización se enfrenta a imprevistas necesidades de aumento de la producción, es decir, que deben directamente tomar una decisión de aumento de capacidad productiva. Aquí, la Dirección Operativa debe establecer el tipo de decisión a la cual se enfrenta. Dada la naturaleza de la situación, esta decisión podrá ser: estratégica, táctica u operativa. Básicamente se encuentran tres estrategias puras para afrontar el aumento de capacidad productiva, las cuales se describen a continuación: a.
Aumento de mano de obra: es una estrategia de corto a mediano plazo, por medio de la cual se busca obtener una mayor capacidad productiva al contratar mayor -4-
personal operativo. Esta estrategia es eficaz, pues el aumento de producción logrado, puede ser casi inmediato (dependiendo de la curva de aprendizaje del proceso productivo) y eficiente, siempre y cuando, se cuente con unos parámetros de desempeño de los procesos productivos, que permitan realizar una buena asignación del personal a lo largo del proceso. b.
Adquisición de nuevas tecnologías ó mayor cantidad de equipos: Esta estrategia generalmente es de largo plazo, dependiendo del tamaño de inversión necesaria. Esta opción es poco eficaz dado su grado de detalle, pero por esta misma razón deberá ser eficiente al concluir su proceso de puesta a punto, supeditada a la calidad de la información con que fue concebida.
c.
Aumento de la productividad: Esta es una estrategia de mediano a largo plazo (dependiendo de la calidad de información existente sobre los procesos), por medio de la cual se busca obtener la mejor utilización de los recursos existentes. Esta estrategia es eficiente y puede llegar a ser eficaz dependiendo de la información existente y la complejidad misma del proceso.
FANALCA S.A., en su División HONDA - Motocicletas, ha tenido un incremento en su nivel de producción del año 2003 al año 2004 del 29%, del año 2004 al año 2005 del 27% y se prevé un incremento de ventas para el año 2006 respecto al año 2005 en un 40%. Con el fin de lograr dichos aumentos de su capacidad productiva, la planta de ensamble ha mantenido la misma infraestructura física y ha realizado cambios en la estructura de personal operativo. Este excesivo aumento de la producción ha ocasionado diferentes situaciones insatisfactorias dentro de la línea de ensamble, las cuales se resumen como:
Una baja eficiencia real de la línea de ensamble: en Septiembre de 2004 se realizaron mediciones5 que evidenciaron una eficiencia que oscilaba entre un 50% y un 60%.
Jornadas extendidas del personal operativo de algunos procesos, para poder satisfacer la demanda de los procesos siguientes.
5
Mediciones realizadas p or l os autores, Septiembre de 2004.
-5-
Incremento de los niveles de inventario de producto en proceso, lo cual ha generado problemas de calidad y congestionamiento de la planta en general.
Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, la situación insatisfactoria presente en la Organización es definida por los autores como: El desconocimiento de la capacidad productiva real de la línea de ensamble HONDA de FANALCA S.A.
2.3
JUSTIFICACIÓN
Debido a que el aumento de la producción mostrado en la Organización no obedece a un incremento ocasional de la demanda sino, al resultado de una estrategia de mercadeo de largo plazo, es necesario tomar una decisión estratégica respecto a la capacidad productiva de la planta. Al retomar la discusión planteada anteriormente sobre el tipo de estrategia a utilizar para afrontar esta situación, se podría pensar en la adquisición de tecnología; sin embargo, debido a que el proceso productivo es altamente manual y existen muy pocas posibilidades de automatización, se escoge como estrategia para afrontar el aumento de capacidad, la estrategia de aumento de la productividad, elección soportada con los valores obtenidos en las mediciones de la eficiencia en la Línea de Ensamble Honda, que comprueban la ineficiencia en dicho proceso productivo y la ausencia de información específica del mismo, que permita desplegar un proceso de planeación mucho mas confiable, asegurando una mejor utilización de los recursos de la organización y cumpliendo con las expectativas del mercado.
-6-
3.
3.1
ESTADO DEL ARTE
LA INGENIERÍA DE ORGANIZACIÓN
El concepto de ingeniería de organización esta vinculado estrechamente con el concepto de organización Industrial, términos que inicialmente fueron tratados como uno solo debido al entorno social y económico en el que se encontraba la sociedad a finales del siglo XIX. Desde finales del siglo XVIII hasta finales del XIX el concepto de organización industrial es desarrollado por destacados pensadores como Adam Smith (1723 – 1790) y Charles Babbage (1792 – 1871), quienes realizaron planteamientos teóricos sobre la organización Industrial, en especial, sobre los beneficios de la división y especialización del trabajo, además del uso de herramientas y accesorios que facilitasen el desarrollo de los procesos productivos. Fue así como a finales del siglo XIX, surge la aplicación del método científico (observación, medición y experimentación) como herramienta de validación de las hipótesis planteadas en los diferentes procesos productivos, estableciendo una metodología formal de investigación y favoreciendo la posterior aplicación de los resultados obtenidos en el desarrollo industrial de la sociedad. Como resultado de la aplicación del método científico en la problemática de la gestión de la producción, aparece el aporte más significativo en el nacimiento de la Organización Industrial: El artículo titulado “Shop Management”, publicado en 1903, por Frederick W. Taylor.
-7-
En este artículo, Taylor 6 abordó diversos problemas de las organizaciones, tales como: El estudio de métodos y tiempos, la estandarización de herramientas, la institucionalización del departamento de planificación en las organizaciones, la generación de tarjetas de operación, el sistema de clasificación de piezas y productos, los sistemas de rutas de procesos, el método de estimación de costes, la selección de personal en relación con el puesto de trabajo, los planes de incentivos y la medida de la productividad.
3.2
LAS LÍNEAS DE ENSAMBLE
Teniendo en cuenta los avances de Taylor en la industria, aparece Henry Ford, quién revoluciona la actividad de ensamble con la aplicación del concepto de línea o cadena de montaje (1913)7, en la cual los obreros permanecían fijos y el producto se desplazaba de forma relativamente continua, “aunque la clave de la producción en masa no fue la cadena de montaje, si no, la total y coherente intercambiabilidad de las partes y la sencillez de su ensamble”8, favoreciendo de esta manera la división y medición del trabajo. ¿Cómo funciona el concepto?: La línea de ensamble, es un concepto de división y especialización del trabajo, donde se busca la agrupación de operaciones elementales en estaciones de trabajo, teniendo en cuenta las relaciones presentes entre las diferentes actividades y el tiempo de duración de cada actividad, con el fin de alcanzar una tasa de producción y una eficiencia deseada.
6
Disponib le en Internet: < http://io.us.es/Publicaciones/Buscadores/Historia_Ing_Org.htm > El concepto de intercambiabilidad no es en sentido estricto un invento de Ford: “La fabricación en línea de producción tuvo sus raíces en la revolución industrial de Europa y los Estados Unidos. La implantación del concepto de partes intercambiables propuesto por Eli Whitney, que data de 1800, fue un acontecimiento clave del desarrollo d e la producció n den masa” (Schonb erger, 1999) 8 Womack, Jones y Roos, 1992, citado por Huberto Juárez Núñez, en Los sistemas just-in-time/Kanban, un paradigma pro ducti vo, Facultad de Economía, Benemérita Universi dad Aut ónoma de Puebla, Puebla, México, 2002. 7
-8-
¿Que beneficios representa?: entre los beneficios presentes en la producción mediante una línea de ensamble encontramos:
Estandarización de los procesos.
División del trabajo en actividades elementales.
Mayor aprovechamiento de la capacidad productiva.
Aumento de la capacidad productiva por unidad de tiempo al adicionar un mayor número de personas al proceso productivo.
Mayor aprovechamiento del área de trabajo.
Altos volúmenes de procesamiento.
Menores inventarios de producto en proceso respecto a otros tipos de distribución.
Menores tiempos improductivos.
Alta utilización de los recursos en productos de mayor volumen.
Entre las desventajas que presenta la aplicación del concepto de línea de ensamble tenemos:
Monotonía.
Fatiga mental.
Fatiga física.
Elevados niveles de estrés debido al ritmo impuesto por los procesos.
Problemas óseo – musculares debido a la alta repetitividad de las actividades.
Baja utilización de recursos en productos de bajo volumen.
En el desarrollo posterior a Taylor se distinguieron dos grandes líneas de progreso: por un lado, se desarrollaron métodos para el estudio de procesos complejos mediante la sistematización y ordenación de los elementos representativos del problema, dando lugar a procedimientos de análisis que permitiesen una valoración aproximada del funcionamiento del proceso al escoger una de las posibles alternativas. Por otro lado, se introdujeron los modelos matemáticos para el tratamiento de ciertos problemas susceptibles de ser formulados en estos términos, en pro de la óptima solución.
-9-
Respecto a la primera línea de progreso, la década de los años treinta trajo consigo un nuevo interés en los estudios de métodos y tiempos, que se puede explicar por varias razones: a.
Situación crítica de la economía mundial y, en particular, de la norteamericana, lo cual elevaba el interés de los métodos que permitieran la reducción de costos.
b.
Toma de conciencia, por parte de los trabajadores, de los problemas económicos que afectaban a la industria y su papel en la resolución de los mismos.
c.
Mayor aceptación de los estudios de métodos y tiempos por parte de la industria y los trabajadores.
Dentro de esta consideración conjunta de los diferentes aspectos que afectaban a la productividad, se integró dentro del estudio de métodos y tiempos, el diseño de la distribución en planta. La unión de estos conceptos fue plasmada en las representaciones analógicas del tipo de diagrama de recorrido. Otro avance correspondió a la introducción, a mediados de la década de los treinta en Inglaterra por Tippett, de las técnicas de muestreo para el estudio de los periodos de actividad y descanso sin la necesidad de emplear el cronometraje directo. Respecto a la segunda línea de progreso, en el uso de modelos matemáticos se destaca la fórmula del lote económico o fórmula de Wilson, obtenida por F. W. Harris en 1915, como solución analítica del problema de cálculo del tamaño del lote, considerando costes de lanzamiento y costes de mantenimiento. Aprovechando los resultados obtenidos en la aplicación de los métodos estadísticos y matemáticos, estos fueron empleados posteriormente en el control de calidad de la producción. En 1912 T. C. Fry publicó “Probability and its Engineering Uses” y más tarde, en 1931, W. Shewart publicó su obra “Economic Control of Quality of Manufactured Products”, donde se incluían las primeras descripciones de los gráficos de control estadístico de calidad9.
9
Ibíd. 6
- 10 -
3.3
LAS PLANTAS DE ENSAMBLE
Como consecuencia de la integración vertical de los procesos, aparecen dentro de las plantas de ensamble además de las líneas de montaje, los procesos de pintura, pretratamiento de partes y hasta procesos de corte y soldadura. Esta división de procesos dentro de la misma planta, su interdependencia y concentración de flujos de componentes intermedios en un nodo productivo final hace que las plantas de ensamble sean tratadas como un tipo especial de planta, denominada planta tipo A por Chase Aquilano en su libro Administración de Producción y operaciones.10 En este tipo de plantas pueden encontrarse las siguientes características:
La característica de ensamblaje es dominante.
La eficiencia en materia de recursos son de menos del 100 %, pero sigue habiendo tiempo extra.
Existe un gran inventario de partes terminadas pero hay gran escasez de otras partes.
El departamento de ensamblaje final se queja de escasez y malos acoplamientos.
Existen partes exclusivas para artículos finales específicos.
El tempo de proceso es típicamente inferior al plazo de producción.
Para corregir estos fenómenos frecuentemente se toman medidas tales como:
Reducción del costo unitario mediante el control estricto del tiempo extra, lo cual termina agravando el problema, puesto que se sigue trabajando bajo el mismo método ya que no existe un plan de mejora definido.
Reducción del costo unitario mediante la automatización de los procesos, empeorando la situación en las plantas que manejan un buen número de referencias, pues se pierde la flexibilidad del proceso.
Mejorar el control mediante la implementación de un sistema de producción integrada, restando importancia a sistemas sencillos de control visual en la planta.
10
CHASE, Richards; AQUILANO, Nicholas y JACOBS, Roberts. Administración de producción y operaciones. Manufactura y servici os. Octava Edición, Mac Graw Hill. Santa Fe de Bogotá Colomb ia 2004.
- 11 -
Mientras tanto, las causas reales de estos fenómenos giran en torno a tamaños de lotes de componentes demasiado grandes y liberación demasiada temprana del material, lo cual causa:
Cuellos de botella móviles.
Baja eficiencia de las áreas.
Uso frecuente e intensivo de tiempo extra.
Escasez de partes necesarias y abundancia de partes no requeridas.
Sobrecostos por apresuramientos en los que se incurre para acelerar el proceso productivo de las partes faltantes.
Las soluciones adecuadas para afrontar estos problemas en este tipo de plantas se resumen básicamente en la reducción de los tamaños de lote de procesamiento, buscando mejorar el control de las partes a lo largo de la planta; la nivelación de cargas dentro de las áreas funcionales y la planeación de la producción a través del proceso cuello de botella. Actualmente, los análisis de métodos y tiempos no se diferencian mucho de los conceptos planteados por Taylor, Gilbreth, Ford y demás exponentes de la materia; la gran diferencia que puede encontrarse es la reducción de los tiempos de procesamiento y análisis de la información, gracias a la utilización de herramientas computacionales en este proceso, las cuales permiten acceder de una manera más eficiente a una información mas confiable del comportamiento de los procesos. En esta línea de conocimiento se resalta los avances logrados por HONDA DA AMAZONIA, (filial en Brasil de Honda Motor Co.), quien presenta una aplicación de estos conceptos en su línea de montaje de motocicletas 11. HONDA DA AMAZONIA, presenta un estudio de tiempos en su línea de montaje basado en la división de actividades operativas, el estudio de tiempos mediante cronometraje directo y el posterior balanceo de línea, obteniendo una gran flexibilidad en este gracias a
11
Proyecto: “ Processo i ndivi dual mo delo K GA KS/ES/KSE ESTEIRA” HONDA DA AMAZONIA, Manaos, Brasil, Diciembre 12 de 2003”
- 12 -
la utilización de herramientas computacionales de última tecnología, logrando consolidar su proceso productivo, como una ventaja competitiva en su planeación estratégica. Cabe destacar que en este estudio los parámetros de producción fueron manejados de forma determinística debido a la infraestructura tecnológica presente en dicha organización. Al concebir los sistemas productivos de manera determinística, se ignoran dos fenómenos subyacentes a ellos mismos: La variabilidad y la dependencia 12, que de una u otra forma incidirán en la confiabilidad de los resultados del proceso, en mayor o menor proporción según sea la naturaleza del mismo. Estos fenómenos son tenidos en cuenta en los procesos de planeación, al utilizar los resultados obtenidos a través de la simulación de los procesos. El poder experimentar antes de que el sistema real entre en operación ayuda a su diseño, viendo la forma cómo el sistema podría reaccionar a los cambios en sus normas operativas o evaluando las respuestas del sistema a los cambios propuestos en su estructura13. Debido a la imposibilidad de realizar experimentos en los sistemas reales, a causa de la incertidumbre asociada a los resultados de una estrategia, al temor a afrontar cambios en los métodos de trabajo y el costo ligado al “Ensayo y error” en el sistema real, se acude entonces a la simulación, la cual es una herramienta que permite visualizar el comportamiento de un sistema (en este caso, productivo) , conociendo los posibles resultados de la implementación de las estrategias planteadas y las restricciones reales del sistema. Para realizar una simulación de procesos es recomendado iniciar desde lo simple a lo complejo, a través de los siguientes pasos, como se muestra en la Figura 3.1 14 .
12
WALLACE, J Hopp y MARK L. Spearman, Factory ph ysics. foundatio ns of manufacturing management. Citado por Bl anco Rivero, Luis Ernesto y Fajardo Piedrahita, Iván Darío. Simulación con Promodel. Casos de producci ón y log ístic a, Escuela Colomb iana de Ingenier ía, Colom bia, 2001. p.6 13 CHASE, Aquilano Jacobs. Administración de producción y operaciones-Manufactura y servicios. Octava edición Mc Graw Hill . Colom bia, 2000, p.715 14 Promodel Corp orativo, User’s g uide. 1996, p.36. Citado por B lanco Rivero, Lu is Ernesto y Fajardo Piedrahita, Iván Darío. Simulación con Promod el. Casos de producc ión y lo gística, Escuela Colombi ana de Ingeniería, Colombia, 2001. p.7
- 13 -
Figura 3.1 Pasos r ecomendados para la simulació n de pro cesos Hacer un plan de estudio
Definir el sistema
Construir el modelo
Ejecutar experimentos
Analizar los resultados
Reportar los resultados
Escenarios como una posible planificación y el control de la producción, la distribución física de la planta, la gestión de aprovisionamiento en las estaciones de trabajo, la reducción de los niveles de inventario, el diseño de nuevos procesos, y demás, son ejemplos en los cuales las técnicas de simulación permiten generar escenarios flexibles que conduzcan al logro de objetivos, colaborando así a la mejora continua de las organizaciones.
- 14 -
4.
HEURÍSTICA
Generalmente en una organización productiva, siempre existirá un proceso clave, el cual marcará la pauta en la ejecución de las actividades subyacentes a el, definiendo las necesidades de recursos a lo largo del proceso. En una planta de ensamble se presenta como caso típico de esta situación el proceso de montaje final, donde este se convierte en el proceso clave del sistema; puesto que los procesos de planeación buscan cumplir con unos requerimientos de producto final y no con unos requerimientos de componentes secundarios, generados por las diferentes áreas funcionales predecesoras del proceso de ensamble, las cuales deben acoplarse al ritmo de producción, asegurando el equilibrio entre los procesos alternos y el proceso clave. El problema de balance de líneas de producción ha sido abarcado de diversas formas en el campo de la ingeniería industrial. Entre estas, se presentan fundamentalmente dos grandes puntos de análisis, los cuales se mencionan a continuación:
4.1
ANÁLISIS DE LAS RELACIONES ENTRE LOS ELEMENTOS OPERATIVOS
En este punto, el menos discutido formalmente, se establecen las restricciones de precedencia existentes entre las diferentes actividades del proceso; para ello se realiza un análisis del proceso de ensamble y del diseño de partes, estableciendo una “guía” para el reconocimiento de las diferentes relaciones entre las actividades, las cuales se traducirán en restricciones de agrupamiento y/ó asignación de las mismas en las estaciones de trabajo determinadas posteriormente.
- 15 -
4.2
BALANCEO DE LÍNEA
En el proceso de Balanceo de línea existen varias formas de resolver el problema entre las cuales se resaltan: 4.2.1
La Modelación Matemática 15. Desde la perspectiva de la modelación
matemática, se encuentra el modelo planteado por Held, Karp y Shareshian; este modelo genera una asignación óptima de las actividades, con el limitante de que el modelo solo funciona para valores de n (número de actividades) relativamente pequeños. Thangavelu y Shetty generaron un modelo de programación entera, el cual en comparación con el modelo anterior, es un 50% más veloz, pero con el inconveniente de poca robustez: el modelo no se puede resolver para valores de n mayores a 50. 4.2.2
Los Métodos Heurísticos . Por lo general, cuando el número de actividades es
mayor a 75, se ha tratado el problema de Balance de línea a partir de métodos heurísticos. Entre los métodos heurísticos más reconocidos en el medio investigativo, se resaltan 2 métodos clásicos, los cuales se presentan a continuación: Método de la GENERAL ELECTRIC 16: Este heurístico, desarrollado por la
GENERAL ELECTRIC, supone lo siguiente: 1. Los operarios no se pueden mover de una estación a otra para ayudar a mantener una carga de trabajo uniforme. 2. Los elementos de trabajo son de tal magnitud que dividirlos más, disminuiría la eficiencia del desempeño de manera sustancial. (Una vez establecidos, los elementos de trabajo deben identificarse con un código).
15
PRAWDA, Juan. Métodos y Modelos de Investigación d e Operaciones, Vol. II - Modelos estocástico s, 1ª Edición,
Edito rial LIMUSA, México , 1980, Pág. 680. 16
NIEBEL, Benjamín, FREIVALDS, Andris. INGENIERÏA INDUSTRIAL: Métodos, estándares y diseño del trabajo, 11ª Edici ón, Edit ori al ALFAOMEGA COLOMBIANA S.A., Colomb ia, 2004, Págs. 56-65.
- 16 -
Los pasos a seguir en la aplicación del método de Balance de líneas propuesto por la GE se describen a continuación:
▫
Paso 1: Determinación de la tasa de producción deseada. Es el inicio del algoritmo de solución, dado que a partir de dicha tasa, se establecerá el tiempo disponible en cada estación al inicio de la asignación de actividades.
Pr oducción por día
=
min utos por día de trabajo Tiempo de ciclo del sistema (min utos por unidad )
Donde el tiempo de ciclo del sistema es el tiempo estándar deseado en la estación limitante.
▫
Paso 2: Cálculo del peso posicional para cada actividad i. Este peso posicional simplemente es calculado como la suma del tiempo de todas las actividades j precedidas por la actividad i, más el tiempo de ejecución de la actividad i misma.
▫
Paso 3: Ordenamiento de las actividades. Según los valores calculados en los pesos de posición de cada actividad i, se procederá a organizar de forma descendente todas las actividades.
▫
Paso 4: Asignación de actividades a la estación k. Con base en el orden dado en el paso 3 y el tiempo de ciclo requerido por el sistema, se dará inicio al proceso de asignación de actividades a cada una de las k estaciones necesarias.
En dicho proceso, se comienza asignando las actividades de mayor peso posicional a la primera estación, teniendo en cuenta que el tiempo asignado a dicha estación no sobrepase el tiempo de ciclo requerido por el sistema. En el momento en el que al asignar una actividad i a la estación k, el tiempo asignado sea mayor al tiempo de ciclo requerido por el sistema, no se aceptará dicha asignación y se evaluará la actividad siguiente en la lista de peso posicional, teniendo en cuenta que sus actividades predecesoras inmediatas ya hayan sido asignadas; de no ser así la estación quedará solo con las actividades asignadas hasta ese momento y se iniciará la asignación de actividades en una nueva estación, teniendo en cuenta los pasos anteriores.
- 17 -
Al go ri tmos Compu tacio nal es, COMSOAL: Este algoritmo computacional, diseñado
por Arcus17, es la sistematización del método de Kilbridge & Wester, mediante el cual se logra la reducción del tiempo de computo necesario para la obtención de una solución factible, única debilidad del método de Kilbrigde & Wester puesto que, por si solo, este método trabaja adecuadamente para valores de n bastante grandes 18. ¿Que objetivos persigue este heurístico?: COMSOAL busca el minimizar una cantidad de trabajadores establecidos en una línea de ensamble, dada una rata de producción determinada. Dicho de otro modo, COMSOAL busca el maximizar la rata de producción con un número fijo inicial de trabajadores asignados a una línea de ensamble. El objetivo de optimalidad puede verse más claramente cuando se relacionan los tiempos disponibles y los tiempos estándares de las actividades. Así, se debe lograr que el total de tiempo ocioso (La sumatoria de los tiempos disponibles por estación menos la sumatoria del tiempo estándar de las operaciones) sea menor que el tiempo de ciclo establecido. El logro de este objetivo puede ser de difícil consecución, ya sea por lo discreto de los tiempos de las actividades, por las restricciones de precedencia presentes entre las actividades ó por ambos motivos. COMSOAL, no garantiza una asignación óptima de las actividades, pero ningún empresario está interesado en buscar una aguja en un pajar 19. Lo que si asegura COMSOAL es una buena asignación de dichas actividades a lo largo de la línea de producción. Básicamente, el algoritmo COMSOAL funciona de la siguiente manera:
▫
Paso 1: Para cada tarea (actividad), identifique aquellas tareas que le siguen inmediatamente, esto teniendo en cuenta el orden de precedencia.
▫
Paso 2: Cree una lista A. En esta lista, ubique para cada tarea de ensamble, el número total de tareas que le preceden inmediatamente, en el diagrama de precedencia.
17
ARCUS, Alb ert L.; “ COMSOAL: A Comp uter Metho d of Secuen ci ng Operatio ns for Ass embl y Li nes” , The International Jo urnal o f Produc tion Research, Vol. 4, Nº4; 1966. 18 PRAWDA, Juan. Métodos y Modelos de Investigación d e Operaciones, Vol. II - Modelos estocástico s, 1ª Edición, Edito rial LIMUSA, México , 1980, Pág. 686. 19 ARCUS. Op cit., p. 11.
- 18 -
▫
Paso 3: Desde la lista A, cree la lista B, la cual estará compuesta de las tareas que tienen cero predecesores. Si todas las tareas han sido asignadas en las estaciones establecidas, ha acabado el balance de línea, sino, siga con el paso 4.
▫
Paso 4: A partir de la lista B, cree la lista C compuesta de las tareas cuyo tiempo de ejecución no sea mayor que el tiempo disponible en la estación. Si la lista C esta vacía, genere una nueva estación con el tiempo de ciclo total disponible y vuelva de nuevo con el paso 4.
▫
Paso 5: Seleccione aleatoriamente desde la lista C una tarea para asignar a la estación.
▫
Paso 6: Actualice el tiempo disponible en la estación y refleje en la lista B el tiempo consumido y los predecesores completados hasta esta etapa. Si la Lista B esta vacía actualice la lista A y vuelva al paso 3, de otro modo, vuelva al paso 4.
Como puede observarse, estos algoritmos de solución al problema de balance de línea, son bastante técnicos y se centran básicamente, a dar solución a una parte del problema: Aumentar la eficiencia de la mano de obra asignada a una línea de producción. Desde el punto de vista de la Gestión de Operaciones, más que la mejor asignación de actividades dentro de una línea de producción se debe velar por la confiabilidad de la tasa de producción obtenida en dicho proceso (pensando en el nivel de servicio al cliente), tasa de producción con base en la cual se pueda realizar una planeación de la producción mucho más “ajustada” y confiable también, logrando no solo ser eficientes en el corto plazo sino también visualizando las necesidades productivas futuras de la Organización, teniendo en cuenta que, el aumento ó disminución de la mano de obra dentro de una Organización es un proceso que conlleva su propio tiempo, además de implicaciones legales y de adaptación del personal al trabajo y a la Organización, así como sus costos asociados. De esta manera, la forma escogida para establecer los parámetros productivos propuestos en el desarrollo del trabajo de grado, se puede visualizar mediante una serie de pasos descritos a continuación:
Análisis del proceso de ensamble. Mejora del método.
División del trabajo en elementos operativos. - 19 -
Estudio de tiempos.
Análisis de las relaciones entre los elementos operativos.
Balanceo de línea: ▫
▫
▫
Revisión de la asignación actual de actividades en cada una de las estaciones. Graficación de las cargas actuales de trabajo por estación Redistribución de las actividades en las estaciones, teniendo en cuenta las relaciones de precedencia entre las mismas.
▫
Cálculo de eficiencia y del tiempo de ciclo (tiempo de operación de la estación más lenta en la línea de ensamble) teórico de la línea
▫
Simulación del tiempo de ciclo de línea a partir de los datos históricos y su distribución asociada; esto se incluye en la metodología de estudio, puesto que la simulación permite tener un acercamiento al comportamiento posible del sistema, deducido a partir de la interacción de varios agentes, los cuales presentan de forma individual un comportamiento estocástico asociado.
Como herramientas de análisis y elaboración de estrategias de mejora de proceso de planeación de la producción se han diferenciado dos grandes líneas de investigación:
La modelación matemática de los procesos productivos.
La simulación del comportamiento del flujo del proceso productivo
Básicamente, estos enfoques aunque son muy parecidos en su fase inicial, puesto que dependen de la definición de parámetros y variables, tienen objetivos diferentes. La modelación matemática de los procesos busca la combinación de un grupo de variables la cual optimice el funcionamiento del sistema, tratando la variabilidad del entorno a través de un análisis de sensibilidad; este proceso se limita a evaluar el comportamiento de las variables en rangos de medida flexible. La gran desventaja de este enfoque es que exige una gran estabilidad tanto en los procesos productivos como en el entorno mismo, para así asegurar que la aplicabilidad de dicho modelo genere los resultados planteados teóricamente, por lo que resulta poco realizable dado el entorno dinámico de la organización. Por otro lado, la simulación de los procesos busca representar el comportamiento futuro de sus variables de desempeño, permitiendo establecer estrategias en procura de - 20 -
asegurar un buen funcionamiento de la planta, mediante la gestión de inventarios, la reducción de tiempos de entrega y una mejor utilización de los recursos. La simulación permite un análisis mucho más general que los modelos matemáticos y puede utilizarse cuando las condiciones no son apropiadas para un análisis matemático típico, condiciones que se presentan en el presente trabajo; por lo tanto es esta la estrategia adoptada para abordar el caso de estudio planteado en la Línea de Ensamble Honda FANALCA S.A. donde se escogen los procesos claves de la planta de ensamble, permitiendo abstraer el sistema objeto de estudio de la realidad mediante el modelo como una representación simplificada, ofreciendo la posibilidad de conocer y entender mejor el comportamiento del mismo ante determinadas variaciones del entorno durante un horizonte de tiempo definido, logrando representar de manera fiel el comportamiento real de los procesos, conocer sus falencias y elaborar estrategias que mejoren el desempeño del proceso productivo.
- 21 -
5.
ANÁLISIS, MEJORA Y AUMENTO DE LA CAPACIDAD DEL PROCESO DE ENSAMBLE LÍNEA DE MONTAJE FINAL
5.1
5.1.1
REVISIÓN DEL MÉTODO INICIAL
Descri pción del Proceso Actual de Ensamble en Línea. La línea de ensamble
está compuesta por 9 estaciones de trabajo dobles, a lo largo de las cuales se ha dividido el trabajo de ensamble de cada una de las motocicletas, como se puede observar en la Figura 5.1. En cada una de las estaciones de trabajo se encuentra la herramienta y los componentes necesarios para el normal desarrollo de las actividades de ensamble.
Figura 5.1. Distribuci ón de l as estaciones de trabajo en la línea de ensamble final Est 4IC
Est 1
Est 2
Est 3
Est 4
Est 5
Est 6
Est 7
Est 8
La estación de trabajo 4IC es una estación doble existente entre las estaciones 4 y 6, la cual no tiene variaciones en su carga de trabajo asignada, dada la imposibilidad de dividir las actividades de ensamble realizadas por dicha estación. Mediante la aplicación de la metodología de las “5 M’s”, se procedió a la descripción del proceso de ensamble como se puede observar a continuación:
- 22 -
MÉTODO
El proceso de ensamble de motocicletas en línea es un proceso altamente manual, tal como lo ilustra la Figura 5.2, a este proceso llegan los diferentes componentes de la motocicleta20, los cuales van siendo ensamblados en la misma por cada uno de los trabajadores que conforman las estaciones de trabajo, las cuales están ubicadas a lo largo de la línea de ensamble por la cual se desplaza el producto. En la planta, la línea de ensamble es manual, es decir, el producto se desplaza a lo largo de la misma después de que cada estación de trabajo realice todas las actividades de ensamble y libere el producto a la estación siguiente; esta condición genera una mayor variabilidad en el proceso pues la dependencia en el ritmo de producción debido a la mano de obra es mucho mayor que en los procesos semiautomáticos, en los cuales el producto viaja a una velocidad media calculada con base en la tasa de producción y la carga de trabajo de cada estación de trabajo. Figur a 5.2 Línea de ensambl e final 21
MAQUINARIA
Las herramientas más utilizadas en el proceso de ensamble son las pistolas de ajuste neumático, las cuales brindan un torque de ajuste de acuerdo a la capacidad de la herramienta y la presión de entrada de aire a la misma; otro tipo de herramienta utilizada son los Torquimetros (o llaves dinamométricas), los cuales son herramientas para la
20
Preensamblados en otra sección de la planta o directamente desde el proveedor Fuente: Los autores
21
- 23 -
verificación de los ajustes críticos que tiene el producto, ajustes los cuales proporcionan seguridad y confiabilidad al cliente. Este tipo de herramienta puede verse en la Figura 5.3. Figura 5.3 Herrami enta util izada en la línea de ensambl e22
MANO DE OBRA
La mano de obra que conforma el grupo de la línea de ensamble, ver Figura 5.4, son personas que cumplen con los siguientes requisitos mínimos: 1. Educación: Bachiller, preferiblemente industrial su equivalente a 1 año de experiencia en la actividad. 2. Experiencia: No se requiere, deseable que haya trabajado en una planta de producción. 3. Conocimientos: Deseables conocimientos en mecánica de motos, y en sistemas de gestión de calidad. 4. Habilidades Técnicas: A través del proceso de Planeación y control anual de capacitación y entrenamiento, se busca que los operarios obtengan las siguientes habilidades técnicas: ▫
▫
Conocimientos básicos en salud ocupacional. Conocimientos básicos del sistema de gestión ambiental y sistema de gestión de calidad.
▫
Manejo de instrumentos de medición.
22
Ibíd.
- 24 -
▫
▫
▫
▫
Manejo y cuidado de herramientas neumáticas
.
Manejo de gráficos de control. Reparación de motocicletas. Metodología de trabajo en equipo. Figura 5.4 Personal de la línea de ensamble 23
MATERIALES
La materia prima básica del proceso de ensamble está compuesta en mayor proporción por componentes CKD24 y en menor proporción por componentes de proveedores nacionales y algunos componentes son procesados en otras secciones de la planta. Figur a 5.5 Forma de llegada del materi al CKD25
23
Ibíd. Componentes directos del proveedor. 25 Fuente: Los autores. 24
- 25 -
MEDIO AMBIENTE
Las condiciones en el medio, presentadas en la línea de ensamble, son las siguientes: 1. Iluminación: La iluminación en las estaciones de trabajo esta alrededor de las 600 800 luxes, el cual es un nivel de iluminación recomendado para los procesos de ensamble, garantizando la comodidad del trabajador y la calidad de su trabajo. 2. Ruido: El nivel de ruido presentado en la línea de ensamble es causado principalmente por el uso continuo y repetitivo de las herramientas de impacto neumáticas y este se encuentra por debajo de la exposición permitida según la norma OHSA, 90 dBA * 8 horas 26; sin embargo el departamento de Salud Ocupacional de la Organización ha hecho reglamentario el uso de protección auditiva en esta área, buscando contrarrestar las posibles desviaciones positivas de dicho nivel de ruido. 3. Temperatura: La temperatura presentada en la línea de ensamble es una temperatura estable, 26ºC, con algunos picos en las horas de la tarde, 32ºC, los cuales son contrarestados con una ventilación continúa y la ubicación de dispensadores de agua a lo largo y ancho del área, buscando brindar condiciones de trabajo confortables a los trabajadores en este aspecto. 5.1.2
Mejora del Método de Ensambl e Actual. A través de un análisis de campo del
proceso de ensamble en la línea, se observaron factores que afectaban la productividad y estabilidad en los tiempos de las actividades de ensamble; estos factores fueron: SÍNTOMA 1
Gran cantidad de movimientos innecesarios realizados por el personal en la ejecución de las actividades normales de ensamble, generando una gran variabilidad en los tiempos de ejecución y fatiga en el personal.
▫
Factor 1: La distancia existente entre la línea de ensamble y los medios de manejo para los componentes pequeños (Aproximadamente 1,5 mt), como la tornillería y componentes menores del sistema eléctrico.
▫
Factor 2: La distancia entre la herramienta (llaves de impacto) y la zona de trabajo.
26
Estudio realizado en Mayo de 2004 por l a ARP Seguros Bolívar.
- 26 -
▫
Solución: Para contrarrestar el factor 1 y así poder obtener unos tiempos de ejecución confiables se logró dicha reducción de la variabilidad a través de unos medios de manejo flexibles, los cuales fueron diseñados por el Departamento de Ingeniería, y posteriormente instalados por el personal de ensamble a lo largo de la línea en las estaciones con mayor variabilidad, caso de las estaciones número 1, 2, 3, 4, 8. Para contrarrestar el factor 2, se realizó un rediseño de la red de aire, el cual no solo contribuyó a la reducción de dicha distancia y por ende a los tiempos de ejecución, sino también en la preservación de la herramienta, puesto que en dicho sistema el aire para las herramienta se tomaba por la parte inferior de la tubería, ocasionando que el agua producida por la condensación del aire llegará de manera directa a las herramientas, provocando la oxidación y deterioro de la misma.
SÍNTOMA 2
Horario extendido en la jornada nocturna de un 40% del personal debido al adelanto de producto procesado por la torre que se requería para poder iniciar el ensamble en la línea.
▫
Factor: Excesivo inventario de producto en proceso evidenciado en el espacio ocupado por las motocicletas ensambladas por el proceso subyacente (Ensamble en Torre), las cuales eran almacenadas el 100% para posteriormente ser procesadas en la línea de ensamble.
▫
Solución: Determinación de un nivel de inventario de producto en proceso que fuese el mínimo necesario que permitiese el flujo continuo de la línea de ensamble y que fuese menor que el nivel de inventario hasta ese momento manejado. El nivel de inventario mínimo requerido fue determinado a través de herramientas de simulación; se encontró que el nivel adecuado era de aproximadamente el 40% de la producción. Esta reducción de inventario permitió un mejor aprovechamiento del área de ensamble puesto que se redujo en aproximadamente un 60% el área que era ocupada en el almacenamiento de producto en proceso.
- 27 -
5.2
ESTUDIO DE TIEMPOS Y BALANCE DE LÍNEA
Después de la implementación de las mejoras en el método de ensamble se realizó posteriormente el estudio de tiempos y el posterior balance de línea, en la línea de ensamble final. Los pasos en el estudio de tiempos fueron: 5.2.1
Defini ción y Normalización de los Elementos Operativos a Considerar en el
Estudio
Reconocimiento
y división del proceso de ensamble elementos operativos: A
continuación, se realizó la división de cada una de las actividades realizadas en el proceso de línea de ensamble en elementos operativos, los cuales fueran medibles e identificables. Para ello se realizaron filmaciones del proceso de ensamble en cada una de las estaciones de la línea de ensamble, buscando obtener una definición más precisa de los elementos operativos en los cuales se podría dividir el proceso; además, este medio sirve para contrarrestar la escasez del tamaño de la muestra aprovechando el tiempo en el cual no se realiza la producción del modelo piloto escogido a través del análisis del archivo grabado.
Descripción y documentación de cada uno de los elementos operativos definidos: En
este paso,
cada uno de los elementos definidos fueron codificados para su fácil
identificación, donde la numeración no representa una secuencia de ejecución de los mismos.
Elaboración del listado maestro de elementos operativos: Los elementos operativos
identificados en la etapa previa fueron compilados en un listado maestro, donde se preclasificaron según la estación donde se ejecutaba inicialmente y se relacionó también la herramienta utilizada y los componentes ensamblados en dicho elemento operativo. Los elementos definidos fueron reagrupados en actividades, a fin de lograr secuencias lógicas que permitiesen el posterior estudio de tiempos y su asignación en el balanceo de línea.
- 28 -
5.2.2
Construc ción de la Red Relacional de los Elementos Operativos 27. A partir
de las relaciones existentes entre las diferentes actividades de ensamble en la línea se construyó la red de precedencias, permitiendo visualizar los diferentes tipos de restricciones, existentes en el proceso de ensamble, inherentes a cada actividad de ensamble. Los tipos de relaciones que se tuvieron en cuenta fueron las siguientes: Simultaneidad: Se determinó que la actividad 1 mantiene una relación de
simultaneidad con la actividad 2 cuando estas deben ser realizadas en un mismo momento en el tiempo. O-1
O-2
Precedencia: Se determinó que la actividad 1 mantiene una relación de precedencia
con la actividad 2 cuando es necesario que la actividad 1 sea ejecutada y terminada antes de iniciar la actividad 2, con el fin de poder realizarla.
O-1
O-2
Contenido: Esta relación fue manejada a manera de modificación en la reagrupación
de actividades, con el fin de establecer y mantener una secuencia de actividades más lógica dentro del proceso de ensamble. El listado maestro de elementos operativos del modelo escogido se pueden observar en la ruta: PROYECTODEGRADO\ ANEXOS\ Cap1.Anexos\ TIEMPOS&BALANCE_NOV-2226.xls y la red de precedencias en la ruta PROYECTODEGRADO\ ANEXOS\ Cap1.Anexos\ RED_PRECEDENCIAS_PROY_GRADO.xls del CD anexo a este documento. 5.2.3
Estud io de Tiempos. Con las actividades reagrupadas e identificadas con su
respectivo número, se realizó un estudio de tiempos. La metodología empleada para el estudio de tiempos se describe a continuación:
27
Red de Precedencias.
- 29 -
a.
Filmación d e Cada Estación de Trabajo:
Los trabajadores escogidos para el estudio fueron los trabajadores que actualmente desempeñan las labores en la línea de ensamble. Cada una de las estaciones fueron filmadas con el objetivo de validar y redefinir las actividades descritas anteriormente, logrando una mejora en el método. Las filmaciones también fueron utilizadas como material de apoyo para la captura de información, en especial para la toma de tiempo en actividades de muy corta duración y en actividades de ejecución simultáneas. b.
Toma de Tiempos d e la Muestra Piloto :
Se realizó una toma de tiempos de una muestra piloto para conocer de manera aproximada la media y la desviación estándar de cada actividad ejecutada, permitiendo establecer de forma más objetiva el tamaño de muestra necesario el cual proporcionara un intervalo de confianza, de tamaño razonable, para el tiempo medio de proceso de cada actividad. De este modo, si se quiere estimar la media µ de cada actividad de la cual se conoce que su población tiene una desviación estándar σ , asumiendo como aceptable un margen de error
δ
segundos y con un nivel de confianza (1- α ) , el tamaño “ n0 ” de muestra que
deberá tomarse viene dado según la Ecuación 1:
n0
=
z 12−α s 2 δ
2
Ecuación 1. Cálculo del tamaño de muestra, con d esviación estándar poblacional c onocid a
Como la desviación estándar de la población
σ
no es conocida, se asumió que la
desviación estándar de esta es la misma que la de la muestra piloto s, si y solo si el tamaño de la muestra piloto es mayor o igual a 30. En este caso en especial, como el tamaño de la muestra piloto es menor a 30 28, el factor Z 2 (1- α ) deberá ser cambiado por su equivalente en la distribución t-student T 2 (1- α ). Así, el tamaño de muestra para este caso particular estará definido por la Ecuación 2:
28
MANYOMA, Pablo. Una aproximación al estudio del trabajo y sus utilidades. Santiago de Cali, Colombia. Universidad del Valle. Facultad de Ingeniería. Escuela de ingeniería Industrial y Estadística. 2003. P. 82
- 30 -
n0
=
T 2S2 δ
2
Ecuación 2. Cálculo del tamaño de muestra, con d esviación estándar poblacional desconocida
Donde el valor de δ se especificó para cada actividad, según el valor de su media. En el CD anexo, en la ruta PROYECTODEGRADO \ ANEXOS \ Cap1.Anexos \ TIEMPOS&BALANCE_NOV-22-26.xls se presenta la tabla de tiempos. c.
Toma de Tiempos de la Muestra Calculada:
Después de obtener los valores de n recomendado para cada una de las actividades, se realizó el muestreo, obteniéndose los valores de x y s para cada actividad. Estos valores son de gran importancia en el momento de la simulación del proceso de ensamble en línea. d.
Suplementos de Actividades:
Para obtener los tiempos estándar es necesario considerar un porcentaje de tiempo de suplemento a modo de tener en cuenta las interrupciones, demoras y disminución del ritmo de trabajo, provocados por la fatiga inherente al desarrollo de cada actividad. Los diferentes suplementos que se han tenido en cuenta para la obtención de los tiempos estándar en la línea de ensamble HONDA son presentados a continuación:
Necesidades personales: Teniendo en cuenta los diversos estudios realizados respecto al porcentaje que se debería aplicar por suplemento en este aspecto se recomienda un porcentaje del 5%, el cual se ha tomado para el presente estudio.
Fatiga básica: Este suplemento está definido como la energía consumida para llevar a cabo el trabajo y aliviar la monotonía, para el presente estudio se admite un porcentaje de 4%.
Fatiga variable: Para este suplemento la literatura recomienda tener en cuenta una serie de factores, sin embargo, se han aplicado aquellos que se consideran más relevantes y que desde el análisis efectuado en la planta podrían influir en la fatiga del personal; estos factores tenidos en cuenta son los siguientes: - 31 -
▫
Postura anormal: Los suplementos de postura se basan en consideraciones del
metabolismo, la postura que se considera como básica y cómoda la cual puede ser mantenida por largos periodos de tiempo es la posición sentado; se ha optado por un suplemento de 2% el cual se recomienda para un trabajo realizado de pié, el cual es el caso específico de la línea de ensamble. ▫
Fatiga muscular: Como en la planta se presentan esfuerzos físicos repetitivos
estos constituyen una causal de agotamiento, lo cual implica que se deba dar un tiempo de recuperación al músculo del individuo; el porcentaje de suplemento aplicado para este caso fue: Estación 1, 2 y 3
el 18% debido al esfuerzo
ocasionado por la carga de los motores y los chasis. 29Para las demás estaciones fue considerado adecuado un 4% como suplemento. ▫
Ruido: Este factor no se tuvo en cuenta para la aplicación de suplementos, puesto
que los niveles de detectados por la ARP seguros Bolívar en un estudio realizado en Mayo de 2004, se encuentran por debajo de los niveles permitidos (según OSHA 90 dBA * 8 horas), además los trabajadores cuentan con protección auditiva. A modo de resumen de los factores de suplemento tenidos en cuenta en la línea de ensamble se encuentra la Tabla 5.1 a continuación: Tabla 5.1 Porcentajes de suplementos definid os p ara el pr oceso de ensamble en línea DESCRIPCIÓN DEL SUPLEMENTO Necesidades personales Fatiga básica Postura anormal Fatiga muscular Ruido TOTAL
PORCENTAJE ESTACIÓN 1, 2, 3 5% 4% 2% 18% 0% 27%
PORCENTAJE DEMÁS ESTACIONES 5% 4% 2% 4% 0% 15%
29
NIEBEL, Benjamín. Op. Cit., P. 439
- 32 -
5.2.4 a.
Balance de Línea
Metodología: Básicamente, el balance de línea puede realizarse a partir de 1 de los 2 siguientes factores: Tiempo de Ciclo predefinido: A partir de un tiempo de ciclo deseado, se toma el valor de este como el valor máximo permitido de asignación de actividades para cada estación y así se obtiene el número de trabajadores necesarios para lograrlo. Número de trabajadores predefinido: Tomando como base el número de trabajadores actuales, se realiza la asignación de actividades de manera tal que se aumente la eficiencia global de la línea de ensamble
Para escoger la forma de realizar el balanceo de línea, se tuvieron en cuenta factores cualitativos de gran importancia tales como:
Tiempo que la organización lleva ensamblando motocicletas y la experiencia ganada hasta hoy en ese ámbito.
Minimizar el impacto ocasionado por el cambio de las actividades realizadas en cada una de las estaciones actuales.
Evitar incurrir en la creación de una propuesta de secuencia de actividades que implique una curva de aprendizaje bastante pronunciada.
De este modo, la forma escogida para el estudio fue la del número de trabajadores predefinidos. La redistribución de actividades en cada estación de trabajo fue basada en la distribución actual de las mismas, teniendo en cuenta los tiempos asociados a cada trabajador (estación), sus holguras, su capacidad de recibir (En caso de tener holgura) o desplazar (En caso de ser la estación cuello de botella) una actividad del grupo actual de actividades realizadas y las restricciones del diagrama de precedencias. Para lograr la simultaneidad entre las actividades que así lo requerían, en la situación práctica se evitó desplazar dichas tareas de los trabajadores actuales en su correspondiente estación, teniendo en cuenta la secuencia de actividades de cada uno y su tiempo de ejecución. - 33 -
b.
Indicadores de Desempeño: Con la finalidad de medir el desempeño actual del proceso de ensamble en línea y lograr comparar este proceso con el propuesto, se propusieron los siguientes indicadores de desempeño, los cuales se convertirán en herramientas de planeación y control del proceso: Eficiencia (E%): Este indicador refleja el porcentaje de tiempo real utilizado respecto al tiempo real invertido en la labor de ensamble en línea. Este indicador se cuantifica según la Ecuación 3 a continuación: n
∑ O k E% =
k =1
Max[TE j ]m * m
Ecuación 3. Indicador de eficiencia
Donde:Ok = Tiempo de proceso de la operación de ensamble. n = Número total de operaciones de ensamble. TE j = Tiempo de ensamble asignado para cada estación de trabajo j. m = Número total de estaciones TC TEÓRICO: El tiempo de ciclo teórico, expresado en segundos, se calculó como el
tiempo de ciclo de la estación con mayor carga de trabajo, como se presenta en la Ecuación 4: TC TEÓRICO = Max [TE j ]m
Ecuación 4. Tiempo de ciclo teórico
TC ESPERADO 1: En el balance inicial, el tiempo de ciclo esperado 1, expresado en
segundos, se calculó como se muestra en la Ecuación 5: TC ESPERADO 1 = TC OBSERVADO * (1 + 20%) Ecuación 5. Cálculo del Tiempo de cic lo esperado 1, para el balance de línea inicial 30
Donde TC OBSERVADO representa el tiempo de ciclo recopilado, por los autores en las mediciones del proceso.
30
Donde el 20% representa el factor de sup lemento y calif icación estimada.
- 34 -
TC ESPERADO 1: Para el balance propuesto, el tiempo de ciclo esperado 1 se
calculó como se muestra en la Ecuación 6: TC ESPERADO 1 = TC TEÓRICO * (1 + VARIABILID AD PROCESO)
Ecuación 6. Cálculo del Tiempo de cic lo esperado 1, para el balance de línea propuesto
Este parámetro se calculó de esta forma debido a que no se contaba con el tiempo de ciclo observado (Pues aún no se había implementado el balance de línea propuesto). VARIABILIDAD DEL PROCESO (%): Como se presenta en la Ecuación 7, la
variabilidad del proceso se estimó con base en el porcentaje de diferencia entre el TIEMPO DE CICLO TEÓRICO y el TIEMPO DE CICLO ESPERADO 1 del balance de línea inicial.
VARIABILIDAD DEL PROCESO (%) =
(TC ESPERADO 1− TC TEÓRICO) TC TEÓRICO
Ecuación 7. Porcentaje de variabilidad del proceso
El TIEMPO DE LA 1ª UNIDAD (%): Representa el porcentaje de tiempo de la jornada
laboral que es utilizado para llenar la línea con producto en cada una de las estaciones de trabajo. Este valor es calculado mediante la Ecuación 8:
TIEMPO DE LA 1ª UNIDAD (%)
=
TC ESPERADO 1 * m T JORNADA LABORAL
Ecuación 8. Cálculo del % Tiempo de la 1ª unidad 31
TC ESPERADO2: El tiempo de ciclo esperado 2, expresado en segundos, es el
tiempo de ciclo al cual se espera realmente en promedio, obtener una motocicleta de la línea de ensamble. Este parámetro es calculado con base en la Ecuación 9: TC ESPERADO 2 = TC ESPERADO 1 * (1 + % LLENADO DE LA LÍNEA ) Ecuació n 9. Cálcul o del % TC ESPERADO2
31
Donde se tomó como j ornada laboral 10 hora de trabajo.
- 35 -
Tasa de producción esperada (TP): Representa la cantidad de unidades por hora que
se pueden esperar a lo largo del proceso. Este indicador se cuantifica según la Ecuación 10: TP =
3600 [TC ESPERADO 2]
Ecuación 10. Indicador de Tasa de producci ón esperada
Donde: 3600, representan los segundos que componen 1 hora. c.
Balance de Línea Inicial: La distribución inicial de actividades encontrada en las estaciones de trabajo de la línea de ensamble, el tiempo estándar, y sus indicadores de eficiencia y productividad se muestran en el Gráfico 5.1. Gráfico 5.1 Balance de línea inicial de la línea de ensamble
32
DISTRIBUCIÓN INICIAL 1 2 3
150 140
4 5
130 120
6
110
7 8
100 S O D N U G E S
90
9 10
80 70
11
60
12 13
50 40
14
30
15 16
20 10 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
17 18
1 OPERADORES
El Gráfico 5.1 muestra una inadecuada distribución de la carga laboral entre los operadores de las estaciones de trabajo. Dicha distribución genera tiempos ociosos no identificables a simple vista en el proceso, debido a que se esta trabajando a niveles de segundos de operación.
32
Fuente: Los Autores.
- 36 -
Nótese que la estación de trabajo con mayor carga es la número 3 (Operador 7), con 133.67 segundos de labor efectiva, lo cual hace que dicha estación sea la estación cuello de botella y por tanto sea la que regule el ritmo productivo de la línea de ensamble. Los indicadores de eficiencia y tasa de producción esperada del balance de línea inicial se resumen en la Tabla 5.2: Tabla 5.2 Indic adores de desempeño d el balance inic ial para la línea de ensamble EFICIENCIA
61,49%
TIEMPO TOTAL ACTIVIDADES TIEMPO DE CICLO TEORICO TOTAL OPERADORES NUMERO DE ESTACIONES
(seg) (seg )
1561,82 133,67 19 8
TIEMPO DE CICLO OBSERVADO TIEMPO DE CICLO ESPERADO 1 VARIABILIDAD DEL PROCESO
(seg ) (seg )
114,00 136,8 2,34%
TIEMPO DE LA 1ª UNIDAD TIEMPO DE LA 1ª UNIDAD
(seg) (%)
1094,4 3,04%
TIEMPO DE CICLO ESPERADO 2 (seg ) TASA DE PN ESPERADA (uni/hr)
140,96 25
Nota: En la Tabla 5.2 aparece un total de 19 operadores mientras que en el Gráfico 5.1 solo aparecen 18 operadores, esto es debido a que el operador 9 está compuesto en la realidad por dos operadores que realizan las mismas actividades de ensamble. Esta misma situación se presenta en el Gráfico 5.2 y la Tabla 5.3 siguientes. d.
Balance de Línea Propuesto: Después del estudio de métodos y tiempos realizado en la línea de ensamble, y teniendo en cuenta las restricciones de precedencia entre las diferentes actividades, se logró una distribución de actividades, en tiempo estándar, en las estaciones de trabajo en la cual se mejora la utilización del recurso humano, aumentando no solo la eficiencia en el uso de ellos sino la productividad del proceso de ensamble en línea. La distribución de cargas entre los operadores se observa a continuación en el Gráfico 5.2.
- 37 -
Gráfico 5.2 Balance Balance de línea prop uesto p ara la línea de ensamble ensamble DISTRIBUCIÓN PROPUESTA 120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
110 100 90 80 O D N U G E S
70 60 50 40 30 20 10 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 1 1 1 OPERADORES
12
13
14
15
16
17
18
Con base en el balance de línea propuesto, se cuantificaron los indicadores de desempeño de dicha configuración de trabajo propuesta. El comportamiento esperado en el proceso productivo de ensamble en línea y su mejora se resume en la Tabla 5.3 a continuación: Tabla Tabla 5.3 Indicadores de desempeño d el balance inici al Vs. el el balance pro puesto para la línea de ensamble COMPORTAMIE COMP ORTAMIENTO NTO DE L A L ÍNEA DE ENSAMBLE
BALANCE DE LÍNEA INICIAL PROPUESTO
EFICIENCIA
61,49%
87,04%
TIEMPO TOTAL ACTIVI TIEMPO ACTIVIDADES DADES TIEMPO DE CICLO TEORICO TOTAL OPER OPERADORES ADORES NUMERO DE ESTACIONES
(seg ) (seg) (seg )
1561,82 133,67 19 8
1561,34 94,41 19 8
TIEMPO DE CICLO OBSERVADO TIEMPO DE CICLO ESPERADO 1 VARIABILIDAD DEL PROCE PROCESO SO
(seg ) (seg )
114 136,80 2,34%
96,62 2,34%
TIEMPO DE LA 1ª UNID TIEMPO UNIDAD AD TIEMPO DE LA 1ª UNIDAD
(seg) (%)
1094,40 3,04%
772,97 2,15%
TIEMPO DE CICLO ESPERADO 2 (seg ) TASA DE PN ESPER ESPERADA ADA (uni /hr)
140,96 25
98,70 36
- 38 -
Como se puede observar en la Tabla 3, mejorando la distribución de cargas a través del balance de línea propuesto, se mejora la utilización del recurso humano haciendo más eficiente el proceso de ensamble (La eficiencia aumenta en un 29%), evidenciándose en el aumento de la capacidad productiva de la línea de ensamble manteniendo el mismo nivel de personal en el proceso; la capacidad productiva de la línea de ensamble aumenta de 212 Unid./Día a 306 Unid./Día aproximadamente. 5.2. 5.2.5 5
Validació Validació n del balance de línea prop uesto mediante la simul ación.
Teniendo como base el estudio de tiempos del proceso de ensamble en línea y las distribuciones de las actividades establecidas en el balance inicial y en el balance determinístico propuesto, se procedió a simular el proceso productivo en el software Promodel ®, con el objetivo de evaluar de manera probabilística tanto el desempeño productivo del balance inicial como el desempeño productivo del balance propuesto, buscando obtener una mayor confiabilidad en los parámetros productivos propuestos para la línea de ensamble tales como el lead time de la línea de ensamble y la tasa de salida de producto. En el modelo de simulación del proceso de ensamble en línea, cada una de las estaciones de trabajo se representó como una locación en las cuales los operadores , representados por los recursos, realizarán las actividades de ensamble asignadas, mediante la activación de estos a través de la función “USE” en el campo “PROCESSING” del modelo. Las actividades de ensamble asignadas a cada operador en el modelo dependerán del balance de línea representado por el modelo mismo y los tiempos de duración de cada una de las actividades serán asumidos como un variable normal, con valores de µ y
σ
derivados del estudio de tiempos, en el cual, para cada una de estas actividades se tomó una muestra de tiempos mayor o igual a 30 datos. Los modelos de simulación de estos dos balances de línea se pueden detallar más a fondo en CD anexo, en la ruta PROYECTODEGRADO /ANEXOS /Cap1.Anexos /CAP1LSB.MOD para el balance de línea inicial y PROYECTODEGRADO /ANEXOS /Cap1.Anexos /CAP1LB.MOD para el balance de línea propuesto. Los resultados de este experimento se muestran a continuación:
- 39 -
a.
Simulación del balance de línea inicial: Como puede observarse en el Gráfico 5.3, la distribución de carga laboral es bastante irregular entre las diferentes estaciones de trabajo, lo cual genera un alto tiempo improductivo que se verá reflejado como una baja tasa de producción, debido a los paros improductivos en los que incurre el proceso como resultado de las variaciones de carga laboral. Gráfico 5.3 Distr Distr ibuci ón d e cargas de trabajo. Línea sin balancear balancear Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
LÍNEA SIN BALANCEAR. CARGA DE TRABAJO EN LAS ESTACIONES DE LÍNEA LINEAII E1D LINEAII E1I LINEAII E1IC LINEAII E2D LINEAII E2I LINEAII E3D LINEAII E3I LINEAII E4D LINEAII E4I LINEAII E4IC1
68,59 5,111,59 55,73 53,26 45,43
39,05
50,2081
41,45
50,1041
49,42 67,47 4,75
27,78
57,67 4,69
37,64 93,4 93 ,46 6 4, 4,55 55 1,99 67,71
44,04 53,81 49,91 42,26
18,87
13,42
19 0,8 08 0 55,50
LINEAII E4IC2 LINEAII E5D LINEAII E5I LINEAII E6D LINEAII E6I LINEAII E7D LINEAII E7I LINEAII E8D LINEAII E8I 0,00
24,71
5,22
36,08 13,00
31,50
14,68
31,51
12,84
37,25
11 0,7 07 0
45,97 73,29 61,70
5,95
20,76
6,77
31,53
64,43 5,12
30,45
67,91 67, 91 3,8 3,87 0,070
28,22 94,943,39 1,67 85,51
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
14,49
90,00
100,00
PORCENTAJE
En esta configuración inicial se logran procesar 324 motocicletas en un tiempo total de producción de 11,38 horas hábiles, estableciendo una tasa de producción de 28 Unid./Hr, valor similar al alcanzado en el análisis estático realizado en Excel; este resultado valida el estudio de métodos y tiempos realizado, puesto que a partir de el, se hallaron los estimadores de los tiempos de proceso de las actividades, con los cuales fue parametrizado el modelo de simulación. En el Gráfico 5.4 se puede observar que el tiempo de ciclo de proceso presenta una normalidad; esto se puede presentar porque cada uno de los componentes del proceso presenta normalidad, incluida la estación cuello de botella. Debido a diferencia entre las medias de cada estación de trabajo, el resultado muestra una notoria variabilidad del proceso, algo perjudicial para un buen proceso de planeación, al agregarle una inestabilidad a este, traduciéndose esto en incumplimientos y traumatismos de todo el sistema productivo. - 40 -
Gráfico 5.4 Distribu ción del tiempo d e ciclo. Línea sin balancear. LINEA SIN BALANCEAR. TIEMPO DE CICLO 32,78
32,00 30,09
30,00 28,00 26,00 24,00 E J A T N E C R O P
22,00 20,00 18,00 16,27
16,00
15,86
14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,09
4,00 2,00 0,00
0,37
0
15
30
45
60
75
0,30
90
105
120
135
150
165
0,25
180
195
SEGUNDOS
En el Gráfico 5.5 se observa el comportamiento del lead time de la línea de ensamble, nótese que la distribución de este tiempo no tiene un comportamiento normal, a pesar de que está compuesto por datos normales, esto debido a la interdependencia de estaciones con carga de trabajo muy diferentes entre si, ocasionando bloqueos y desabastecimientos del producto en el proceso, aumentando la variabilidad del tiempo de ciclo. Gráfico 5.5 Distri buci ón d el lead time de l ínea. Línea sin balancear. LINEA SIN BALANCEAR. TIEMPO TOTAL DE ENSAMBLE EN LINEA 30,00
28,73
28,00 26,00
25,20
24,00 22,00 E J A T N E C R O P
20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00
9,39
8,66
8,00 6,00
5,34
5,07
4,00
3,46 2,35
2,00 0,00
0,38 0,33 0,31 0,34 0,33 0,30
0
60
2,15 0,65
1,87 1,95 1,70 0,68
0,80
120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140
SEGUNDOS
b.
Simulación del balance de línea propuesto: Teniendo en cuenta la agrupación de actividades propuestas en el balance de línea obtenido de forma determinística se realizó la simulación de este, validando la obtención de una mejor utilización del - 41 -
recurso humano disponible. La distribución de cargas de esta propuesta es mas regular a lo largo del tiempo que la distribución inicial; generando una mayor confiabilidad, en términos productivos, del proceso de ensamble en línea; esta situación se puede observar en el Gráfico 5.6. Gráfico 5.6 Distr ibuci ón d e cargas de trabajo. Línea balanceada Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
LÍNEA BALANCEADA. CARGA DE TRABAJO EN LAS ESTACIONES DE TRABAJO. 78,78
LINEAII E1D LINEAII E1I LINEAII E1IC LINEAII E2D LINEAII E2I LINEAII E3D LINEAII E3I LINEAII E4D LINEAII E4I LINEAII E4IC1
13,65 9,98 17,11 22,34 7,03 7,49 13,53 12,81 9,51
79,98 79,67
LINEAII E4IC2 LINEAII E5D LINEAII E5I LINEAII E6D LINEAII E6I LINEAII E7D LINEAII E7I LINEAII E8D LINEAII E8I 0,00
5,63 1,94
84,33 5,69 0,00 77,64 5,25 71,17 6,49 87,86 5,11 85,50 7,01 78,98 7,49 81,15 6,04 84,82 5,67
75,93
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
5,89 14,13 5,91 14,42 8 5,6 9 50,00 ,2 3 9,08 6,41 17,66 83,01 5,06 11,93 86,78 5,50 7,72 84,05 7,05 0,00 8,90 89,22 6,21 0,01 4,56 86,17 10,363,47 85,82 14,18
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
En este balance propuesto se logran procesar 324 motocicletas en un tiempo total de producción de 8.67 horas hábiles, estableciendo una tasa de producción de 37 Unid./Hr., en comparación a la tasa de 36 unidades Unid./Hr. alcanzada en el análisis estático realizado en Excel. En el Gráfico 5.7 se observa la disminución del tiempo de ciclo debido a la redistribución de la carga de trabajo y a la disminución de la misma en la estación cuello de botella; de manera indirecta, se disminuye la variabilidad del tiempo de ciclo, ocasionado por la reducción de la brecha existente entre la carga de trabajo de la estación cuello de botella y las demás estaciones de la línea.
- 42 -
Gráfico 5.7 Distri buci ón d el tiempo de ciclo . Línea balanceada. LINEA BALANCEADA. TIEMPO DE CICLO
E J A T N E C R O P
50,00 48,00 46,00 44,00 42,00 40,00 38,00 36,00 34,00 32,00 30,00 28,00 26,00 24,00 22,00 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00
45,89
31,11
12,84 7,81
2,10 0,26 0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
SEGUNDOS
En el Gráfico 5.8 se observa el comportamiento del lead time de la línea balanceada. En este se puede observar una distribución normal de esta variable, ocasionado por la regularidad entre las cargas laborales de las estaciones de trabajo; esta normalidad hace más predecible la capacidad del proceso productivo de la línea, reduciendo la variabilidad del tiempo de ciclo. Gráfico 5.8 Distribución del lead time de línea. Línea Balanceada. LINEA BALANCEADA. TIEMPO TOTAL DE ENSAMBLE EN LINEA
E J A T N E C R O P
42,00 40,00 38,00 36,00 34,00 32,00 30,00 28,00 26,00 24,00 22,00 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00
42,04
28,34
21,82
2,111,63 1,92 0,44
0
40
1,70
80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 640 680 720 760 800 840
SEGUNDOS
- 43 -
5.3
CONCLUSIONES
El balance inadecuado de una línea de producción no solo se refleja en una incorrecta utilización de los recursos, medida en la eficiencia de su uso, y en la baja productividad del proceso, sino también en que dicha inadecuada distribución de carga ocasiona mayor variabilidad en la tasa de producción alcanzada teóricamente a través del tiempo de ciclo de la estación cuello de botella, haciendo que el proceso productivo además de ser ineficiente también sea ineficaz. La variabilidad existente en los procesos de producción en línea debida a la interdependencia de las estaciones de trabajo, debe de ser tenida en cuenta para la correcta estimación de la capacidad productiva del proceso. En el método determinístico de balance de línea del caso de estudio, se tuvo en cuenta la variabilidad del proceso de forma empírica, como una diferencia entre los datos del proceso real alcanzado y el balance de línea inicial teórico y con esta variabilidad se refinó y estimó la capacidad productiva del proceso balanceado. Al ser esta variabilidad mayor en los procesos no balanceados que en los procesos balanceados, la tasa de producción estándar del proceso balanceado se afectó, reduciéndose en un 3% con respecto a la tasa productiva que podría realmente alcanzar la línea de producción; algo que puede ser perjudicial para la rentabilidad de la Organización, dependiendo de los costos de producción. Las herramientas de simulación aplicadas a las líneas de producción son de gran importancia para la estimación de los parámetros productivos de las mismas, puesto que de esta manera se pueden estimar objetivamente las tasas de producción de estos procesos, obteniendo patrones de medida justos, tanto para la Organización como para los empleados.
- 44 -
6.
6.1
AUMENTO DE CAPACIDAD DEL PROCESO DE ENSAMBLE TORRE – ESPIGO
DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL
El subensamble del chasis en este proceso se realiza en un dispositivo, el cual es denominado “Torre”, este consiste en un eje de acero fijado a la superficie, del cual se desprenden 6 ganchos que permiten realizar un proceso de producción por lotes de este mismo número de unidades; ver Figura 6.1. El dispositivo y el proceso fueron diseñados por Honda Japón alrededor del año 1988. En este dispositivo los colaboradores organizan alrededor de él las partes que van a ser posteriormente ensambladas al chasis por ellos mismos; ver Figura 6.2. Figura 6.1 Dispositivo de ensamble del proceso Torre.33
33
Ibíd.
- 45 -
Figura 6.2 Proceso de ensamble en Torre 34
Los chasis preensamblados en el proceso Torre se direccionan posteriormente a un almacenamiento (Ver Figura 6.3), en el cual se instalan otra serie de componentes antes de ser llevados a la línea de ensamble para su montaje final, este proceso se le conoce con el nombre de Espigo. Como consiguiente en el desarrollo de este capítulo se referirá al proceso Torre Espigo (TE), como la unión de estos dos procesos. Figura 6.3. Almacenamiento de producto en el proceso Espigo 35
El aumento de la productividad en la línea de ensamble como resultado del balanceo de esta, evidenció en su proveedor interno, el proceso Torre Espigo una productividad mucho
34
Ibíd. Ibíd.
35
- 46 -
menor a la requerida en el sistema productivo evidenciando la existencia de un balance inadecuado entre estos dos procesos y limitando la capacidad productiva del sistema en general. Esta situación era corregida mediante la acumulación de producto en proceso, generando situaciones insatisfactorias tales como: Turnos extendidos, dobles jornadas laborales, congestionamiento de la planta y deterioro del material en proceso. Teniendo en cuenta que se cuenta con proyecciones de demanda que soportan el nivel de productividad de la línea de montaje final, se hace necesario el nivelar la capacidad entre estos dos procesos, logrando un nivel productivo superior al logrado hasta el momento por estos, llevándolo como meta al esperado en el proceso de ensamble final. Vale la pena destacar que el proceso de ensamble en Torre Espigo según su carga de trabajo poseía realmente una mayor capacidad de producción que la alcanzada hasta dicho momento, la cual estaba restringida por una limitación de espacio, impidiendo almacenar el inventario de producto en proceso, ocasionando una disminución del ritmo de trabajo del personal, el cual regula su capacidad laboral dado el tiempo disponible y generando ineficiencias en el proceso. La situación anterior es mostrada en la Tabla 6.1, realizada a partir de datos obtenidos de la medición del proceso. Tabla 6.1 Comparación de los parámetros pr oduct ivos d e los procesos Torre Espigo y el ensambl e en línea36 PARÁMETROS Turno de producción (Hora) Tiempos muertos planeados (Hora) Tiempo efectivo de turno (Hora) Capacidad de producción (Unid.) Motocicletas / Unidad Producción Total motocicletas / turno
PROCESO LÍNEA DE ENSAMBLE TORRE ESPIGO FINAL 12 10 1.5 1.5 10.5 8.5 20 291 6 1 120 291
36
Ibíd.
- 47 -
6.2
ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL
6.2.1
Análisi s del método de ensamble en Torre
Espigo. Para poder tomar
medidas que contrarresten un síntoma es necesario conocer a fondo el proceso, lo cual implica realizar un proceso de análisis, registrando las situaciones que permitiesen ser modificadas y que le aportasen un mayor valor agregado al producto; este trabajo fue realizado mediante la documentación del método utilizado e identificando las actividades realizadas en el.
6.2.2
Análisi s de capacidad del proc eso de ensamble en Torre Espigo. Antes de
llevar a cabo cualquier mejora en un proceso es necesario analizar si la capacidad de éste está siendo bien utilizada, o si por el contrario esta no responde a las necesidades de la organización; para encontrar la capacidad real del proceso Torre Espigo se procedió a realizar un muestreo del tiempo de ciclo total de una motocicleta y el tiempo total del lote de producción (seis motocicletas) en el proceso de ensamble Torre Espigo, de tal manera que se pudiera encontrar las motocicletas a producir por unidad de tiempo. Obteniendo la información anterior sumada a los datos obtenidos en el capitulo 1; se realizó un modelo de simulación en Promodel ® del sistema inicial, obteniéndose los resultados mostrados en la Tabla 6.2. Tabla 6.2 Situación i nici al del proc eso Torre Espigo 37 PROCESO TORRE ESPIGO INICIAL Número de operarios por turno Turno de producción Adelanto de producción (hr) Tiempo requerido para realizar la capacidad del inventario (hr) Tiempo muerto por limitación de espacio (hr) Capacidad del proceso (unidades / turno)
10 2 12 7.37 3.13 120
Inventario de producto en proceso: Dado la diferencia de productividad entre los dos
procesos analizados expuesta anteriormente, el proceso de ensamble en línea se iniciaba con un inventario de producto en proceso equivalente a 120 unidades, y su comportamiento a través del tiempo era el siguiente. 37
Ibíd.
- 48 -
Gráfico 6.1 Comportamiento del Inventario de p roducto en proceso exist ente entre el ensamble en línea y el proceso TE38
Como se puede observar en el Gráfico 6.1, el tiempo de consumo del inventario de producto en proceso, por parte de la línea de ensamble es de 5.40 horas. Porcentaje de utilización de los colaboradores: En este apartado se mide el tiempo en
que el personal de los procesos Torre Espigo y Línea de ensamble agregan valor al producto, de todo el tiempo efectivo disponible; en este caso se presenta una utilización promedio del 75.6 %. Esta situación se visualiza en el Gráfico 6.2. Gráfico 6.2 Porcentaje de utilización de lo s co laboradores en el ensamble en línea y el proceso TE39 % de utlización Operarios Linea -Torre 65.87 69.71 64.63
COLABORADOR 1D COLABORADOR 1I COLABORADOR 1IC COLABORADOR 2D COLABORADOR 2I COLABORADOR 3D COLABORADOR 3I COLABORADOR 4D COLABORADOR 4I COLABORADOR 4IC1 COLABORADOR 4IC2 s e r COLABORADOR 5D o d COLABORADOR 5I a r o COLABORADOR 6D b a l COLABORADOR 6I o C COLABORADOR 7D COLABORADOR 7I COLABORADOR 8D COLABORADOR 8I COLABORADOR TORRE 1 COLABORADOR TORRE 2 COLABORADOR TORRE 3 COLABORADOR TORRE 4 COLABORADOR TORRE 5 COLABORADOR TORRE 6 0.00
59.34 72.36 70.46 65.67 67.72 69.99 66.34 64.60 70.61 63.16 68.49 71.06 68.13 71.40 69.17 69.32 99.66 99.68 99.74 99.68 99.67 99.66 10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
Porcentaje
38
Ibíd. Ibíd.
39
- 49 -
Tiempo de ciclo: Como inicialmente se ha realizado un balanceo de línea, lo
esperado es que la tasa de salida de la línea de ensamble esté definida por el tiempo de la estación con mayor carga de trabajo, pero debido a que no siempre ocurre esto, dada la naturaleza manual del proceso, es importante visualizar la variabilidad del tiempo de ciclo de una motocicleta ensamblada; esta situación se puede visualizar en el Gráfico 6.3 Gráfico 6.3 Comportamiento del ti empo de cic lo d e ensamble en línea40
Capacidad del proceso: El dato que quizás manifiesta mayor interés de todo el
análisis es el de la cantidad de unidades que se obtienen o pueden obtenerse al final del proceso; por tal razón se hace necesario observar el comportamiento de las motocicletas producidas en un espacio de tiempo dado. En este análisis se obtiene una tasa de producción de 238 motocicletas por día; dato que se tendrá como referencia para cuantificar una mejora del proceso. Esta información puede verse en el Gráfico 6.4.
40
Ibíd.
- 50 -
Gráfico 6.4 Capacidad del proc eso TE inici al41
6.2.3
Definic ión de la situació n insatisf actoria. La situación insatisfactoria se define
como “Insuficiencia de capacidad del proceso Torre Espigo”, evidenciado en las excesivas horas extras causadas en el área de Ensamble, como se muestra en la Tabla 6.3 Tabla 6.3 Horas extras por centro de trabajo en la Línea de Ensamble Honda 42 ACUMULADO HORAS EXTRAS LINEA DE ENSAMB LE HONDA 2005 Descripción Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Acumulado
Bodega Prepintura Pintura Ensamble Alistamiento Total
6.3
646 198 3.831 5.473 556 10.703
709 372 4.854 3.013 801 9.748
775 444 5.568 3.232 594 10.611
876 513 5.566 3.313 835 11.102
859 492 5.379 4.674 925 12.328
385 532 5.144 4.103 871 11.034
365 379 5.863 2.388 551 9.545
4.614 2.929 36.203 26.193 5.132 75.071
%
6,10% 3,90% 48,20% 34,90% 6,80% 100,00%
ANÁLISIS DE LOS INTERESADOS
Dentro del problema definido anteriormente, se han identificado los involucrados, los cuales presentan la visión del problema, de acuerdo a sus intereses generando una posición individual ante las posibles soluciones que se plantearán. Entre los involucrados que han sido identificados se tienen:
41
Ibíd. con solid ado ho ras adicio nales L.E.H 2005 FANALCA S.A.
42
- 51 -
6.3.1
Patrocinador. Es el encargado de proporcionar y asignar los recursos
necesarios para la elaboración y ejecución del proyecto. En la ejecución de una posible alternativa de solución al problema planteado se identifica como patrocinador el área de planeación financiera de la organización. 6.3.2
Cliente. Es el
encargado de tomar las decisiones fundamentales para la
elaboración del proyecto, principalmente las de capital. Para este caso se identifica la Vicepresidencia de Producción como cliente del proyecto. 6.3.3
Usuarios. Usuarios. Son los directamente afectados por el problema y pueden verse
beneficiados por la ejecución del proyecto, además no toman decisiones fundamentales, pero su participación es importante en la toma de la decisión. Entre los usuarios identificados se encuentran:
Administración de la planta. Incluye al equipo de supervisores y coordinadores de producción de la planta. Esta área se ve beneficiada al lograr una mejor utilización de los recursos, mostrando de este modo una buena gestión sobre ellos.
Operarios de planta. Debido a que este grupo de personas, es el usuario directo de la alternativa que se implemente finalmente, haciendo que la desición tomada sea influenciada por su punto de vista.
6.3.4
Proyectista. Son los directamente responsables de la elaboración y ejecución
del proyecto; en este caso son los autores de esta tesis.
6.4
ÁRBOL DEL PROBLEMA
Como una muestra de los posibles actores que afecten el sistema, se presentan la siguiente Figura 6.4 el cual muestra la situación insatisfactoria asociada a posibles causas, dado su naturaleza.
- 52 -
Figura 6.4 6.4 Árbol d el probl ema43
Disminución de la rentabilidad de la empresa
Incapacidad del proceso de cumplir con los requerimientos de su cliente interno
Insufici encia de capacidad capacidad del proceso Torre & Espigo
Materiales
Método
Mano de obra
Maquinaria
Excesivo manejo de materiales
Deficiente planeación de la producción
Fatiga del personal
Maquinaria obsoleta
Inadecuada distribución de la planta
Desconocimiento de la capacidad de la planta
Pobre compromiso del personal
Deficiente estado de las herramientas
Ausencia de estándares de trabajo
Inestabilidad laboral
Sobrecarga laboral
Continuos reprocesos
Medio ambiente
Deficiente nivel de iluminación
Alta temperatura ambiente en la planta
Insuficiente capacitación
43
Fuente: Los autores.
- 53 -
6.5
ÁRBOL DE OBJETIVOS
En la Figura 6.5 se presenta el objetivo hacia el cual debe apuntar el proyecto, teniendo en cuenta la naturaleza de cada factor y como se puede lograr el objetivo propuesto de acuerdo a la incidencia de cada uno de ellos.
6.6
ALTERNATIVAS AL TERNATIVAS DE SOLUCIÓN
Para dar solución a una situación insatisfactoria es recomendable abordar varias opciones, que permiten la discusión de los posibles pros y contras de cada alternativa planteada. Para dar solución a esta situación se plantearon las siguientes opciones: a.
Cambio de metodología de ensamble en Torre: Esta alternativa consiste en pasar del método actual de producción por baches de 6 unidades a pasar a producir por baches de 2 unidades, contando con la misma mano de obra.
b.
Adquisición de nueva tecnología para el ensamble en Torre; Overhead de ensamble. Sistema automático consistente en un conveyor elevado donde los chasis de las motos serian ensamblados, para luego ser descendidos a la línea manual. Es un sistema similar al utilizado por Honda Da Amazonia de Brasil; ver Figura 6.6
c.
Adquisición de nueva tecnología para el ensamble en Torre: Línea automática de ensamble. Sistema consistente en una línea automática en la cual los chasis serían ensamblados a medida que este se mueve por cada estación de trabajo. Este sistema es similar a otros utilizados en el país, ver Figura 6.7
- 54 -
Figura 6.5 Árbol d e objetivos 44 AUMENTA R LA EFICIENCIA EN EL MANEJO DE LOS RECURSOS DE LA LÍNEA DE ENSAMBL E HONDA PROCESO TORRE ESPIGO
Materiales
Método
Disposición adecuada de los materiales
Mejoramiento de la planeación de la producción
Disminución de la fatiga
Personal comprometido
Minimizar el manejo de materiales
Análisis de capacidad de la planta
Disminución de la sobrecarga laboral
Estabilidad laboral
Inadecuada distribución de la planta
Maquinaria
Mano de obra
Herramientas y equipo en buen estado
Incorporación de nueva tecnología al proceso
Establecimiento de estándares de trabajo Disminución de los reprocesos
Medio ambiente
Mejoramiento de las condiciones ambientales
Mejoramiento del nivel de iluminación
Mejoramiento del estado de las herramientas
Capacitación del personal en las labores a realizar
44
Ibíd.
- 55 -
Figura 6.6 Conveyor de ensamble45
Figura 6.7 Línea de ensamble automática46
45
Honda da amazonia Brasil 2004. Archi vo cotización l ínea de ensamble automática FANALCA S.A. 2005
46
- 56 -
6.7
EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
6.7.1
Factores asociados a la evaluación de las alternativas de solu ción. Este
aparte consiste en definir los factores que se involucrarían para la toma de la decisión final. La valoración de los factores se realizó en una escala cuantitativa del 1-10, con el valor de 10 para la mejor opción en el factor evaluado. Los factores y su respectiva ponderación que fueron tenidos en cuenta para la elección de la alternativa se pueden observar en la Tabla 6.4. Una visión más detallada de la evaluación de las alternativas se puede observar en el CD anexo en la ruta PROYECTODEGRADO /ANEXOS /Cap2.Anexos / Evaluacion de AlternativasTE.xls Tabla 6.4 Matriz de Factores para la evaluación d e las alternativas de so luci ón 47 PONDERACIÓN DE FACTORES ASOCIADOS A LAS ALTERNATIVAS DE SOL UCIÓN Aceptación del Económico Ambiental Ocupacional Calidad Productividad Total personal Factor 10% 15% 15% 15% 25% 20% 100%
6.7.2
Evaluación de las alternativas de solu ción. Definidos los factores involucrados
para la toma de la decisión, se procede evaluar las diferentes alternativas aplicando una calificación a cada alternativa de acuerdo al factor específico que se esté evaluando; la calificación de las alternativas de este proyecto se presenta en la Tabla 6.5 Tabla 6.5 Matriz de Evaluación de alternativas 48 CALIFICACIÓN DE LAS AL TERNATIVAS DE SOLUCIÓN Alternativa Económ ico Am biental O cupacional A B C
10 2 2
5 8 8
2 9 9
Calidad
Productividad
2 7 8
5 9 9
Aceptación del personal 2 5 7
Total 4,0 7,1 7,6
Por lo tanto, la alternativa de solución que presentó un mejor cumplimiento de los requerimientos del proyecto fue la alternativa C correspondiente a la Línea automática de ensamble; los requerimientos técnicos de esta alternativa se pueden observar en el CD anexo en la ruta PROYECTODEGRADO /ANEXOS /Cap2.Anexos / Req línea aut.xls
47
Fuente: Los autores. Ibíd.
48
- 57 -
Para validar los resultados estimados al escoger la alternativa C, se realizó una simulación en Promodel ®, en la cual se incluyen los parámetros que debe cumplir esta línea, obteniéndose los resultados expuestos en la Tabla 6.6; los modelos de simulación de este capítulo pueden observarse en el archivo anexo PROYECTODEGRADO \ANEXOS \Cap2.Anexos. Tabla 6.6 Resultados de la simulació n del pr oceso Torre Espigo 49 PROCESO TORRE ESPIGO EN LÍNEA PARÁMETROS ANTES DESPUÉS Número de operarios por turno Turnos de producción Adelanto de producción (hr) Capacidad del inventario(hr) Tiempo muerto (hr) Unidades por turno
10 2 12 7,37 3,13 120
11 1 0 0 0 302
Porcentaje de utilización de los colaboradores: Como consecuencia de la eliminación
de los paros por falta de material, se presenta un aumento del tiempo productivo de los colaboradores, estableciéndose en promedio en 85 %, como se muestra en el Gráfico 6.5 Gráfico 6.5 Porcentaje de utilización d e los co laboradores en el nuevo proceso de ensamble50 % utilización operarios línea I y inea II COLABORADOR 1 D_LIN_AUT COLABORADOR 1 I_LIN_AUT
100.00 92.73
COLABORADOR 1D COLABORADOR 1I
79.14 84.93
COLABORADOR 1IC
80.52
COLABORADOR 2 D_LIN_AUT COLABORADOR 2 I_LIN_AUT
92.40 91.96
COLABORADOR 2D COLABORADOR 2I
71.61 88.42
COLABORADOR 3 D_LIN_AUT COLABORADOR 3 I_LIN_AUT
91.82 91.26
COLABORADOR 3D
84.54
COLABORADOR 3I
79.48
s eCOLABORADOR 4 D_LIN_AUT r o d COLABORADOR 4 I_LIN_AUT a r COLABORADOR 4D o b COLABORADOR 4I a l o COLABORADOR 4IC1 C
91.35 90.91 81.32 83.13 78.66 78.28
COLABORADOR 4IC2 COLABORADOR 5 D_LIN_AUT
90.71
COLABORADOR 5 I_LIN_AUT
90.44
COLABORADOR 5D COLABORADOR 5I COLABORADOR 6 D_LIN_AUT
84.35 74.03 90.22
COLABORADOR 6D
80.91
COLABORADOR 6I COLABORADOR 7D
85.50 81.57
COLABORADOR 7I
86.06
COLABORADOR 8D COLABORADOR 8I
81.45 82.34 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
Porcentaje
49
Ibíd. Ibíd.
50
- 58 -
Tiempo de ciclo: Otro factor que es de gran importancia es que el proceso mantenga una estabilidad a través del tiempo, proporcionando una mejor base para la planeación y la toma de decisiones; esta estabilidad se presenta cuando se tiene una menor variabilidad del proceso, como se muestra en el Gráfico 6.6 donde se muestra una disminución de la variabilidad respecto a lo mostrado en el Gráfico 6.3.
Gráfico 6.6 Comportamiento del ti empo de ciclo de ensamble en línea en el nuevo proceso de ensamble
Capacidad del proceso: Dado que se puede tener un proceso nivelado en capacidad ya no se tiene el inconveniente del inventario, por lo tanto la tasa de consumo y salida de la línea no sufre alteraciones por falta de producto, por lo tanto las salidas del proceso se comportarán como se muestra en la Figura , arrojando un total de 302 motocicletas producidas, comparado con las 238 motocicletas producidas inicialmente, ver Gráfico 6.7, mostrando un aumento de la productividad global del proceso aproximadamente del 27 %. Es decir que se logró un incremento desde 238 motocicletas por día hasta 302 motocicletas por día, proyecto que se implementó, de acuerdo al proyecto presentado y justificado por los autores como se muestra en la siguiente sección. (Sección 6.8)
- 59 -
Gráfico 6.7 Capacidad del nuevo pr oceso d e ensamble.51
6.8
DEFINICIÓN DEL PROYECTO
6.8.1
Declaración del alcance. Para todo proyecto es necesario definir una frontera o
dicho de otra forma hasta donde llegará el proyecto en el sistema productivo, esto es con el fin de poder controlar las actividades y saber hasta donde se puede llegar con estas, para así cumplir con el propósito fijado inicialmente y cumplir los términos del proyecto. Dentro de la declaración del alcance se tiene la finalidad y el objetivo definidos de la siguiente manera: Finalidad: Aumentar la eficiencia en el manejo de los recursos de la División HONDA
- FANALCA S.A. (Área de línea de ensamble y pintura) Objetivo: Aumentar la capacidad productiva del proceso de ensamble TORRE-
ESPIGO, el cual actualmente, está por debajo de la demanda de motos esperada para los periodos siguientes.
51
Ibíd.
- 60 -
6.9
ESTRUCTURA DEL DESARROLLO DEL PROYECTO – EDP CONCEPTUAL–
Con base en los requerimientos de la organización y teniendo en cuenta el objetivo del proyecto se realiza la desagregación del mismo en cuatro grandes productos, los cuales ayudarán al cumplimiento del objetivo, estos productos son descritos a continuación.
Diagnóstico de la situación actual: Ante la insuficiente información existente sobre el proceso, se hace necesario recopilar y analizar información referente a los procesos realizados en este proceso de la Organización con la finalidad de tenerlos como punto de referencia para el planteamiento de alternativas de solución a la situación insatisfactoria en el proceso de ensamble de TORRE&ESPIGO.
Planteamiento y evaluación de alternativas de solución: Este entregable debe contener la información asociada a las alternativas de solución en cuanto a los factores que determinen la elección de una de las alternativas planteadas en este punto. En este punto se mostrará la evaluación de cada una de las alternativas y la Dirección tomará la decisión de escoger la mejor alternativa planteada.
Definición del proyecto: En este punto se mostrarán las actividades que conforman el proyecto, con sus respectivos tiempos de entrega, recursos necesarios y los responsables de ejecución y seguimiento de las mismas. Aquí la Dirección planteará las modificaciones necesarias para la aprobación del proyecto mismo.
Ejecución y Cierre del proyecto: En este punto, se mostrará el cronograma de actividades asociadas al proyecto y se realizará un control sobre el desarrollo de las mismas y sobre el presupuesto asociado al proyecto de inversión.
6.9.1
Progr ama de hit os: Con la finalidad de establecer un periodo meta para la
obtención de los productos requeridos para el alcance del propósito del proyecto, se estima el tiempo de entrega de cada uno de ellos, esto con base en los requerimientos de
- 61 -
tiempo de entrega expuestos por la Dirección de Producción e Ingeniería Honda motos. El programa de hitos se resume en la Tabla 6.7 a continuación: Tabla 6.7 Programa de Hitos 52
1. 2. 3. 4.
6.9.2
PROGRMA DE HITOS PROYECTO TORRE ESPIGO HITOS TIEMPO DE ENTREGA (Semanas) Análisis de la situación actual T&E 2 Planteamiento de alternativas de solución 3 Definición del proyecto 2 Ejecución y cierre del proyecto 12
Presupuesto de inversió n Tipo II. Teniendo en cuenta los productos
mencionados en la EDP conceptual, se realizó una planificación de los recursos y su esfuerzo asociado, en este caso, teniendo como base el recurso humano necesario para el desarrollo del proyecto. El detalle del presupuesto Tipo II se muestra en la Tabla 6.8: Tabla 6.8 Presupuesto de i nversión tipo II53 PRESUPUESTO DE INVERSIÓN TIPO II Transportador de 15 mt (Montaje incluido) $ 54.336.000 Dispositivos de sujeción de la moto $ 7.748.000 Transporte a la planta $ 5.000.000 Seguros (2%) $ IVA (16%) $ TOTAL LÍNEA AUTOMÁTICA $ 67.084.000 Herramienta para nueva línea Adecuaciones de línea de aire Adecuaciones de LEH GRAN TOTAL
6.9.3
$ $ $ $
13.416.800 15.000.000 13.416.800 108.917.600
Evaluación económic a del proy ecto. Para la justificación de la inversión, se
realizo la respectiva evaluación económica del mismo, la cual asegura que los recursos requeridos para la ejecución, representan más que un gasto, una inversión, la cual se recuperará en un periodo dado haciendo viable el proyecto para la organización. La metodología utilizada para este análisis se muestra a continuación: 52
Ibíd. Cotización proyecto auto matización proceso tor re espigo FANALCA S.A. Julio 2005
53
- 62 -
Definición del ahorro: El monto total del ahorro a alcanzar mediante la ejecución del
proyecto es calculado mediante la reducción de horas extras en el proceso, esta reducción se muestra en la Tabla 6.9 Tabla 6.9 Estimación d e los ahorro s del pro yecto 54 DEFINICIÓN DEL AHORRO No. De personas Torre - Espigo (Situación actual) No. De personas Torre - Espigo (Situación propuesta) Horas persona / mes (Legales) Horas extras promedio año área ensamble Horas extras promedio año proceso Torre - Espigo Horas extras subensamble / mes Horas disponibles / mes Horas extras a causar
20 12 192 3.940 1.728 2.212 1.536 676
Reducción de horas extras Costo hora extra normal TOTAL AHORRO MENSUAL
3.264 2.100 6.854.400
$ $
El área de ensamble representa las áreas de Torre Espigo, Sub ensambles y Ensamble final, al tener esta área una carga de horas extras superior a la que se presenta en el proceso observado y que el nuevo proceso requerirá de 8 personas menos; entonces, estas personas fueron reubicadas en las áreas de Sub ensambles, trabajando en horario normal, lo cual permite reducir las horas extras en el total del área, produciendo el ahorro mostrado. Cálculo del punto de equilibrio del proyecto: Mediante el cálculo de este apartado se
contrasta el beneficio económico alcanzado en un periodo dado y el valor máximo de la inversión que permite el proyecto, teniendo como principal punto de referencia la tasa mínima de retorno de la Organización. Este análisis se muestra en la Tabla 6.10 Tabla 6.10 Punto de equilibr io del p royecto. CÁLCUL O DEL PUNTO DE EQUILIBRIO Tasa Mínima de Retorno EA 30% Tasa Mínima de Retorno MV 2,21% Periodo de evaluación 24 Ahorro Mensual Proyectado $ 6.854.400,00 VPN $ 126.605.363,93
54
Ibíd.
- 63 -
Donde la TMR es la tasa planteada por la Organización para este tipo de proyectos y los ahorros mensuales fueron calculados con base en las proyecciones de mercado para los siguientes 2 años, razón por la cual también se escogió como periodo de evaluación del proyecto 24 meses. Como se puede observar el costo máximo que permite el proyecto teniendo en cuenta los parámetros propuestos para su evaluación es de: $ 126.605.363.93 Mcte. Análisis de viabilidad: Para saber si el proyecto es viable económicamente, se
plantea la siguiente regla de decisión: Si el monto de la inversión es menor o igual al monto establecido en el punto de equilibrio, entonces, el proyecto será viable económicamente, teniendo como restricción el cumplimiento al programa de producción. El costo total de la inversión se muestra en la Tabla 6.11 Tabla 6.11 Análisis de la Viabilidad del p royecto 55 ANÁLISIS DE VIABILIDAD DEL PROYECTO Costo línea automática de ensamble $ Transporte $ Línea de aire $ $ Montaje de línea de aire Iluminación $ Ventilación $ $ Movimiento de caja de breaker Salida de tomacorriente de 440 v para línea $ Herramientas requeridas para línea y subensambles $ $ Copas y accesorios de herramientas Dispositivos de traslado de moto (Pluma) $ TOTAL $
65.697.976 1.000.000 17.504.800 2.000.000 3.800.000 6.000.000 6.000.000 1.200.000 14.220.000 726.000 4.800.000 122.948.776
Como se puede observar en la Tabla 6.11, la inversión es de $ 122.948.776 Mcte y el punto de equilibrio fijado es de máximo $ 126.605.363.93 Mcte, por lo tanto el proyecto es viable económicamente.
6.9.4
Evaluación de prov eedores en la alternativa escogid a: Ya seleccionada la
alternativa que dará solución al problema, se procedió a determinar quien proveyó dicha solución, evaluando cada proveedor de acuerdo a varios factores como se muestran a continuación. 55
Ibíd.
- 64 -
Matriz de evaluación de proveedores: Con base en la ponderación y la calificación
dada a cada uno de los factores establecidos, se procedió a evaluar los proveedores, con la finalidad de escoger la opción que satisficiera de
la
mejor
manera
las
expectativas de la organización. La evaluación detallada de los proveedores se puede observar en el CD anexo en la ruta PROYECTODEGRADO / ANEXOS / Cap2.Anexos / Evaluacion de AlternativasTE.xls Tabla 6.12 Matriz de Evaluación de proveedores 56 Factor
Económico
Técnico
Experiencia
Forma de pago
Garantía
Tiempo de entrega
Total
Valoración Proveedor 1 Proveedor 2 Proveedor 3
10% 10 0 4
20% 7 9 9
20% 1 1 10
15% 8 10 10
15% 10 10 10
20% 10 3 9
100% 7,3 5,6 9,0
Como se puede observar en la Tabla 6.12, según los factores expuestos, el mejor proveedor de la línea de ensamble automática es la firma P3.
6.10 RESULTADOS DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO Después de llevar a cabo la implementación del proyecto se obtuvieron los resultados previstos en el análisis del mismo. Los resultados se muestran en la Tabla 6.13 Tabla 6.13 Aumento d e la produ ctivi dad alcanzado en el n uevo pro ceso TE. PRODUCTIVIDAD LABORAL MOTOS/HOMBRE SITUACIÓN INICIAL MOTOS/HOMBRE PROCESO EN LÍNEA
0,79 2,18
AUMENTO DE MOTOS/HOMBRE
1,39
AUMENTO DE PRODUCTIVIDAD
177%
Otros logros obtenidos como resultado de la implementación del proyecto fueron:
56
Ibíd.
- 65 -
Un incremento de la eficiencia del 27 % en el proceso global, lo que implica un mejoramiento del número de unidades ensambladas, pasando de 238 unidades a 302 unidades producidas por día.
La reducción del inventario de producto en proceso, pues se disminuyó de 120 unidades en promedio al inicio del proceso de ensamble en línea a 6 unidades; unidades que se mantienen en promedio en el nuevo proceso de ensamble en línea.
La mejora en el proceso de planeación de la producción, puesto que aunque el proceso tiende a ser más sensible a las variaciones productivas de los procesos subyacentes, el establecimiento de un solo bloque de tiempo para los procesos de ensamble hace más fácil este proceso de planeación global de la planta.
La reducción de los riesgos ergonómicos asociados al esfuerzo y la frecuencia del proceso de ensamble Torre y Espigo, puesto que los operadores ya no realizan las labores de cargue y descargue de las motocicletas semi-ensambladas.
El proyecto se cumple dentro de las fechas planteadas y el presupuesto de inversión estimado se cumple en un 100 %, resaltando que durante el montaje y puesta a punto del sistema no se generaron trastornos significativos del proceso productivo.
La capacidad del proceso estimada mediante la simulación en promodel, fue consistente con la capacidad productiva real obtenida en la implementación del nuevo proceso; resaltando la importancia de promodel como herramienta para la obtención de parámetros de desempeño confiables en los sistemas productivos.
- 66 -
7.
ANÁL ISIS GLOBA L DE LA PLANTA. MEJORAS Y ESTIMACIÓN DE LA CAPACIDAD
7.1
DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL
Después de lograr el aumento de la capacidad productiva de la planta a través de mejoras realizadas en cada una de las áreas, entre las cuales se destacaron las descritas en los capítulos anteriores, y además de recopilar y organizar la información referente a los procesos productivos, se recurrió nuevamente a la estrategia de simulación de los procesos a lo largo de la planta con el fin de lograr una mejor combinación de recursos utilizados en las diferentes áreas productivas. Para ello, se realizó la unión de los modelos de simulación de cada una de las áreas, puesto que solo mediante la interacción de dichos modelos se podría representar la interacción real de los procesos, buscando reducir el tiempo de ciclo de la producción, reduciendo de la mano los niveles de inventario de producto en proceso y mejorando el flujo de producto en la planta. Como se mostró en capítulos anteriores, en la actualidad la planta de ensamble se encuentra dividida en 5 procesos básicos: 1. La Bodega CKD. 2. Proceso de Prepintura. 3. Proceso de Pintura en Polvo. 4. Proceso de Pintura Líquida. 5. Proceso de Ensamble.
- 67 -
Estos procesos básicos se encuentran apoyados directamente por 2 procesos más, como lo son: 1. Integración Nacional. 2. Inspección Final. El modelo de simulación de la planta de ensamble se centró en los procesos en los cuales las partes procesadas siguen una ruta de fabricación en la cual intervienen más de un área productiva de la planta, puesto que la coordinación del flujo de estos componentes es más crítico desde el punto de vista de la planeación de la producción, puesto que se generan niveles de inventario mayores a medida que avanza el proceso productivo, debido a la dependencia existente entre las áreas. En total, existen 13 partes que necesitan ser procesadas en varias áreas productivas de la planta. Estas partes llegan directamente al área de Prepintura desde la Bodega CKD y se procesarán con base en a secuencia y grupos de partes establecidas por el método de trabajo actual. Cada una de la partes se identificaron con un número, a lo largo del proceso de simulación. Dicha identificación se realizó para hacer sencilla la programación del modelo y reservar información de la Organización. Luego de ser procesadas en el área de Prepintura, las partes son direccionadas al proceso de Pintura siguiente, según sea la parte. Estas partes serán agrupadas en otros tamaños de lote de proceso y finalmente enviadas al área de Ensamble. En el área de Ensamble, las partes son acopladas una a una en la motocicleta, la cual tiene un consumo fijo y predefinido de cada una de las partes. Como se puede observar, el flujo de proceso es sencillo, pero al existir la interdependencia entre los procesos, los tiempos de inicio de cada área son importantes para asegurar un flujo armónico de material a lo largo de la planta, reduciendo la excesiva acumulación y asegurando la calidad del producto.
- 68 -
7.1.1
Simulación del proc eso prod uctiv o actual de la planta. Mediante la utilización
del software PROMODEL ® y específicamente de su función MERGE, la cual se activa desde el modelo que se desea que quede como modelo principal, se realizó la unión de los modelos del área de Ensamble, Prepintura, Pintura Líquida y Pintura en Polvo. Después de lograr la unión física de los modelos, se prosiguió a la integración lógica de los mismos, es decir, se realizó la ruta de proceso para cada una de de las partes procesadas desde el área de Prepintura, hasta el área de Ensamble. Para lograrlo, se recurrió a la creación de la entidad “MOTOCICLETA_EN_PROCESO”, a la cual le son ensambladas las partes, provenientes de las áreas de Pintura, en las estaciones de trabajo que conforman las líneas de montaje mediante la función “JOIN” a lo largo de campo “PROCESSING” del modelo. Para la construcción del modelo de simulación de la planta de ensamble, fue necesaria la utilización de los siguientes elementos del programa de modelación:
175 Locaciones.
106 Entidades.
31 Path Networks.
32 Recursos.
314 Líneas de código de proceso.
13 llegadas de material, 1 por cada componente.
1 Subrutina.
1 arreglo de datos.
79 variables
Los parámetros de producción en los cuales se fundamentó el modelo de simulación se muestran a continuación: a.
Inventario inicial de material en los procesos de Pintura en Polvo, Pintura Líquida y Ensambl e en línea: Los niveles de inventario, al inicio de cada uno de los procesos descritos son contabilizados actualmente mediante los tiempos de “Adelanto” productivo existente entre cada una de las áreas. - 69 -
Así, en el proceso de planeación de la producción en la L.E.H, el Ensamble en línea comienza su turno de producción con una cantidad de inventario de producto terminado de las áreas de Pintura en Polvo y Pintura Líquida igual a su lote productivo del turno; en el caso de análisis de este trabajo de grado los componentes necesarios para el ensamble de 324 motocicletas. Para disponer de este inventario de material pintado al inicio de la jornada en el área de Ensamble (324 juegos de material), se planea cada una de las áreas de la planta como se muestra en la Tabla 7.1 Tabla 7.1 Resumen de parámetros para la planeación de la pro ducci ón en l a LEH.57 PROCESO ACTUAL CANT. HORA INICIAL HORA FINAL Prepintura 324 0 24 Prepintura 324 0 24 Pintura polvo 324 16 40 Pintura liquida 324 24 36 Ensamble 324 40 48
PROCESO SIGUIENTE Pintura Polvo Pintura Líquida Ensamble Ensamble Producto terminado
Como se evidencia en esta tabla, el área de Prepintura inicia actividades 48 horas antes de que la última motocicleta del lote de 324 unidades sea entregada al almacén de Producto Terminado. b.
Proceso de Bodega CKD: La simulación del proceso de la Bodega CKD no se incluyó dentro de alcance de este trabajo de grado, pues es un proceso en el cual se puede aumentar la capacidad productiva mediante el balanceo de cargas del personal, algo que debe hacerse siguiendo una meta u objetivo de productividad, pues si se realiza esta labor de una manera muy rápida la planta tenderá a acumular material y por el contrario, si se hace de una manera muy lenta, la planta tenderá a desabastecerse. Por ello, en el modelo se simulará la Bodega CKD como un proceso de elevada capacidad, con respecto al proceso siguiente, buscando obtener las pautas de demanda del proceso cliente, que guíe el desempeño productivo requerido de la Bodega CKD.
57
Ibíd.
- 70 -
c.
Proceso de Prepintura: Inicialmente, La Bodega CKD enviará al área de Prepintura cada uno de las 13 partes que se procesarán, en las cantidades que envía el proveedor en cada lote. Estos componentes serán ordenados y agrupados por los colaboradores del área de Prepintura, en 7 tipos de conformadores, según los dispositivos existentes. La composición de cada uno de los conformadores se observa en la Tabla 7.2 Tabla 7.2 Compos ició n de los confo rmadores del proceso de Prepintura 58 TIPO DE CONFORMADOR CONFORMADOR 1 CONFORMADOR 2_3_4 CONFORMADOR 5_6 CONFORMADOR 7 CONFORMADOR 8_9 CONFORMADOR 10_11 CONFORMADOR 12_13
PARTES 1 2, 3 Y 4 5Y6 7 8Y9 10 Y 11 12 Y 13
CANT PARTES/CONFORMADOR 9 108, 108 Y 108 108 Y 108 108 54 Y 54 36 Y 9 108 Y 108
Después de agrupar las 13 partes en los 7 tipos de conformadores se inicia el proceso de Prepintura para cada uno de los conformadores. En este proceso cada conformador debe sumergirse en una serie de siete tanques colocados en línea, con un tiempo estándar asociado a la residencia de cada conformador en cada tanque, estos tiempos se muestran en la Tabla 7.3. Tabla 7.3 Tiempos de pro cesamiento en los tanques del área de Prepint ura 59 TANQUE TANQUE 1 TANQUE 2 TANQUE 3 TANQUE 3 TANQUE 4 TANQUE 5 TANQUE 6
TIEMPO STD (MINUTOS) 6 6 1 1 6 1 1
La secuencia de producción en el proceso de Prepintura se hace con base en el tipo de conformador. Esta secuencia genera un tiempo de espera en los procesos 58
Ibíd. Ibíd.
59
- 71 -
siguientes, debido a que en esta área se procesan partes, a diferencia del área de Ensamble que procesa motocicletas completas. La Tabla 7.4 resume la secuencia productiva que se sigue en el área: Tabla 7.4 Secuencia de pro ducci ón actu al en el área de Prepintur a60 TIPO DE CONFORMADOR CANT. CONF/LOTE PROVEEDOR SECUENCIA DE PROD. CONFORMADOR 1 12 7 CONFORMADOR 2_3_4 1 5 CONFORMADOR 5_6 1 6 CONFORMADOR 7 1 3 CONFORMADOR 8_9 2 4 CONFORMADOR 10_11 12 2 CONFORMADOR 12_13 1 1
Luego de que las partes metálicas son procesadas en los tanques de Prepintura, estas se consolidan para su posterior secado en los hornos, posibilitando la realización de los procesos de Pintura y asegurando la calidad del proceso de Prepintura. El proceso de secado es realizado en dos tipos de hornos, un horno eléctrico y un horno a gas. La capacidad de los hornos en cada referencia y su ruta de secado se muestra en la Tabla 7.5 Tabla 7.5. Capacidad de lo s ho rnos de secado y ru ta de proc eso para cada una de las partes en el proceso d e secado 61 PARTES/HORNO DE SECADO 1 36 2, 3 Y 4 108, 108 Y 108 5Y6 108 Y 108 7 108 8Y9 54 Y 54 10 Y 11 108 Y 36 12 Y 13 108 Y 108 PARTE
d.
NUM. HORNEADAS/LOTE PROVEEDOR 3 1 1 1 2 13 1
HORNO A UTILIZAR GAS GAS GAS GAS ELÉCTRICO GAS GAS
Proceso de Pintura en Polvo: El proceso de Pintura en Polvo inicia luego de que las partes se encuentran secas. Estas partes se direccionan al proceso de Pintura
60
Ibíd. Ibíd.
61
- 72 -
correspondiente. Para la simulación del proceso de Pintura en Polvo se tuvo en cuenta los tiempos de muestreo del proceso de aplicación de pintura por pieza, ignorando los procesos de acumulación de material y alistamiento de partes, pues estas actividades son consideradas menores (es decir, que no se consideran actividades limitantes del proceso, pues en caso de no acoplarse al ritmo del proceso, no requerirían una gran inversión en infraestructura) que pueden ser llevadas a la tasa de producción requerida mediante el aumento de personal, en caso de necesitarse. El tiempo de procesamiento de cada una de las partes en el área de Pintura en polvo se muestra en la Tabla 7.6 Tabla 7.6 Tiempo de proc eso de Pintur a en polvo 62 PROCESO PINTURA EN POLVO PARTE TIEMPO/UN (Seg.) 1 55 2 17,5 3 17,5 4 17,5 5 17,5 6 8,75 7 31,5 8 26,25 9 26,25 10 17,5
Específicamente para el área de Pintura en Polvo se envía el conjunto de partes desde la parte 1 hasta la parte 10, donde las partes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 10 serán pintadas de color negro en la Cabina de Polvo 1, mientras que las partes 8 y 9 serán pintadas de color gris en la Cabina de Polvo 2. En esta área, dichas parte se procesan siguiendo la regla FIFO, modificándose esta únicamente según sea el tamaño de lote a pintar, el cual varía la capacidad de los hornos de polimerización. La capacidad de los hornos de polimerización depende del tamaño de las partes a polimerizar, por lo cual para cada parte existe una capacidad diferente. En resumen, la capacidad del horno de polimerización en cada una de las partes se muestra en la Tabla 7.7 62
Ibíd.
- 73 -
Tabla 7.7. Capacidad de los ho rnos d e Polim erización d e Pintura en Polvo 63 PARTE 1 2, 3 Y 4 5Y6 7 8Y9 10
PARTES/HORNO DE POLIMERIZACIÓN 36 36, 36 Y 36 54 Y 54 54 54 Y 54 108
NUM HORNEADAS/LOTE HORNO A UTILIZAR PROVEEDOR 3 POLIMERIZACIÓN 3 POLIMERIZACIÓN 2 POLIMERIZACIÓN 2 POLIMERIZACIÓN 2 GAS 1 POLIMERIZACIÓN
Cabe resaltar que las partes 8 y 9, se polimerizan en el Horno a Gas; esto para evitar la contaminación del material pintado debido a la diferencia en el color. e.
Proceso de Pintura Líquida: Las partes 11, 12 y 13, las cuales son partes estéticas de la motocicleta, y se envían desde el proceso de secado en Prepintura al proceso de Pintura líquida. Para la simulación del proceso de Pintura líquida, se utilizaron los parámetros de capacidad del sistema denominado Cabina de Pintura líquida, el cual posee un tiempo estándar por lote de parte a procesar. Los tiempos estándar por lote de partes se muestran en la Tabla 7.8 Tabla 7.8 Tiempo de p roceso d e Pintura líquid a64 PARTE 11 12 13
f.
PROCESO PINTURA LIQUIDA TAMAÑO DE LOTE TIEMPO (HR) 108 2 108 1 108 1
Proceso de Ensamble: Con las partes pintadas, tanto del proceso de Pintura líquida como del proceso de Pintura en polvo, se envían al área de Ensamble, donde las piezas abastecerán directamente las líneas de producción. El llamado de las piezas pintadas a las líneas de ensamble se hace mediante la función “JOIN” en el “PROCESSING” del modelo de simulación y en las líneas de código de la forma de envió en cada una de las piezas se activa la función “IF JOIN REQUEST”; así, las piezas solo serán enviadas en el momento en el cual las líneas
63
Ibíd. Ibíd.
64
- 74 -
de producción las necesite y mientras las líneas no las requieran, estas se mantendrán en el inventario de material pintado, si son partes provenientes del proceso de Pintura Líquida, ó en el inventario de material polimerizado, en el caso de que sean partes provenientes del proceso de Pintura en Polvo. 7.1.2
Resultados de la simul ación del proceso prod uctiv o actual. Para medir el
comportamiento de la planta, comparar los escenarios propuestos y establecer los puntos de mejora, se realizó el seguimiento a los siguientes indicadores durante la simulación. a.
El % de ocupación de cada una de las locaciones: Este valor muestra cual es la locación con mayor carga de trabajo, la cual impide que el flujo de producción sea mayor, sin recurrir a adelantos de producción en turnos extras.
b.
Inventarios de producto en proceso : Variable que mide en unidades la cantidad de cada una de las partes procesadas, entre cada uno de los procesos.
c.
Motocicletas producidas: Mide en unidades la cantidad de motocicletas producidas por la planta.
d.
El lead time d e la Línea de ensamble: Variable que mide en minutos el tiempo que se demora 1 motocicleta en ser ensamblada por completo, en el área de Ensamble.
e.
El tiempo de ciclo de la línea de ensamble: Variable que mide en segundos el tiempo que trascurre entre la
salida de una y otra motocicleta del proceso de
ensamble. f.
El tiempo total de proc eso en Prepintur a: Variable que mide en horas, el tiempo de procesamiento de todas las partes del lote en el área de Prepintura.
g.
El tiempo total de Proceso en pintura en polvo: Variable que mide en horas, el tiempo de procesamiento de todas las partes del lote en el área de Pintura en Polvo.
- 75 -
h.
Tiempo total d e producción: Variable que mide el tiempo total de producción del lote de ensamble, desde el momento en que se inicia el proceso de Prepintura hasta que se termina de procesar la última unidad del lote en el área de Ensamble.
Mediante la herramienta estadística de PROMODEL ®, PROMODEL OUTPUT, se realizó un seguimiento de las variables. Los resultados pueden verse a continuación. Los Gráficos 7.1 y 7.2 muestran la utilización de cada una de las locaciones que conforman el modelo de simulación; en estos gráficos se puede identificar el proceso que regula el ritmo productivo, en el caso de estudio, el horno de polimerización, el cual es la locación con mayor tiempo en operación. Gráfico 7.1 Utili zación de las locacio nes de la planta en el escenario actual. Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO ACTUAL. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES CABINA POLVO 1 CABINA POLVO 2 HORNO ELECTRICO HORNO GAS 1 HORNO POLIMERIZACION LIN AUT E1D LIN AUT E1I LIN AUT E2D LIN AUT E2I LIN AUT E3D LIN AUT E3I LIN AUT E4D LIN AUT E4I LIN AUT E5D LIN AUT E5I LIN AUT E6D LINEAII E1D LINEAII E1I LINEAII E1IC LINEAII E2D LINEAII E2I 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
Esta distribución de tiempo de operación indica que el horno de polimerización es la locación que está una mayor parte de tiempo en operación en comparación de las demás locaciones, para poder cumplir con la demanda de su proceso cliente, el cual es este caso, el proceso de Ensamble.
- 76 -
Gráfico 7.2 Utili zación de las locacio nes de la planta en el escenario actual. Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO ACTUAL. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES LINEAII E3D LINEAII E3I LINEAII E4D LINEAII E4I LINEAII E4IC1 LINEAII E4IC2 LINEAII E5D LINEAII E5I LINEAII E6D LINEAII E6I LINEAII E7D LINEAII E7I LINEAII E8D LINEAII E8I Tanque1 Tanque2 Tanque3 Tanque4 Tanque5 Tanque6 Tanque7 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
Los Gráficos 7.3 y 7.4 indican el comportamiento del tiempo de ciclo y el lead time de la línea de ensamble. A estos indicadores se les realizó el seguimiento en cada uno de los escenarios propuestos, con la finalidad de asegurar la no ocurrencia de paros productivos en el área de ensamble, que afecten el desempeño esperado del modelo. Gráfico 7.3 Comportamiento del tiempo d e ciclo d e ensamble en el escenario actual TCICLO Value History
ESCENARIO ACTUAL: TIEMPO DE CICLO DE ENSAMBLE 43,49
44,00 42,00 40,00 38,00 36,00 34,00 32,00
30,83
30,00 E J A T N E C R O P
28,00 26,00 24,00 22,00 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00
10,40
9,86
10,00 8,00 6,00
3,72
4,00
1,70
2,00 0,00 0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
SEGUNDOS
- 77 -
Gráfico 7.4 Compo rtamiento d el lead time de la línea de ensamble en el escenario actual TTOTAL_LINEA Value History
ESCENARIO ACTUAL: TIEMPO TOTAL DE ENSAMBLE EN LÍNEA
E J A T N E C R O P
69,00 66,00 63,00 60,00 57,00 54,00 51,00 48,00 45,00 42,00 39,00 36,00 33,00 30,00 27,00 24,00 21,00 18,00 15,00 12,00 9,00 6,00 3,00 0,00
66,54
31,11
2,36
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12
13
14
15
16
17
18 19
20
21
22
MINUTOS
El seguimiento se realizó debido a que una disminución no controlada de los niveles de inventario, generarían trastornos en el proceso productivo del área de ensamble. En el Gráfico 7.5 se refleja claramente los niveles de inventario en cada proceso de la planta: El inventario de material fosfatado existente entre Prepintura y el horno de secado, el inventario de material seco existente entre el horno de secado y las cabinas de Pintura en Polvo, el inventario de material pintado existente entre las cabinas de Pintura en Polvo y el horno de polimerización y el inventario de material polimerizado existente entre el horno de polimerización y el área de Ensamble. Nótese que la mayor cantidad de inventario en proceso se encuentra en los almacenamientos de material seco y material polimerizado, inventarios que se encuentran entre procesos o áreas funcionales de la planta, dado que cada área procesa hasta cierto nivel las partes y las almacena para que sean procesadas por el área siguiente; es en este espacio de tiempo donde se pierde el control sobre este inventario, ocasionando inconvenientes de calidad, limitación del espacio físico y necesidades de personal para la manipulación.
- 78 -
Gráfico 7.5 Compo rtamiento d el inventario en proc eso de la parte 1 en la planta, en el escenario actu al. ESCENARIO ACTUAL: C OMPORTAMIENTO DEL INVENTARIO DE PA RTE 1 330,00 320,00
INV_1_FOSFATADO Value His tory
300,00 280,00 260,00 240,00
O I R 220,00 A T N 200,00 E V N 180,00 I N E S E D A D I N U
INV_1_SECO Value History
160,00 140,00 120,00
INV_1_PINTADO Value History
100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0,00
INV_1_POLIMERIZADO Value History 300,00
600,00
900,00
1200,00
1500,00
1800,00
2100,00
2400,00
2700,00
3000,00
MINUTOS
Las gráficas que muestran del comportamiento de los niveles de inventario de las demás partes (desde la parte 2 hasta la parte 13) se omiten en el texto debido a su similitud con el grafico 7.5.
7.2 MEJORAS PROPUESTAS PARA EL SISTEMA ACTUAL. DISEÑO DE ESTRATEGIAS DE SIMULACIÓN. CREACIÓN DE ESCENARIOS.
Con la finalidad de encontrar estrategias productivas que generen mejores resultados que el escenario actual, se realizarán varias corridas de simulación de la planta de producción con diferentes valores en algunos parámetros del modelo; luego se compararán y evaluarán dichos escenarios para establecer la mejor estrategia de producción para la planta de ensamble. La comparación y evaluación de escenarios se realizará con base en los valores obtenidos en los indicadores de desempeño de la planta propuestos para el escenario actual. - 79 -
7.2.1
Escenarios de prod ucció n prop uestos para la simul ación de la planta. Los
escenarios de producción propuestos para la planta de ensamble fueron planteados teniendo en cuenta el grado de posibilidad de implementación de los mismos; por ello el grado de dificultad de implementación se incrementará de un escenario a otro. El proceso central escogido para la realización de los cambios que permitan obtener los diferentes escenarios, fue el proceso de Prepintura, puesto que es el proceso del cual dependen los procesos de Pintura y a su vez el proceso de Ensamble, definiendo en gran parte los tamaños de lote y la secuencia de proceso de las partes a lo largo de la planta de ensamble. Luego, se realizará en uno de los escenarios propuestos una pequeña modificación en las reglas de producción del proceso de Pintura en Polvo, tratando de mejorar el flujo de producto a través de este proceso, que en esencia es el cuello de botella de la planta, como se vio en los resultados de la simulación de la situación actual. Así, con la finalidad de encontrar estrategias de producción que mejoraran el escenario actual, se plantearon los siguientes escenarios: a.
Escenario 1: “Proceso actual más ajustado”: El Escenario 1 es básicamente el mismo escenario actual; la diferencia se da al reducir los tiempos de “adelanto” productivo entre las áreas; esto con base en los resultados obtenidos de la simulación del escenario actual. Nótese que al reducir el tiempo total de producción, se obtiene un aumento en el porcentaje de utilización de cada una de las locaciones; esta situación se refleja en el Grafico 7.6 y Grafico 7.7. La inversión necesaria para la implementación de este escenario es nula, pues la obtención del mismo en ambiente real solo consiste en el cambio de tiempos de inicio de los procesos en el momento de la planeación de la producción; este escenario tiene como restricción la regularidad de los turnos de producción, que se le debe brindar al personal operativo. El modelo de simulación que representa este escenario puede encontrarse en el archivo anexo PROYECTODEGRADO\ANEXOS\Cap3.Anexos\Mod.Escenario1.
- 80 -
Gráfico 7.6 Utili zación de las loc aciones de la planta en el escenario 1 Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO 1. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES CABINA POLVO 1 CABINA POLVO 2 HORNO ELECTRICO HORNO GAS 1 HORNO POLIMERIZACION LIN AUT E1D LIN AUT E1I LIN AUT E2D LIN AUT E2I LIN AUT E3D LIN AUT E3I LIN AUT E4D LIN AUT E4I LIN AUT E5D LIN AUT E5I LIN AUT E6D LINEAII E1D LINEAII E1I LINEAII E1IC LINEAII E2D LINEAII E2I 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
Gráfico 7.7 Utili zación de las loc aciones de la planta en el escenario 1 Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO 1. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES LINEAII E3D LINEAII E3I LINEAII E4D LINEAII E4I LINEAII E4IC1 LINEAII E4IC2 LINEAII E5D LINEAII E5I LINEAII E6D LINEAII E6I LINEAII E7D LINEAII E7I LINEAII E8D LINEAII E8I Tanque1 Tanque2 Tanque3 Tanque4 Tanque5 Tanque6 Tanque7 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
El comportamiento del inventario para este escenario se muestra en el Gráfico 7.8, donde se puede observar como el inventario del material seco mantuvo el mismo comportamiento que en el escenario anterior; por el contrario el inventario de material polimerizado tuvo una reducción debido al inicio de producción mas temprano en el área de Ensamble, lo cual hizo que el proceso productivo fuese mucho mas ajustado. - 81 -
El escenario planteado implica mantener procesos productivos más estables en la calidad de sus productos y/o un buen tiempo de respuesta frente a los posibles inconvenientes presentados en el proceso. Gráfico 7.8 Comportamiento del inventario en proceso d e la parte 1 en la planta, en el escenario 1 ESCENARIO 1: COMPORTAMIENTO DEL INVENTARIO DE PARTE 1
INV_1_FOSFATADO Value History
320,00 300,00 280,00 260,00 O I 240,00 R A T220,00 N E200,00 V N I 180,00 N E 160,00 S E D140,00 A D120,00 I N U
INV_1_SECO Value History
INV_1_PINTADO Value History
100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0,00
INV_1_POLIMERIZADO Value History
300,00
600,00
900,00
1200,00
1500,00
1800,00
2100,00 2300,00
MINUTOS
b.
Escenario 2: “Atención de cada una de las áreas de pintura de forma independiente por el proceso de Prepintura, aumentando el tamaño de lote de proceso en esta área”: En este escenario se plantea una nueva forma de procesamiento del material en el proceso de Prepintura, debido a que esta es el área que regula directamente el flujo de material hacia toda la planta. En primer lugar se procesará todo el material requerido por el área de Pintura Líquida, partes 11, 12 y 13, en la totalidad del lote de producción del área de Ensamble, en este caso 324 unidades; después será procesado todo el material requerido por el proceso de Pintura en polvo, desde la parte 1 hasta la parte 10, siguiendo la misma secuencia de producción del escenario actual.
Para la implementación de este escenario se requiere de una mayor inversión que en el escenario 1, puesto que es necesario invertir en la adquisición de los - 82 -
conformadores necesarios para asegurar el flujo continuo del material a través del proceso de prepintura. El modelo de simulación que representa este escenario puede encontrarse en el archivo anexo PROYECTODEGRADO\ANEXOS\Cap3.Anexos\Mod.Escenario2 Gráfico 7.9 Utilización de las loc aciones de la planta en el escenario 2. Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO 2. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES CABINA POLVO 1 CABINA POLVO 2 HORNO ELECTRICO HORNO GAS 1 HORNO POLIMERIZACION LIN AUT E1D LIN AUT E1I LIN AUT E2D LIN AUT E2I LIN AUT E3D LIN AUT E3I LIN AUT E4D LIN AUT E4I LIN AUT E5D LIN AUT E5I LIN AUT E6D LINEAII E1D LINEAII E1I LINEAII E1IC LINEAII E2D LINEAII E2I 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
En los Gráficos 7.9 y 7.10 se observa que el porcentaje de utilización de la locación cuello de botella se reduce aproximadamente en un 5%, mientras los tiempos de proceso y las unidades procesadas se mantienen iguales; esto genera que el tiempo total de producción se incremente, pasando de 36,94 hrs a 38,94 hrs, ratificando la relación directamente proporcional existente entre el tiempo total de producción y el porcentaje de utilización de la estación cuello de botella.
- 83 -
Gráfico 7.10 Utilización de l as locacion es de la pl anta en el escenario 2. Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO 2. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES LINEAII E3D LINEAII E3I LINEAII E4D LINEAII E4I LINEAII E4IC1 LINEAII E4IC2 LINEAII E5D LINEAII E5I LINEAII E6D LINEAII E6I LINEAII E7D LINEAII E7I LINEAII E8D LINEAII E8I Tanque1 Tanque2 Tanque3 Tanque4 Tanque5 Tanque6 Tanque7 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
Gráfico 7.11 Compo rtamiento d el inventario en pr oceso de la parte 1 en la planta, en el escenario 2. ESCENARIO 2: COMPORTAMIENTO DEL INVENTARIO DE P ARTE 1 310,00 300,00
INV_1_FOSFATADO Value History
280,00 260,00 240,00 O I R A T N E V N I N E S E D A D I N U
220,00 INV_1_SECO Value History
200,00 180,00 160,00 140,00 120,00
INV_1_PINTADO Value History
100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0,00
INV_1_POLIMERIZADO Value History 300,00
600,00
900,00
1200,00
1500,00
1800,00
2100,00
2400,00
MINUTOS
El gráfico 7.11 muestra como el inventario de producto en proceso se incrementó en los niveles del material polimerizado, esto como consecuencia del efecto Push - 84 -
realizado por el proceso de Prepintura al cambiar su secuencia productiva y procesar todo el material de Pintura líquida y posteriormente todo el material de Pintura en Polvo, acumulándose la misma cantidad de partes polimerizadas, en el mismo espacio físico, pero en un tiempo menor. Este proceso es similar al de tomarse un vaso de agua en 5 min en una sola vez versus tomarse el mismo vaso de agua en el mismo tiempo pero en tres sorbos. La capacidad de almacenamiento de agua en la cavidad bucal necesaria para el primer caso es mucho mayor que en el segundo caso. c.
Escenario 3: “Estrategia Lean aplicada a los procesos”: El escenario 3 busca mejorar el flujo de producto a lo largo de la planta mediante la reducción del tamaño de lote de las partes en el proceso de Prepintura y Pintura en Polvo. A través de este escenario se tratará de medir la mejora que puede lograrse en el flujo productivo utilizando una estrategia “LEAN MANUFACTURING” la cual consiste en procesar Kit’s de producto en las áreas de Prepintura y Pintura en Polvo, en lugar de procesar lotes completos de partes individuales. El tamaño propuesto para el kit de partes es de 7 unidades de producción del área de Ensamble; esto como resultado de un sencillo análisis del flujo de producto entre las áreas de Prepintura y Pintura en polvo. Observemos las Figuras 7.1 y 7.2 a continuación: Figura 7.1 Mapa de valor del proceso actual de Prepintura-Pintura en polvo-Ensamble PREPINTURA (TANQUES) TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
660 213840 324
I
PREPINTURA (SECADO) TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
1800 583200 324
I
PINT POLVO (POLIMER) TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
2100 680400 324
TC= seg/conf
TC= Tiempo de Secado
TC= Tiempo de Polimerización
Donde: TC=Tiempo de ciclo
PE= Plazo de entrega
TL= Tamaño de lote
I
ENSAMBLE TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
100 32400 324
TC= Tiempo por motocicleta
flujo "PUSH"
En el proceso productivo actual como los procesos de Prepintura y Pintura en Polvo procesan partes, deben de completar totalmente el tamaño de lote del proceso final (Ensamble), para contar con todas las partes completas; esto hace que el tiempo de procesamiento total en las áreas de Prepintura y Pintura en Polvo se incremente y también se incrementen los inventarios de partes en proceso. En el proceso actual, se - 85 -
invierte en recursos para procesar partes que no se necesitan en el proceso siguiente y se dejan de procesar partes que si se están necesitando en el proceso siguiente. Al realizar la modificación propuesta por el escenario 3, al hacer que los procesos de Prepintura y Pintura en Polvo trabajen con la misma unidad de medida del Proceso final (Motocicletas), se busca el tamaño de lote (Unidades) que permita un flujo productivo sin interrupciones, restringido por los tiempos de procesamiento mínimos en los Hornos de secado y polimerización, respectivamente. En el proceso propuesto, solo se procesarán las partes en las cantidades mínimas requeridas por el proceso siguiente. Así, la unidad de trabajo propuesta para el área de Pintura en Polvo es de 21 unidades (las mínimas necesarias a procesar en el proceso de polimerización), que se convierten en 7 unidades a procesar en cada conformador de Prepintura respectivamente. Figura 7.2 Mapa de valor d el proceso propuesto de Prepintura-Pintura en polvo -Ensamble PREPINTURA (TANQUES)
PREPINTURA (SECADO)
PINT POLVO (POLIMER)
ENSAMBLE
TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
TC (seg/uni) PE (seg/lote) TL (uni/lote)
100 660 6.6
100 1800 18
100 2100 21
PE= seg/conf
PE= Tiempo de Secado
PE= Tiempo de Polimerización
Donde: TC=Tiempo de ciclo
PE= Plazo de entrega
TL= Tamaño de lote
100 32400 324
TC= Tiempo por motocicleta
flujo "PULL"
Este es el escenario que requeriría una mayor inversión de capital para su implementación, pues implicaría un rediseño de los tanques del proceso de Prepintura y el nuevo diseño de un conformador para procesar el “kit’” propuesto de producción. La distribución de partes en los conformadores se muestra en la Tabla 7.9 Tabla 7.9 Tamaños de lotes prop uestos en el escenario 3 y su combinació n de partes TIPO DE CONFORMADOR CONFORMADOR KIT CONFORMADOR 8_9 CONFORMADOR 10_11 CONFORMADOR 12_13
PARTES 1,2,3,4,5,6 y 7 8Y9 10 Y 11 12 Y 13
CANT PARTES/CONFORMADOR 7,7,7,7,7,7 y 7 54 Y 54 36 Y 9 108 Y 108
- 86 -
La secuencia de producción de los nuevos conformadores en el área de Prepintura se muestra en la Tabla 7.10 a continuación: Tabla 7.10 Secuencia de p rodu cción prop uesta en el escenario 3, para el área de Prepintura. TIPO DE CONFORMADOR CONFORMADOR KIT CONFORMADOR 8_9 CONFORMADOR 10_11 CONFORMADOR 12_13
CANT CONF/LOTE PROVEEDOR 16 2 12 1
SECUENCIA DE PROD 4 3 2 1
En las áreas de Pintura en Polvo y Pintura Liquida se mantendrá la secuencia de producción definida por el área de Prepintura, es decir, estas áreas seguirán una regla FIFO para la producción. El modelo de simulación que representa este escenario puede encontrarse
en el archivo anexo PROYECTODEGRADO\ANEXOS\Cap3.
Anexos\Mod.Escenario3. Gráfico 7.12 Utilización de l as locacion es de la pl anta en el escenario 3. Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO 3. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES CABINA POLVO 1 CABINA POLVO 2 HORNO ELECTRICO HORNO GAS 1 HORNO POLIMERIZACION LIN AUT E1D LIN AUT E1I LIN AUT E2D LIN AUT E2I LIN AUT E3D LIN AUT E3I LIN AUT E4D LIN AUT E4I LIN AUT E5D LIN AUT E5I LIN AUT E6D LINEAII E1D LINEAII E1I LINEAII E1IC LINEAII E2D LINEAII E2I LINEAII E3D LINEAII E3I 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
Como puede observarse en los gráficos 7.12 y 7.13 la locación cuello de botella aumenta su porcentaje de utilización mientras se disminuye el tiempo total de producción, por lo tanto, el inventario de producto en proceso disminuye aumentando de esta manera la productividad del área. - 87 -
Gráfico 7.13 Utilización de l as locacion es de la pl anta en el escenario 3. Pct Operation
Pct Setup
Pct Idle
Pct Waiting
Pct Blocked
Pct Down
ESCENARIO 3. UTILIZACIÓN DE LAS LOCACIONES LINEAII E2D LINEAII E2I LINEAII E3D LINEAII E3I LINEAII E4D LINEAII E4I LINEAII E4IC1 LINEAII E4IC2 LINEAII E5D LINEAII E5I LINEAII E6D LINEAII E6I LINEAII E7D LINEAII E7I LINEAII E8D LINEAII E8I Tanque1 Tanque2 Tanque3 Tanque4 Tanque5 Tanque6 Tanque7 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PORCENTAJE
Gráfico 7.14 Comportamiento del inventario en proc eso de la parte 1 en la planta, en el escenario 3. ESCENARIO 3: COMPORTAMEINTO DEL INVENTARIO DE PARTE 1 100,00 INV_1_FOSFATADO Val ue History
90,00 80,00
O I R A T N E V N I N E S E D A D I N U
70,00 INV_1_SECO Value History
60,00 50,00 40,00 INV_1_PINTADO Value History
30,00 20,00 10,00 INV_1_POLIMERIZADOVal ue History
0,00 0,00
100, 00
200,00
300, 00
400, 00
500, 00
600,00
700,00
800,00
900,00 1000, 00 1100,00
MINUTOS
El comportamiento del inventario de producto en proceso del escenario 3, ver Gráfico 7.14, ratifica que el inventario de las partes finales entre las áreas funcionales siempre es mayor que el inventario de producto en proceso perteneciente a un área especifica. La - 88 -
estrategia lean adoptada en este escenario reduce drásticamente el tiempo total de producción y mejora el flujo de partes procesadas a lo largo de la planta reflejándose en la superposición existente entre los tiempos de proceso, reflejándose como lo muestra el gráfico en la superposición de los inventarios. La estrategia de reducción del tamaño de lote de partes, hace que las áreas funcionales centren sus esfuerzos en el procesamiento de unidades finales completas de buena calidad y no de componentes, promoviendo un mayor control y una gestión más efectiva. 7.2.2
Resultados de la simu lación del proc eso prod uctiv o en cada uno de los
escenarios. Los resultados más representativos obtenidos en cada uno de los escenarios simulados en este proyecto de grado se muestran en la Tabla 7.11 a continuación: Tabla 7.11 Comparación de los escenarios pr oduc tivos m odelados.
1407,30 108
ACTUAL MEJORADO 1350,44 103
3 LOTES CONS 1624,20 124
893,25 68
COMPARATIVO DE INV MOTOS Vs ESC ACTUAL
-
-5%
15%
-37%
TIEMPO PRODUCCIÓN (HR) COMPARATIVO T. PRODUCCIÓN Vs ESC ACTUAL
48,94
36,94 -25%
38,94 -20%
17,94 -63%
UNIDADES PRODUCIDAS (MOTOS) MOTO / HR PLANTA COMPARATIVO MOTO/HR PLANTA Vs ESC ACTUAL
324 6,62 -
324 8,77 32%
324 8,32 26%
324 18,06 173%
ESCENARIO TOTAL INV PROMEDIO DE PARTES TOTAL INV PROMEDIO DE MOTOS
ACTUAL
LEAN
Observando los niveles de inventario de producto en proceso, el tiempo total de producción y la productividad de la planta, se puede afirmar que la mejor estrategia productiva a adoptar por la organización es la establecida en el escenario 3, puesto que en el se obtiene el mejor flujo de motocicletas a lo largo de todo el proceso productivo. Esta estrategia permite mejorar la utilización del recurso cuello de botella, el horno de polimerización, descongestionando la planta de material al reducir el tiempo total de producción, lo cual se reflejará en una mayor flexibilidad de la planta. Cabe anotar que los niveles de calidad alcanzados en cada uno de los procesos deben ser mucho más altos en pro de la reducción del factor reprocesos, lo cual es una amenaza para un sistema productivo como el concebido en este escenario Lean. - 89 -
7.3
CONCLUSIONES. La reducción del tamaño de lote en el proceso de prepintura y pintura en polvo
reducirá el plazo de entrega al área de ensamble, el plazo de entrega total de la planta y el nivel de inventario en ella, si y solo si, los procesos son de alta calidad y presentan una gran estabilidad, puesto que de lo contrario generará paros de producción con consecuencias nefastas para el resultado global del proceso; cabe anotar que el tiempo de exposición de cada uno de los cinco inventarios involucrados en este flujo (engrasado, fosfatado, seco, pintado y polimerizado) hacen que las variables de calidad del producto tales como tiempo de exposición del fosfato al medio ambiente, tiempo de exposición de las piezas después del secado, aumento de la probabilidad de rayones del material polimerizado y aumento de la probabilidad de golpear material engrasado por tiempo de manipulación, sean difíciles de controlar. Debe existir un supermercado de partes antes del proceso de pintura liquida para
mejorar la utilización de los recursos, este supermercado debe existir porque este proceso posee una tasa de producción superior frente a los demás procesos del sistema, lo cual implica que el proceso cliente vaya al supermercado y retire lo que necesita, cuando lo necesita; implicando que el proceso suministro en este caso prepintura, reponga las cantidades que fueron retiradas; son estas las cantidades que representarán el tamaño del supermercado. En este caso y según estudios realizados el tamaño de lote que brinda la mejor utilización del sistema cliente es 108 unidades.65 Se debe pensar en producir en cada uno de los procesos, unidades finales y no
componentes; para ello se sugiere ajustar los indicadores de las áreas a un indicador global de motocicletas producidas y no solamente a un indicador de partes producidas. Hay que eliminar los supermercados de partes de algunos procesos, puesto que la
limitación de los mismos puede estar en el diseño actual de las máquinas, en nuestro caso los tanques de prepintura y más aun en el diseño de los conformadores, lo cual 65
Ibíd.
- 90 -
hace que el proceso divida el flujo de la planta, es decir, lo lleve a lotes productivos y genere de este modo una necesidad mayor de control sobre los componentes, como por ejemplo la numeración de chasis. Si se mejora el diseño de tal manera que puedan procesar unidades de producto se puede reducir el plazo de entrega de proceso y a su vez de la planta, generando una mayor rotación del inventario de producto en proceso, el cual es el inventario que representa menor rentabilidad para la organización, puesto que este e el origen de todo tipo de perdidas, aparte de los recursos monetarios inmovilizados, también ocupa recursos como espacio, personal y equipos, para almacenar, manipular, controlar y clasificar, además de prolongar los plazos de entrega del proceso, limitando su flexibilidad y por consiguiente la de la planta.
El personal involucrado debe conocer muy bien no solo su proceso y los defectos del mismo, sino también, el efecto que estos generan en el proceso siguiente, para así focalizar las mejoras continuas promovidas por la organización, con el fin de que no solo se enfoquen en el proceso aislado en el cual trabajan, sino en todo el sistema, esto con la finalidad de disminuir los problemas del área que contribuyan a su vez al mejoramiento del flujo de material a lo largo de la planta y lograr reducir los niveles de inventario de producto en proceso.
Es importante resaltar la importancia de la simulación de los procesos como una herramienta apropiada, en la evaluación de estrategias de diseño de procesos y del direccionamiento de las inversiones en los sistemas productivos, puesto que permite un cálculo objetivo de los réditos esperados, brindando mayor confianza en el proceso de toma de decisiones, haciendo de este un proceso objetivo, rentable y eficiente para las organizaciones.
- 91 -
BIBLIOGRAFÍA
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