Lo que se debe y no se debe hacer en el diseño Lean

Optimizar el flujo y minimizar el desperdicio son dos de los elementos básicos de la fabricación ajustada. Esos conceptos también desempeñan un papel fundamental en el diseño de las líneas de montaje.

La forma en que se organizan las estaciones de trabajo y las herramientas puede afectar la ergonomía, la productividad y el rendimiento. Las líneas ajustadas deben adaptarse a una variedad cada vez mayor de productos sin comprometer la calidad ni introducir residuos en el proceso. Ya sea que se trate de un entorno de alto volumen y baja mezcla o de una línea de bajo volumen y alta mezcla, la flexibilidad es fundamental.

Desafortunadamente, muchos fabricantes luchan con problemas relacionados con el diseño de las líneas. Una razón es que los productos cambian con más frecuencia hoy en día. Muchos ingenieros se muestran reacios a modificar sus líneas de montaje porque cambiar el diseño de la línea tiende a ser bastante perturbador.

"Producir más de un modelo simultáneamente en una línea de montaje presenta una serie de desafíos", dice Jeffrey Miller, PE, director general de Productivity Engineering Services LLC. “Dado que el contenido del trabajo para cada uno de los modelos será diferente, esto puede provocar un flujo desigual a lo largo de la línea. A menos que la línea esté adecuadamente equilibrada, terminará con un exceso de personal o programando horas extras regularmente para satisfacer la demanda de los clientes.

“A medida que aumenta la combinación de modelos, también aumenta la proliferación de piezas y subconjuntos que deben presentarse en la línea de producción”, señala Miller. “En consecuencia, veo a muchos fabricantes luchando con el problema de cuál es la mejor manera de colocar cinco libras de cosas en una bolsa de tres libras.

"No es un proceso fácil, pero este problema se puede superar con el sistema de gestión de materiales adecuado, como la implementación de kits justo a tiempo, secuenciación y una estrategia de lotes pequeños", afirma Miller. "Pero [eso] requiere una considerable planificación inicial y conocimientos para hacerlo bien".

Viejo o nuevo, grande o pequeño; no importa. Los fabricantes de diversas industrias enfrentan problemas y desafíos similares en el diseño de líneas.

“Hay un par de problemas que tiendo a ver”, dice Art Smalley, presidente de Art of Lean Inc. y ex ingeniero de Toyota Motor Corp. “Uno es cuando se colocan nuevos procesos o líneas de productos en una instalación antigua. .

"El flujo de productos se introduce con calzador en un espacio que no es óptimo desde el principio", explica Smalley. “Esto se hace para ahorrar dinero en papel. Pero, en la realidad, también tiende a generar costos, lo cual no se comprende completamente desde el principio. Aporta dificultad no sólo al flujo de producto, sino también al flujo de información, comunicación y supervisión diaria.

"Otro problema, incluso en las instalaciones más nuevas, es no planificar los diseños con suficiente detalle desde el principio", añade Smalley. “Desde el nivel de 10.000 pies, las cosas se ven bien. Pero, cuando se implementa el movimiento real de personas, materiales, medios de transporte y productos, los problemas saltan a la vista con mayor claridad”.

Los ingenieros de fabricación deberían modificar constantemente las líneas de montaje para maximizar el flujo y minimizar el desperdicio. De hecho, esto debe ser parte de las caminatas gemba diarias o semanales.

"Debe buscar formas en que el desperdicio haya regresado a su línea", dice Drew Locher, director general de Change Management Associates. “Los problemas a menudo no están relacionados con el diseño. Muchas veces, los operadores no siguen la combinación de trabajo estándar en la que se diseñó el diseño ni las reglas estándar de trabajo en proceso (WIP).

“Como regla general, si la demanda ha cambiado (hacia arriba o hacia abajo de manera sustancial), entonces debe examinar cuidadosamente el diseño de su línea”, agrega Locher. “También es importante hacer esto si ha realizado algún cambio en el diseño del producto.

"El diseño de la línea siempre tiene que ver con el flujo", señala Locher. "Es por eso que primero hay que diseñar la combinación de trabajo antes de poder diseñar el diseño".

Los ingenieros de fabricación suelen cometer varios errores de diseño que impiden la eficiencia de las líneas de montaje. No diseñar con flexibilidad y no involucrar a los operadores son dos errores que deben evitarse.

"La flexibilidad siempre es importante", afirma Locher. “Mientras sea seguro, intente poner todo sobre ruedas y utilice desconexiones rápidas. Si es posible, se debe conectar iluminación a las estaciones de trabajo.

"Además, algunos ingenieros no involucran adecuadamente a los operadores en el proceso de diseño de la línea", dice Locher. "Cada vez que Toyota hace un cambio de diseño, siempre recibe información de la gente que trabaja en la línea".

También es importante considerar las cuestiones de manipulación de materiales, como el almacenamiento, el movimiento y el transporte de piezas.

"La ubicación del equipo es estática, pero el flujo de materiales, personas y información es dinámico y más difícil de visualizar cuando se trabaja con diseños", dice Smalley. “Los ingenieros tienden a ver el diseño desde el punto de vista del equipo, mientras que las operaciones diarias reales implican eventos dinámicos que son más difíciles de ver en papel. Es como la diferencia entre una fotografía y una película”.

"Muchas empresas intentan mejorar sus procesos, pero pasan por alto las operaciones y viceversa", añade Swapnil Yeole, ingeniero de ventas Lean de Lean Factory America. “Algunas empresas trabajan en sus operaciones y descuidan el proceso.

"Los procesos se centran en el flujo de material", explica Yeole. “Las operaciones se centran en las acciones realizadas por los operadores. El tiempo dedicado a actividades sin valor agregado, como el tiempo de transporte, el tiempo de manipulación de materiales, las distancias entre estaciones de trabajo, la inspección y el retrabajo, son errores comunes.

"Un enfoque basado en Lean (fabricación celular) trabaja para minimizar las distancias recorridas por el material en la instalación", dice Yeole. “Estabiliza el tiempo de entrega durante todo el proceso, elimina el problema de la escasez de piezas y se enfoca en reducir el inventario WIP.

"Las técnicas tradicionales, como el análisis de flujo, se centran en el manejo de materiales y la utilización del espacio, pero ignoran el tamaño de los lotes y la alta mezcla de productos", afirma Yeole. "Un enfoque eficiente ayuda a las empresas a lograr dos objetivos importantes: flujo de una sola pieza y una alta combinación de producción".

Otro problema del diseño eficiente es no tener una visión general al pasar por alto cómo se integra la línea de montaje con el diseño general de la planta. Por ejemplo, si el producto fluye desde la fabricación hasta la pintura, el ensamblaje, las pruebas y el almacenamiento de productos terminados, entonces es importante determinar dónde se encuentra la estación de carga y descarga de ensamblaje en relación con este flujo.

"Establecer la ubicación óptima es esencial para evitar el desperdicio de transporte, el exceso de inventario y lograr una fabricación sincrónica", dice Miller. "Soy un gran defensor de realizar un análisis adecuado del flujo de materiales y del flujo de productos, como un diagrama de espagueti, para ayudar a guiar esta decisión".

Según Miller, otro error común en el diseño de líneas que cometen los ingenieros es “poner el carro del CAD delante del caballo”. Resulta tentador empezar a desarrollar un diseño CAD antes de haber hecho los deberes”, señala.

"Sin embargo, desaconsejo [a los ingenieros] que hagan eso", dice Miller. “Cuando se trata de pintar su casa, aproximadamente el 80 por ciento del trabajo de pintura profesional está en la preparación. De manera similar, un trabajo de preparación suficiente es clave para lograr un diseño de línea de montaje exitoso.

"Eso incluye crear un equipo multifuncional, establecer metas y objetivos específicos, recopilar datos sobre volúmenes, combinaciones de modelos, contenido de trabajo, tiempos de ciclo, tiempos de inactividad, empaquetado de piezas y desarrollar diagramas de flujo de procesos", explica Miller. "Profundizar en el diseño CAD sin seguir una metodología de diseño sólida puede generar una solución a medias que requiere una costosa reingeniería posterior a la instalación".

Los equipos de diseño multifuncionales deben incluir jugadores clave del equipo de producción. "Estas personas tienen un gran conocimiento tribal", señala Miller. “Capturar cómo se construyen realmente los productos, los métodos operativos utilizados para hacer las cosas y los problemas y deficiencias del diseño actual son piezas de información invaluables necesarias para el diseño exitoso del diseño estatal futuro.

"Fomentar la implicación activa y la participación de los asociados clave no sólo conduce a un mejor equilibrio de línea y solución de diseño, sino que también habrá mucha menos resistencia a la hora de implementar el plan", señala Miller. "[Los operadores] se apropiarán del diseño que ayudaron a desarrollar".

"Poner al cliente en primer lugar y tener un buen conocimiento del mercado, como desarrollar o cambiar las expectativas, junto con un enfoque sistemático y holístico producirá los mejores resultados generales", añade Andreas Hassold, consultor de la industria conectada de Bosch Rexroth Corp.

"Elementos como la planificación del ciclo de vida, el diseño orientado al flujo, el análisis de riesgos y el diseño del flujo de valor deben trabajar en conjunto", dice Hassold. "La integración temprana de los operadores es fundamental para la aceptación en el avance de nuevos procesos y tecnologías y proporcionará información crítica para el desarrollo de la línea".

Un enfoque basado en lean para el diseño de líneas difiere de las técnicas tradicionales. Por ejemplo, los diseños lean suelen utilizar algún tipo de sistema andon para abordar cuestiones como el estado de producción, controles de calidad y anomalías.

Los diseños ajustados también dependen en gran medida de metodologías de planificación de productos y procesos (3P).

"Lo llamamos preparación para la producción", dice David Pate, vicepresidente de TBM Consulting Group. "Se trata de un diseño que se puede aplicar a una celda de trabajo individual o a una planta completa".

Según Pate, cualquier proyecto de diseño que utilice este método debe abordar los siguientes criterios:

"Otra mejor práctica para crear un diseño eficiente es utilizar un enfoque de línea posterior para diseñar el proceso de flujo de materiales", dice Miller. “Esto requiere un plan detallado para cada parte, comenzando con el operador y luego siguiendo el ducto hasta el proveedor con el objetivo de eliminar el desperdicio y apoyar al operador.

"El desperdicio en la estación de trabajo se puede eliminar presentando las piezas y el equipo de manera amigable para el operador", afirma Miller. “Para presentar todo el material dentro del sobre de la estación, se pueden aprovechar varias técnicas. Una es utilizar pequeños contenedores modulares exhibidos en bastidores de flujo por gravedad o dispositivos de presentación personalizados de tuberías y juntas.

"En los casos en los que hay demasiadas variantes para caber dentro de la estación o las piezas son demasiado grandes para caber en un contenedor pequeño, se pueden presentar al operador en un carro secuenciado", explica Miller. "Esto permite al operador obtener todas las piezas desde un solo lugar, en lugar de tener que caminar y buscar entre varios contenedores grandes a granel diferentes".

El kit de piezas también se usa comúnmente en diseños ajustados. Esta técnica mejora la presentación de la pieza al operador, reduce el movimiento desperdiciado y elimina el inventario en la línea. También reduce la carga mental, mejorando así la calidad al minimizar la posibilidad de instalar la pieza incorrecta.

Para obtener más información sobre los problemas, las tendencias y los desafíos del diseño lean, consulte los siguientes artículos de ASAMBLEA: