cambio rápido de herramientas y reducción en tiempos de preparación

5/26/2018 Cambio R pido de Herramientas y Reducci n en Tiempos de Preparaci n

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Unidad 1.Tecnologa de la produccin

Sistemas de manufactura

Cambio rpido de herramientas y reduccin en tiempos de preparacin: nueva y ms amplia versin

del SMED

AbstractEn el presente trabajo se analizan los componentes de un sistema de produccin, especficamente, la

mano de obra, a travs del estudio del trabajo, la maquinaria y el equipo, por medio de los conceptos de

automatizacin y el SMED como metodologa, para mejorar la eficiencia de las operaciones productivas.

Introduccin

Las variables de un sistema de produccin definen la eficiencia del mismo, desde la perspectiva de uso

que se haga de las mismas, la mano de obra, as como la maquinaria y el equipo son de suma

importancia, ya que sea en la prestacin de un bien o un servicio, ambas determinan la productividad del

negocio e impactan en los resultados del mismo.

La medicin del trabajo, incluida en el concepto estudio del trabajo, tiene como finalidad establecer los

estndares mnimos de productividad para una tarea en especfico, en combinacin con laautomatizacin de los procesos y metodologas operativas como SMED, tienden a generar el concepto

de Lean Manufacturing, que distingue a las empresas de clase mundial en la actualidad. El desarrollo de

cada uno de estos temas asegurar que el estudiante sea capaz de comprender la importancia de estas

variables, pero sobre todo su aplicacin en el mbito profesional.

El proceso productivo

Podemos definir un proceso productivo como una secuencia definida de operaciones que transforma

materias primas y los productos semielaborados en un artculo acabado con mayor valor (Albert Su

Torrents, 2004). Al analizar esta definicin, encontramos algunos elementos bsicos que explicaremos a

continuacin:

Secuencia de operaciones. Nos lleva al concepto de sistema (sistema de manufactura), ya que

estas operaciones se encuentran relacionadas a lo largo de todo el proceso productivo y lo que

se realice, adecua o inadecuadamente en cada una de ellas, afectar el resultado final.

Transformacin. Concepto relacionado con las materias primas que sufren cambios en su

estructura o se tratan en conjunto con otras, a fin de producir satisfactores de necesidades,

llamados productos y servicios. Este proceso de transformacin es el que realmente permite la

creacin de valor.

Productos. Entendidos como el resultado final del proceso de transformacin (secuencia deoperaciones) y que se encuentra listo para su venta al cliente final.

Valor. Resultado del proceso de transformacin, generalmente considerado como la utilidad

obtenida de la venta del producto, pero en trminos actuales tambin considera la satisfaccin

real del cliente, basada en su percepcin, entendida esta ltima como abstraccin subjetiva dela realidad.

Los elementos antes mencionados, nos llevan a considerar todas las variables que intervienen en un

sistema de manufactura, ya que de su correcta eleccin depender la creacin de valor y, sobre todo, la

eficiencia de los recursos asignados.





En el siguiente cuadro se presentan las variables y recursos necesarios en un sistema de manufactura.

VARIABLES RECURSOS Mano de obra. Materia prima.

Maquinaria y equipo.

Mtodos y procedimientos.

Medio ambiente.

Recursos financieros. Recursos humanos.

Recursos tecnolgicos.

Cuadro 1. Variables y recursos de un sistema de manufactura

Fuente: elaboracin propia

Analicemos el concepto de manufactura, ste se define como la aplicacin de procesos qumicos y

fsicos que alteran la geometra, propiedades o aspecto de un material para obtener piezas o productos

finales, stos son los procesos industriales y generan un aumento del material de partida, empleando

mquinas, mano de obra y herramienta (Julin Rodrguez Montes, 2006).

Figura 1. Esquema de manufactura

Fuente: Procesos industriales para materiales metlicos (Julin Rodrguez Montes, 2006).

Considerando lo anterior, en esta parte del curso nos enfocaremos al anlisis de la mano de obra, a

travs del estudio del trabajo, de la maquinaria y equipo, mediante la automatizacin. El resto de los

temas se abordarn posteriormente. Estos elementos son de su suma importancia, ya que su adecuadaasignacin determinar el xito de la empresa, partiendo del cumplimiento de la calidad en el producto

o servicio que se demande.

As tenemos que, segn la OIT, el estudio del trabajo es el sistema de tiempos predeterminados. Es una

tcnica de medicin del trabajo en que se utilizan tiempos determinados para los movimientos humanos

bsicos (clasificados segn su naturaleza y las condiciones en que se hacen), a fin de establecer el tiempo

requerido para una tarea ejecutada, segn una norma dada de ejecucin (Neira, 2006).

MquinasMano de

obraHerramienta

Procesos de

manufacturaPieza o

producto final

Materia

prima

Desperdicio





La siguiente figura presenta los conceptos fundamentales del estudio del trabajo, segn la OIT:

Figura 2. El estudio del trabajo

Fuente: Introduccin al estudio del trabajo (OIT, 1996)

De la definicin anterior, se desprende la necesidad de la medicin del trabajo, pero antes

identificremos sus componentes, de acuerdo al Manual prctico de diseo de sistemas productivos

(Albert Su Torrents, 2004):

Concepto de actividad. La actividad en el contexto de los estudios de tiempos significa una

evaluacin, que lleva acabo el cronometrador sobre la velocidad a la que el operador ejecuta la

tarea en relacin a una velocidad que se considera normal.

Niveles de actividad. La actividad normal o actividad 100 se define en relacin a determinadastareas y segn la Organizacin Internacional del Trabajo, es aquella que realiza una persona de

1.68 m de altura, que anda con pasos de 75 cm, sin ninguna carga, en suelo llano y sin obstculos,

en condiciones ambientales normales (18 C de temperatura eficaz), a una velocidad de 4,5 km/h.

Curvas de Aprendizaje. Es una funcin que mide la manera en que las horas de mano de obra

por unidad disminuyen a medida que aumentan las unidades de produccin, debido a que los

trabajadores estn aprendiendo y se estn volviendo mejores en sus trabajos (Charles T.

Horngren, 2007).





Figura 3. Curva de Aprendizaje Genrica

Fuente: Manual prctico de diseo de sistemas productivos (Albert Su Torrents, 2004).

Los elementos que mencionamos anteriormente, dan lugar al concepto de medicin del trabajo, cuya

importancia radica en la mejora continua de los procesos, englobados en la siguiente frase: si es

cuantificable es medible, si es medible es susceptible de mejora.

Para realizar la medicin del trabajo se han desarrollado las siguientes tcnicas:

Muestreo del trabajo. Se aplica a travs de la determinacin, mediante el muestreo del tiempo

improductivo, basado en la aplicacin integral del tiempo del operador en todas sus actividades.

Es la base para el desarrollo del tiempo estndar.

Tiempos predeterminados. Este procedimiento se basa en el uso de tiempos asignados a

movimientos bsicos, para ejecutar una operacin en especfico. Se conoce tambin como la

tcnica MTM, MTMA, Work Factor, BTM, DMT.

Datos tipo. En este modelo se utilizan tiempos predeterminados por la empresa en tablas,

mediante la determinacin de los mismos mediante cronmetros.

Estudio de tiempos. Consiste en registro de tiempos y ritmo de trabajo, para ejecutar una

actividad en condiciones especficas y conocer el tiempo en que se realizar una tarea

particular.

De lo anterior concluimos que una adecuada tcnica de trabajo llevar a asegurar un uso eficiente de la

mano de obra, que impactar directamente en el valor que se agregue a la empresa en la produccin de

bienes y servicios.

Automatizacin de procesosCon relacin a la eficiencia de maquinaria, equipo y herramientas, se ha buscado con la automatizacin

de procesos alcanzar la mxima productividad, entendiendo por automatizacin de procesos la

aplicacin de determinado software, herramientas e infraestructura para la gestin de actividades

rutinarias buscando eliminar el error humano y dedicar mayor tiempo a realizar tareas que aporten ms

valor para la empresa (Ignacio Garca Valcrcel, 2003).

A partir de los aos 60, la automatizacin ha aumentado de manera significativa, principalmente como

consecuencia del desarrollo tecnolgico, basado en el uso de equipo de cmputo, que dio lugar a los

llamados CNC, posteriormente a los PLC, que con el tiempo facilitaron la integracin de Sistemas CAD,

CAM, CAD/CAM y ahora la nanotecnologa aplicada a los procesos industriales.





La automatizacin ha beneficiado a la manufactura y a los procesos industriales en general, desde el

diseo hasta la fabricacin final de los productos. Los principales objetivos de la automatizacin industrial

son:

Mejorar la calidad del producto.

Minimizar y hacer eficientes los tiempos de produccin. Asegurar un mejor control de la produccin.

Estandarizacin de los procesos.

Reduccin de la posibilidad de error humano.

Incrementar la seguridad en los procesos.

Mejor arreglo de las mquinas.

Eficiencia en el flujo de materiales.

Como ejemplo de sistemas automatizados tenemos el sistema AS/RS (Automatic Storage/Retrival

System), que est diseado para realizar un procedimiento automtico del manejo de materiales.

El AS/RS es un robot que funciona por medio de electricidad y aire, por lo cual, primero que

nada, para comenzar con su funcionamiento se tiene que contar con estos dos elementos (ITESM,2003).

Figura 4. Sistema AS/RS

Fuente: Centro de calidad total y manufactura (ITESM, 2003)





Este sistema de almacn y alimentacin de materia prima cuenta con una capacidad para almacenar 25

posiciones con el brazo de robot.

Metodologa de SMED (Single Minute Exchange of Die)

Comencemos por definir SMED (Single Minute Exchange of Die), la tcnica creada por Shingeo Shingo,

para la reduccin en los tiempos de preparacin, que es: la teora y las tcnicas para conseguir drsticas

reducciones de tiempo en las operaciones de preparacin de mquinas y cambios de matrices, moldes o

herramientas; operaciones destinadas a reducir el despilfarro que supone tener preparado un equipo

durante un proceso productivo, generando el coste consiguiente (Durn, 1991).

Figura 5. Shingeo Shingo.

La problemtica a resolver mediante la aplicacin del SMED, es disminuir los tiempos improductivos

derivados del cambio de partes, que se realizan para la fabricacin de otros productos.

La metodologa SMED se compone de tres pasos y dos conceptos bsicos, los cuales son:Operaciones internas. Son todas las actividades que configuran el cambio de tiles y que se tienen que

realizar con las mquinas paradas.

Operaciones externas. Son aquellas actividades del cambio de tiles que se pueden realizar antes de

realizar la parada, o bien, despus de la parada de las mquinas.





La siguiente figura presenta los pasos bsicos de la metodologa:

Figura 6. Metodologa SMED

Fuente: MTM Ingenieros

Paso 1. Separar las operaciones internas de las externas. Consiste en la diferenciacin de preparar con

la mquina detenida y preparar con la mquina funcionando.

S se prepara con la mquina detenida, se le llama preparacin interna y son operaciones que pueden

llevarse a cabo nicamente si la mquina est detenida.

Cuando los cambio se realizan con la mquina funcionando, tenemos la preparacin externa, el objetivo

de esta preparacin es aprovechar el tiempo mientras la mquina se mantiene operando.

Paso 2. Convertir operaciones internas en externas. Hace referencia en transformar, en aquellos casos

que sea posible y que no impliquen riesgos inseguros, las operaciones internas en externas, a fin de

minimizar el tiempo improductivo de la mquina. Para realizar esta conversin, debern considerarse los

siguientes elementos:

Mano de obra.

Disponibilidad de talleres.

Herramientas.

Partes y refacciones.

Costo/Beneficio. Procedimientos documentados.

Paso 3. Reducir el tiempo de las operaciones internas. El enfoque es minimizar el tiempo de la mquina

sin funcionamiento, algunas tcnicas soporte que pueden ayudar en este proceso son:

Operaciones paralelas.

Fijaciones.

Eliminar ajustes.





Esta metodologa aporta grandes beneficios a la industria, sobre todo en la reduccin de costos, ya que

incrementa la flexibilidad de los procesos, contribuye a la calidad del producto y por ende, a la

generacin de valor del proceso productivo en su totalidad.

Caso prctico de SMED en Kimberly Clark

A continuacin se presenta un caso prctico de la aplicacin de SMED, en la empresa Kimberly Clark,

tomado del sitio del ingeniero Jorge Acua (A., 2009).

Antecedentes del caso

Kimberly Clark ha iniciado con la aplicacin de la tcnica de SMED en el proceso de la fabricacin de los

paales desechables Huggies, desde el mes de agosto del presente ao. Cada vez que las mquinas

producen un tamao distinto de paal (pequeo, mediano, grande, extra grande) se requiere del cambio

de varias partes, algunos de los cambios son ms complejos que otros, por lo que una falta de

seguimiento y anlisis en el cambio podra provocar un aumento del desperdicio y hasta una jornada

completa sin producir.

A continuacin se explicar un ejemplo de una de las partes de las mquinas llamadas Formacin, enesta seccin se manufactura la parte absorbente del paal, conocida como cojn absorbente. Como se

muestra en la figura 2-7, el cojn, dependiendo del tamao, requiere de partes de distinta dimensin en la

mquina, especficamente en la seccin del formador.

Figura 7. Paal, cojn absorbente

En el cambio del formador, aplicando SMED, el personal que ejecuta la modificacin realiza las siguientes

tareas previas a la misma:

a. Reunin de coordinacin (precambio), das antes.

b. Limpiar el rea.

c. Llevar partes al sitio, dejar cerca de cada unidad a intervenir.d. Asignacin de los colaboradores.

e. Reunin minutos antes del cambio.

f. Revisar las partes a cambiar (antes del cambio).





Una vez asegurados los pasos anteriores se inicia con el cambio, considerando estos aspectos:

Ejecucin de las tareas externas

Luego de un estudio detallado por parte del ingeniero de SMED, en conjunto con el equipo experto de

operadores de esa seccin, se determin que las tareas externas de este cambio son:

Tener todas las partes listas y limpias frente a la mquina:

Figura 8. Partes intercambiables de las mquinas.

Tambin revisar los nuevos tornillos a utilizar en los pockets, para asegurarse de no utilizar

tornillos daados.

Figura 9.Tornillera para las partes.

Tener lista la herramienta antes del cambio.

Solicitar en bodega la caja de herramientas correspondiente y utilizar de manera correcta elmaterial asignado.

Solicitar al encargado del cambio, las llaves de la caja de control del Scarfing, para abrir elcandado.





Ejecucin de las tareas internas y reduccin de los tiempos

Quitar accesorios.

Figura 10. Formador.

Bajar todos los pockets del tambor formador.

Figura 11. Tambor del formador.

Si y solo si los Pockets a instalar son ms altos se debe desajustar:

Figura 12. Ajustes al formador.





Durante el cambio, el personal del proceso, tanto operadores como ingenieros, utilizan un formato que

sirve de gua para acompaar la modificacin, documento que previamente fue elaborado. En el Cuadro 2

se observa la gua, la cual contiene lineamientos generales para la ejecucin de un cambio en la

mquina, de acuerdo a un tamao y tipo de paal.

Cuadro 2. Gua para el cambio de mquina

Como se observa en la tabla, se dividen las diferentes etapas que forman parte del proceso que se

requieren para realizar un cambio y se definen los responsables en cada uno. Lo anterior permite que

sean sencillas de detectar las tareas a realizar por cada miembro del equipo y adems, que las personas

involucradas cuenten con las responsabilidades asignadas en cada caso.

Una vez asegurado el cambio, se realizan los anlisis de los tiempos, se comparan y se publican a todo el

personal que particip, esto con el objetivo de cada vez ir reduciendo esos tiempos y mejorando la

ejecucin de las tareas internas.

A continuacin (ver Tabla 1) analizaremos los resultados obtenidos a partir de la aplicacin de SMED paralos cambios de set up, realizados en la mquina CAI-03, en la planta de Kimberly Clark, Cartago. Los

resultados presentan los datos obtenidos a partir del mes de septiembre de 2008. Por supuesto, la

puesta en marcha de la tcnica se inici meses antes con los trabajos de capacitacin y difusin dentro

de la compaa para el uso adecuado de la misma.





Tabla 1. Resultados obtenidos para la CAI-03 en los set up realizados posterior a la implementacin de

SMED

Para iniciar a explicar los resultados presentados en la Tabla 1, se debe mencionar qu significan los

diferentes datos que se tienen. El Wrench Time corresponde al tiempo que dur el cambio fsico

realizado. Luego los arranques Jog son la cantidad de arranques que se realizaron para temporizar y

ajustar la mquina segn la nueva especificacin de producto. El MDH es la medida de miles de partes porhora, en el caso del MDH Obj, es la cantidad que se tiene como expectativa en el plan de

produccin y el del MDH Real, es la cantidad producida (por disposicin de los encargados del sistema,

dicha mtrica se lleva a cabo 24 horas despus de que el cambio fue realizado). Por ltimo, el % Cump

Arranque corresponde a la relacin obtenida entre el MDH Objy el MDH Real.

En el caso de estudio, los valores en donde se debe fijar la atencin es el tiempo que se dura ejecutando

los cambios, ya que los valores de produccin no slo dependen de tiempo de cambio y estabilidad de la

mquina, sino que se deben de tomar en cuenta una serie de eventos externos que permitan determinar

la relacin obtenida en el uso de SMED para los trabajos de cambios en partes de la mquina con

respecto a la productividad.

Grfica 1. Comportamientos de tiempos durante un cambio en las mquinas de paales, ao 2008.





A partir de la Grfica 1, se observa que para el primer caso en donde se utiliz la tcnica de SMED

(12/9/2008) en la mquina CAI-03, el tiempo es alto comparado a los valores obtenidos en los otros

casos, sin embargo, es importante mencionar que como en la mayora de procesos, cuando se inicia con

una herramienta o tcnica nueva, existe un periodo de curva de aprendizaje, en donde pese a los

entrenamientos y a las capacitaciones realizadas, las personas involucradas en el proceso requieren de

la experiencia en el campo para mejorar sus destrezas y habilidades.

Para los tres casos siguientes se cont con un comportamiento bastante estable (14, 15 y 16 minutos),

en donde se puede concluir que el equipo obtiene un mejor manejo de la tcnica y por lo tanto

estandariza la aplicacin de la misma.

En la ltima medicin realizada (20/10/08), existe nuevamente un incremento en el tiempo del cambio,

por lo tanto es importante analizar las razones que condujeron a perturbar la linealidad del

comportamiento que se vena presentando.

Por otra parte, pese a que se mencion anteriormente que el anlisis no puede enfocarse en aspectos de

productividad, debido a que existen otros factores internos que afectan a la misma, se debe de poner

atencin que los casos que presentan un valor ms pequeo del % Cump Arranque, son los casos en

donde se tuvieron los mayores tiempos en los cambios de la mquina (tanto para el caso del 12/9/08, endonde el cambio requiri 98 minutos y el % Cump Arranque fue de 54.25%; como en el caso del da

20/10/08, donde se midi un tiempo de 30 minutos en el cambio y un % Cump Arranquede 59.12 %).

Con respecto a esto y por la experiencia obtenida en las diferentes prcticas del proceso, se puede

concluir que cuando los tiempos en los cambios son altos, se debe a problemas de ajustes y

temporizacin con las mquinas (incluso en los 3 casos en donde se dan mayores arranques Jog, fueron

en donde se presentaron mayores tiempos de cambio fsico), lo que a su vez representa casi en la

mayora de las veces problemas durante los tiempos de produccin que se ven reflejados en las

mediciones de productividad.

En el caso en estudio no se cuenta con los tiempos medidos para cambios antes de la aplicacin de la

tcnica SMED, sin embargo, por lo manifestado por los lderes de las mquinas la reduccin ha sido

considerable, y la uniformidad de los datos para las 3 mediciones correspondientes a las fechas del23/09/08, 10/10/08 y 13/10/08, permiten concluir que la tcnica traduce las prcticas utilizadas en

mejoras en los procesos.

Conclusin

El concepto de Lean Manufacturigo manufactura ligera, nos lleva a la reduccin de costos innecesarios

en los procesos de produccin, costos que tarde o temprano sern pagados por el cliente o por la

empresa, lo que impactar en la rentabilidad del negocio.

La medicin del trabajo para el establecimiento de estndares operativos y la automatizacin, para

asegurar la eficiencia de los procesos, constituyen dos elementos fundamentales a considerar en la

administracin de procesos productivos.

Bibliografa

A., I. J. (2009). Gerencia de calidad. Recuperado el 09 de Octubre de 2012, de Word Press:

http://gerenciadecalidad.wordpress.com/

Durn, M. U. (1991). Gestin de calidad. Madrid: Ediciones Daz de Santos.

Garca Valcrcel, Ignacio (2003). E-business corporativo: cmo implantar software libre, servicios web y el

grid computing para ahorrar costes y mejorar las comunicaciones en su empresa. Madrid: FC Editorial.
http://gerenciadecalidad.wordpress.com/http://gerenciadecalidad.wordpress.com/http://gerenciadecalidad.wordpress.com/





MTM Ingenieros. (s.f.). MTM Ingenieros. Recuperado el 08 de Octubre de 2012, de MTM

Ingenieros:

http://www.mtmingenieros.com/landpages/landpage-smed.html

Neira, A. C. (2006). Tcnicas de medicin del trabajo. Madrid: FC Editorial.

OIT. (1996). Introduccin al estudio del trabajo. New York: Oficina Internacional del Trabajo.

Rodrguez Montes, Julin (2006). Procesos industriales para materiales metlicos. Madrid: Editorial

Visin.

Su Torrents, Albert, Gil Vilda, Francisco y Arcusa Postils, Ignacio (2004). Manual prctico de diseo de

sistemas productivos. Madrid: Ediciones Daz de Santos.

T. Horngren, Charles (2007). Contabilidad de costos: un enfoque gerencial. Mxico: Pearson Educacin.

ITESM. (2003). Centro de calidad total y manufactura. Recuperado el 09 de Octubre de 2012, de

Campus Sonora:http://manufactura.her.itesm.mx/cm/cm_cdm_1.html
http://www.mtmingenieros.com/landpages/landpage-smed.htmlhttp://manufactura.her.itesm.mx/cm/cm_cdm_1.htmlhttp://manufactura.her.itesm.mx/cm/cm_cdm_1.htmlhttp://manufactura.her.itesm.mx/cm/cm_cdm_1.htmlhttp://www.mtmingenieros.com/landpages/landpage-smed.htmlhttp://www.mtmingenieros.com/landpages/landpage-smed.html

cambio rápido de herramientas y reducción en tiempos de preparación

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