Manual PrA!Ctico de DiseA_-o de Sistemas - SuA_-A(c) Torrents, Albert(Author)

7/16/2019 Manual PrA!Ctico de DiseA_-o de Sistemas - SuA_-A(c) Torrents, Albert(Author)

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MANUAL PRÁCTICO DE

DISEÑO DE SISTEMASPRODUCTIVOS



ALBERT SUÑÉ TORRENTSFRANCISCO GIL VILDA

IGNASI ARCUSA POSTILS

MANUAL PRÁCTICO DEDISEÑO DE SISTEMAS

PRODUCTIVOS



© Albert Suñé Torrents; Francisco Gil Vilda; Ignacio Arcusa Postils, 2004

Reservados todos los derechos.

«No está permitida la reproducción total o parcial de este libro,ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ningunaforma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico,por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permisoprevio y por escrito de los titulares del Copyright.»

Ediciones Díaz de Santos, S. A.Doña Juana I de Castilla, 22

28027 MADRIDwww.diazdesantos.es/[email protected]

ISBN: 84-7978-642-6Depósito legal: M. 37.046-2004

Diseño de cubierta: A. Calvete

Fotocomposición e impresión: Fernández Ciudad, S. L.Encuadernación: Rústica-Hilo

Impreso en España

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mailto:[email protected]

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AGRADECIMIENTOS .....................................................................

PRESENTACIÓN ..........................................................................

1. INTRODUCCIÓN .............................................................

1.1. El sistema productivo: evolución histórica ..............

1.1.1. De la producción artesana a la producción enmasa (taylorismo y fordismo) ...........................

1.1.2. De la producción en masa a la producción ajus-tada. Toyotismo ................................................

1.2. El sistema productivo bajo el enfoque de la Teoríade las Limitaciones .....................................................

Bibliografía .........................................................................

2. ESTUDIO DEL TRABAJO ..............................................

2.1. Introducción: La importancia de la medición deltrabajo .........................................................................

2.2. Niveles de actividad y curvas de aprendizaje ..........

2.2.1. Concepto de actividad ......................................2.2.2. Niveles de actividad ..........................................2.2.3. Curvas de aprendizaje .......................................

Índice de Capítulos

VII



2.3. Métodos clásicos de medición de tiempos ................

2.3.1. Estimación ........................................................2.3.2. Datos históricos ................................................2.3.3. Muestreo ...........................................................2.3.4. Tiempos predeterminados (NTPD) ..................2.3.5. Cronometraje ....................................................

2.4. Nuevas técnicas de estudio del trabajo ....................

2.4.1. Introducción .....................................................2.4.2. Un nuevo enfoque ............................................2.4.3. El análisis de variabilidad ................................

2.4.4. Conclusiones ....................................................

ANEXO 1: ASPECTOS NORMATIVOS Y RELACIONES LABORALES.

A1.1. Normativa laboral .............................................A1.2. Ordenanza General de Seguridad e Higiene en

el Trabajo (OGSHT) .........................................A1.3. Contenido del convenio ....................................

ANEXO 2: APRENDIZAJE ORGANIZACIONAL ........................

Bibliografía .........................................................................

3. DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PRODUCTIVOS ......

3.1. Introducción. ¿Qué es un proceso? ..........................3.2. La ingeniería de procesos productivos ....................3.3. Tipos de procesos .......................................................

3.3.1. Atendiendo al grado de automatización ...........3.3.2. Atendiendo a la frecuencia de ocurrencia ........3.3.3. Atendiendo a la naturaleza del flujo productivo.

3.4. Descripción de procesos: Diagrama de procesos ....3.5. Descripción de procesos: Tiempos característicos ..

3.5.1. El tiempo de ciclo .............................................3.5.2. El tiempo de proceso (Tp) ................................3.5.3. El tiempo de flujo (Tf) .....................................

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4. DISEÑO DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN ..............

4.1. Takt time y tiempo de ciclo. Capacidad y producti-

vidad ...........................................................................4.1.1. Takt time y tiempo de ciclo ..............................4.1.2. Capacidad y productividad ...............................

4.2. Equilibrado de líneas de producción .......................

4.2.1. La cuestión del equilibrado de líneas de pro-ducción .............................................................

4.2.2. Métodos de equilibrado: algoritmos heurísticosy equilibrado intuitivo ......................................

4.2.3. Herramientas: cronograma y diagrama de equi-librado ...............................................................

4.2.4. Ejemplo práctico: montaje de una placa de vi-trocerámica .......................................................

4.3. Equilibrado y sincronización de procesos ...............

4.3.1. Equilibrado de capacidad: condición necesariapero no suficiente .............................................

4.3.2. Proceso y stock en curso ..................................4.3.3. Sincronización de procesos ..............................4.3.4. Ejemplo ilustrativo ...........................................4.3.5. Conclusiones ....................................................

5. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DEL SISTEMA PRO-

DUCTIVO ..........................................................................

5.1. Introducción ...............................................................

5.1.1. Objetivo ............................................................5.1.2. Tipos de distribución en planta ........................5.1.3. Ventajas de cada tipo de distribución ...............

5.2. Layout del puesto de trabajo .....................................

5.2.1. Aspectos ergonómicos ......................................5.2.2. Propuesta de puesto de trabajo estándar ...........

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5.3. Distribución en planta orientada a proceso .............

5.3.1. Flujo de materiales: estudio del proceso ..........5.3.2. Tabla de relaciones entre actividades ...............5.3.3. Clasificación de las relaciones: diagrama de re-

laciones .............................................................5.3.4. Requerimiento de superficie .............................5.3.5. Desarrollo de soluciones ..................................5.3.6. Evaluación y selección .....................................

5.4. Distribución en planta orientada a producto ..........

5.4.1. Introducción .....................................................

5.4.2. Configuraciones básicas de circuitos (I y U) ...5.4.3. Diseño de la cadena: método de las gamas ficti-cias ....................................................................

5.5. Producción celular .....................................................

5.5.1. Introducción .....................................................5.5.2. Un poco de historia ..........................................5.5.3. Peculiaridades de las células en U ....................5.5.4. ¿Cuándo usar una célula en U? ........................5.5.5. Diseño de una célula en U. Conceptos generales.5.5.6. Célula en U y aprovisionamiento .....................5.5.7. Dimensiones de una célula en U ......................5.5.8. Taller de ensamblaje basado en células U ........

5.6. Distribución en planta de posición fija ....................5.7. Layout de almacenes ..................................................

5.7.1. El edificio .........................................................

5.7.2. Los elementos de almacenamiento ...................5.7.3. La maquinaria de manutención ........................5.7.4. Ejemplos de layout de almacén ........................

Bibliografía .........................................................................

6. ADAPTACIONES DE DISEÑO PARA PROCESOS SE-MIAUTOMÁTICOS .........................................................

6.1. Introducción ...............................................................6.2. Interacción persona-máquina (diagramas) .............

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6.3. Interacción equipo-máquina ....................................6.4. Interacción persona-máquina y equipo-máquina ..

6.4.1. Interferencias deterministas (diagrama persona-varias máquinas) ...............................................

6.4.2. Interferencias aleatorias ....................................

ANEXO: TABLAS DE ASHCROFT ..........................................

7. EJERCICIO RESUELTOS ..............................................

7.1. PROBLEMA 1. Estudio del trabajo ...........................7.2. PROBLEMA 2. Equilibrado de líneas de producción(CISA) .............................................

7.3. PROBLEMA 3. Análisis de variabilidad ...................7.4. PROBLEMA 4. Interferencias / Estudio del trabajo

(CISA [b]) ........................................7.5. PROBLEMA 5. Capacidad y equilibrado ( Imagina-

tium) .................................................

7.6. PROBLEMA 6. Interferencias aleatorias (Llaverosmetálicos) .........................................7.7. PROBLEMA 7. Taller de ensamblaje con células U ..7.8. PROBLEMA 8. Aprovisionamiento y autonomía de

célula U ............................................

8. EJERCICIOS PROPUESTOS .........................................

EJERCICIO 1: Equilibrado ..............................................EJERCICIO 2: Equilibrado ..............................................EJERCICIO 3: Interferencias ...........................................EJERCICIO 4: Interferencias aleatorias ...........................EJERCICIO 5: Interferencias aleatorias ...........................EJERCICIO 6: Diseño célula U .......................................EJERCICIO 7: Fabricación de tuercas .............................EJERCICIO 8: Empaquetado ...........................................

EJERCICIO 9: Imaginatium (b) .......................................EJERCICIO 10: Fabricación de asientos ............................EJERCICIO 11: Ensamblaje con variabilidad ....................

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Los autores agradecemos la colaboración de las siguientes perso-nas, compañeros que nos han ofrecido sus opiniones voluntariamente,y nos han ayudado a revisar la obra hasta alcanzar su estado actual.

Carme GiraltJosé HernánMiguel Ángel GómezJosep Maria SallánManel RajadellJosep PujolVicenç Fernández

Agradecimientos

XIII



La idea de crear este manual práctico surgió después de revisar labibliografía existente sobre Dirección de Operaciones en busca decontenidos que permitieran encarar problemas reales de diseño de sis-temas productivos. Nos dimos cuenta de que la bibliografía era emi-

nentemente descriptiva pero no profundizaba en cómo usar herra-mientas o metodologías concretas.

Por ello nos decidimos a crear un manual práctico que combinaralas metodologías clásicas de diseño del sistema productivo con pro-puestas más actualizadas (extraídas de nuestra experiencia profesio-nal) bajo el enfoque de la producción ajustada.

La necesidad de crear una documentación válida para un en-

torno de autoaprendizaje, la ilusión y las ganas de los autores fue-ron los ingredientes finales para que esta obra se haya hecho unarealidad.

Pretendemos que esta documentación sirva como complementodocente para alumnos universitarios pero también como pequeñaguía para profesionales que quieran introducirse en el complejo mun-do del diseño de sistema productivos.

Para ello hemos intentado utilizar un estilo autoexplicativoque fomente el autoaprendizaje, combinando contenidos teóri-cos, ejemplos prácticos realistas y ejercicios (resueltos y pro-

Presentación

XV



puestos) que permitan una autoevaluación de los conocimientosadquiridos.

¿Qué se puede encontrar en este manual?

En el Capítulo 1 nos ha parecido imprescindible, para poner encontexto los contenidos de este manual, hacer una pequeña revi-sión histórica de la evolución de los sistemas productivos. AlbertSuñé ha recopilado de varias fuentes la evolución de los sistemasproductivos hasta la época contemporánea, dándole su propio enfo-

que personal.El Capítulo 2 describe los fundamentos básicos de la organiza-

ción del trabajo y la medida de tiempos. Ignasi Arcusa ha recopiladolos métodos clásicos de «métodos y tiempos» y Francisco Gil la hacomplementado con una propuesta de cómo compaginar los métodoscientíficos clásicos con un enfoque más humano, desarrollada a par-tir de su experiencia (análisis de variabilidad). Albert Suñe ha escri-to un anexo sobre el aprendizaje organizacional.

En el Capítulo 3, escrito por Francisco Gil, se define lo que sonlos procesos productivos y como clasificarlos y describirlos, tantocuantitativamente como cualitativamente.

En el Capítulo 4, desarrollado por Albert Suñé y Francisco Gil, serepasan las herramientas básicas para el diseño «conceptual» de pro-cesos: equilibrado de líneas, equilibrado de procesos y sincronizaciónen el seno de una fábrica.

El Capítulo 5 cubre el diseño «físico» de los procesos. AlbertSuñé ha desarrollado la parte de teorías más «clásicas». Francisco Gilha desarrollado la parte de diseño de almacén y su tema favorito: laconfiguración de células en U, aportando ideas originales sobre el di-seño de puestos de trabajo (Sección 5.2) y la configuración idónea delas células en «U» (apartado 5.5.7).

El Capítulo 6 , escrito íntegramente por Ignasi Arcusa, aborda

un tema clásico: el acoplamiento hombre-máquina. Con dos enfo-ques: la sincronización determinista y la asignación de máquinascon comportamiento aleatorio.

XVI MANUAL PRÁCTICO DE DISEÑO DE SISTEMAS PRODUCTIVOS



El Capítulo 7 recoge una colección de casos prácticos resueltos,que permitirán ilustrar los conceptos y dar la oportunidad lector dechequear los conocimientos adquiridos.

Finalmente, el Capítulo 8, complementario del anterior, recogeunos casos propuestos sin resolver aunque, se facilitan los resultadosfinales.

Esperamos con ilusión que el presente manual sea útil y lo poda-mos mejorar en un futuro. Para ello nos permitimos pedir la colabo-ración del lector. Por favor, envíenos su propia crítica del libro o su-gerencias a cualquiera de los siguientes correos electrónicos:

Albert Suñé Torrents: [email protected] Gil Vilda: [email protected] Arcusa Postils: [email protected]

PRESENTACIÓN DE AUTORES XVII



En el presente capítulo se ofrece al lector la posibilidad de com-prender la evolución que han sufrido los métodos y las técnicas de di-seño y gestión de los sistemas productivos durante el siglo XX a par-tir del seguimiento del sector del automóvil. Este sector ha sido el

precursor de los mayores cambios en las técnicas de producción in-dustrial.

Una vez introducidos los aspectos más relevantes de la evoluciónhistórica, se introduce un nuevo enfoque denominado teoría de las li-mitaciones, por el carácter pedagógico que el procedimiento presen-ta en la búsqueda de la mejora continua del sistema productivo.

El resto de la presente obra se ocupará del diseño del sistema pro-

ductivo tratando diversos aspectos en mayor profundidad y concre-ción, haciendo reseña de los métodos más clásicos y profundizandoen los más utilizados en la actualidad. Todo ello para encontrar la for-ma más objetiva posible de diseñar los procesos productivos tenien-do en cuenta los métodos de trabajo, la capacidad necesaria y el ritmode producción, la disposición de los recursos productivos y la inte-racción de los procesos manuales y automáticos. Acompañándolocon ejemplos ilustrativos.

Al final de la obra el lector podrá encontrar una colección deejercicios resueltos que han intentado aproximarse a problemas de di-

1Introducción

1



seño de sistemas productivos reales para facilitar la capacidad decomprensión de las técnicas expuestas. Asimismo, se aporta, en el úl-timo capítulo, una colección de problemas propuestos.

1.1. EL SISTEMA PRODUCTIVO: EVOLUCIÓNHISTÓRICA

Para hacer una revisión de la evolución de que han sido objeto losaspectos productivos durante el último siglo, tomaremos como refe-rencia el sector de la industria automovilística por dos motivos: el pri-

mer motivo es que durante este periodo ha sido el sector industrialpor excelencia, al ser la mayor actividad manufacturera del mundodurante los últimos cincuenta años. También nos parece acertadopor la diversidad de sus procesos productivos, ya que en el sector au-tomoción coinciden procesos de disciplinas tan diversas como lamecánica, la electrónica, la electricidad y la hidráulica, entre otras. Lacomplejidad de coordinar todos los procesos para que acaben gene-rando un automóvil en los plazos y costes actuales justifica que sea

tratado con detenimiento.Además, la industria automovilística ha sido pionera en implan-

tar cambios fundamentales en los procesos industriales durante losúltimos años. Después de haber generado ya, tras la Primera GuerraMundial, las ideas principales de la producción en masa, es ahora unreferente en el sistema de producción ajustada para el resto de sec-tores.

Después de la Primera Guerra Mundial, Frederic W. Taylor (autor del libro The principles of scientific management ), Henry Ford (Pre-sidente de la Ford Motor Company) y Alfred Sloan (Presidente deGeneral Motors) sacaron al mundo de la producción artesana y lo in-trodujeron en la era de la producción en masa.

No fue hasta los años 70, que el mundo reconoció un sistema ge-nuino de producción originado de Japón (no sin antes mostrar susdudas sobre el mismo). Después de la Segunda Guerra Mundial,

Eiji Toyoda y Taiichi Ohno, de la Toyota Motor Company, habíancreado una nueva forma de producir que denominaremos producciónajustada.

2 MANUAL PRÁCTICO DE DISEÑO DE SISTEMAS PRODUCTIVOS



En la actualidad resulta habitual escuchar a empresarios que afir-man que su sector de actividad se enfrenta a una crisis de sobredi-mensionamiento y a un exceso de capacidad de producción. Esta

idea es, en ocasiones, inadecuada, puesto que los mercados tienen unaavidez desmesurada de productos y servicios (solo es necesaria unapequeña reflexión al fijarnos en el número de corbatas que tenemosen nuestros armarios, la cantidad de electrodomésticos y aparatoselectrónicos que encontramos en nuestros hogares, o el crecimiento ysofisticación de sectores como el ocio y el turismo, que ahora inclu-yen, como novedad, viajes espaciales). El problema debe buscarse enla creciente sofisticación de la demanda, debido al aumento constan-

te de la capacidad adquisitiva de los consumidores, consecuenciadel crecimiento general de las economías nacionales. En la actuali-dad, los posibles compradores no desean productos estandarizados,desean mayores prestaciones, calidad absoluta, personalización, ra-pidez de respuesta y servicios adicionales no imaginados hasta elmomento. Y todo esto sin un aumento en el precio final o, a ser po-sible, a un precio cada vez menor. Debemos concluir que nuestro retoradica en ofrecerles todo esto mediante la implantación de un modode producir mejor.

La producción ajustada parece ser la metodología más acertada enestos momentos, y resultará habitual compararla con la producciónartesana y la producción en masa durante distintos pasajes de estaobra.

Las características de la producción artesana son que emplea atrabajadores muy cualificados y herramientas sencillas, aunque fle-xibles, para hacer exactamente lo que le pide el cliente. El resultadoes la creación de una pieza única o casi única cada vez. Un traje he-cho a medida, una pintura o una escultura son ejemplos de trabajos deartesanía. Al mercado actual le parece atractiva esta idea de distin-ción, pero el problema que plantea es obvio, los bienes producidospor el método artesano son excesivamente caros para que nos sinta-mos interesados por ellos. Los coches producidos antes de los años1920 se producían siguiendo métodos artesanos y eran claramente ex-clusivos.

En un sistema de producción en masa se emplea a profesionalescualificados para el diseño de productos y procesos, y se emplea a

INTRODUCCIÓN 3



trabajadores no cualificados o semicualificados para manipular má-quinas caras y poco flexibles. Se producen enormes cantidades deproductos completamente idénticos entre sí. Puesto que la maquina-

ria es costosa y tolera mal las interrupciones, el productor añade todaslas facilidades posibles para asegurarse que no haya interrupciones,como por ejemplo stocks al inicio del proceso, stocks intermedios, es-pacios extras y holgura en los otros recursos. Como el tiempo inver-tido en el cambio de serie es considerable, dada la complejidad de lamaquinaria y de su ajuste, el productor intenta minimizar los cambiosde serie y produce en grandes lotes productos estándar. El consumi-dor obtiene una reducción notable en el precio, pero a expensas de la

variedad. La producción en masa se basa en el principio de la crea-ción de economías de escala.

Un sistema de producción ajustada intenta combinar las ventajasde la producción en masa y de la artesana. Se basa en el principio de laeliminación de las ineficiencias del sistema productivo, a las inefi-ciencias se las considera despilfarro de recursos que no aportan valor al producto, pero en cambio consumen recursos escasos. La produc-ción ajustada debe su nombre a que se persigue el máximo aprove-

chamiento de los recursos, evitando ciertos despilfarros generados enla producción en masa. El propósito de la producción ajustada es ob-tener los mismos productos con la mitad del esfuerzo humano, la mi-tad del espacio, la mitad de la inversión en maquinaria y la mitad dehoras de diseño e ingeniería para desarrollar un nuevo producto. Tam-bién requiere mantener menos de la mitad de las existencias, fabricacon menos defectos y produce una variedad de productos mayor.

1.1.1. De la producción artesana a la producción en masa(taylorismo y fordismo)

Hacia los principios de 1890, la firma P&L (Panhard y Levassor)fabricante de máquinas herramientas se reunió con Gottlieb Daimler (fundador de la compañía que fabrica actualmente el Mercedes Benz)para diseñar el estándar Sistema Panhard . Un ingenio de gasolina de

alta velocidad (alcanzaba el límite legal de 12 millas por hora), con elmotor delante, los pasajeros en filas detrás, y con tracción en lasruedas traseras.




Los trabajadores de P&L eran artesanos cualificados que cons-truían a mano, cuidadosamente, coches en pequeñas cantidades. Estostrabajadores conocían perfectamente los principios del diseño mecá-

nico y los materiales con que trabajaban. Muchos de ellos trabajabancomo contratistas independientes a quienes la compañía contratabapartes o componentes específicos. Los coches producidos no erannunca idénticos, porque los sistemas de medidas no eran estándares ylas máquinas utilizadas eran simples. Como consecuencia, las piezasllegaban a la nave de ensamblaje donde los ajustadores cualificadoslimaban las piezas hasta hacerlas encajar. El ensamblaje secuencialconducía al denominado «deslizamiento dimensional».

No obstante, la política de P&G no pretendió fabricar cochesidénticos en un inicio. En lugar de ello, se centró en adaptar cada uni-dad a los deseos de cada cliente. Puesto que los vehículos eran com-prados por acaudalados clientes (que solían tener chófer), las preo-cupaciones esenciales no eran el coste, ni la facilidad de conducción,sino la velocidad, la exclusividad y la adaptación a sus gustos.

Las principales características de la producción artesana se con-

cretan en un volumen de producción muy reducido; el empleo de má-quinas herramientas de propósito general para realizar operaciones enmetal y madera; una organización descentralizada, la mayoría de laspartes procedían de pequeños talleres coordinados por un propietarioempresario; una fuerza laboral altamente cualificada en el diseño, lasoperaciones manuales y el ensamblaje, en la cual la carrera profesio-nal consistía en iniciarse como aprendiz, pasar a oficial cuando se tu-vieran todas las capacidades artesanas y en algunos casos a maestrode taller, pues muchos de los trabajadores albergaban la esperanza deposeer su propio taller y convertirse en contratistas de las firmas en-sambladoras.

En esos años, ninguna compañía podía ostentar una posición demonopolio en el sector. La estructura del sector estaba configuradapor una gran cantidad de compañías pequeñas y poco concentradas.Algunas de estas firmas artesanas se han conservado hasta nuestrosdías, su estrategia ha sido centrarse en pequeños nichos de compra-

dores en torno a segmentos de producto exclusivo y de lujo. AstonMartin, por ejemplo, tiene en su taller actual un ritmo de producciónde un coche por día laborable. No obstante, estas firmas se han teni-

INTRODUCCIÓN 5



do que aliar con las compañías más fuertes del sector para acceder aconocimientos desarrollados en los laboratorios de investigación delas grandes corporaciones, y adaptarlos a sus diseños. Ejemplos de es-

tas alianzas son los sistemas de seguridad (airbag y cinturones piro-técnicos), el control electrónico del dosado, frenos con sistema anti-bloqueo, etc. Desarrollar estos conocimientos por sí mismos hubierasido inviable.

Los inconvenientes de la producción artesana son bastante obvios.Los costes de producción son elevados y no descienden con el volu-men, lo que significa que los productos estaban reservados para unospocos clientes de la clase alta. Cada coche era un prototipo, con lo

que resultaba difícil dotarlos de fiabilidad. La producción en talleresera incapaz de desarrollar nuevas tecnologías, pues los artesanos notenían recursos para innovar e investigar de forma sistemática.


Figura 1.1. El desarrollo de diseños únicos no impide que las compañías defabricación artesana tengan que aliarse con corporaciones de fabricación en seriepara el desarrollo de nuevas tecnologías. (Izquierda, Aston Martin DB7. Derecha,

prototipo Bentley.)

El siguiente paso en la organización industrial dio lugar a la lla-mada producción en masa, también denominada taylorismo o fordis-mo en recuerdo a las personas que la desarrollaron. F.W. Taylor y H.Ford desarrollaron unas nuevas técnicas de producción que permitíanla reducción drástica de los costes junto con un aumento continuadode la productividad.

La producción en masa nació en un momento histórico, cuyas ca-

racterísticas principales determinaron su desarrollo como sistema deproducción. Las más destacables son: exceso de demanda no satisfe-cha por una oferta con capacidad muy restringida; demanda de pro-



ductos estándar debido al bajo nivel de competitividad generalizadoen todos los sectores; y gran disponibilidad de mano de obra poco es-pecializada como consecuencia de la masiva migración del entorno

rural al urbano.

INTRODUCCIÓN 7

Figura 1.2. Las firmas de producción artesana se centran en los nichos demercado de mayor exclusividad debido a los elevados costes de fabricación (Rolls

Royce Park-Ward).

Frederic W. Taylor (1856-1915) nació en Filadelfia. En 1872viajó a Europa y tuvo la oportunidad de conocer la filosofía modernay que probablemente influyó luego en su forma de aplicar el métodoanalítico cartesiano de la duda, desglose de problemas y ordenaciónsistemática de ideas. La concepción taylorista puede que responda a

los rasgos de una compleja personalidad analítica, tenaz y entusiasta(como afirman todos sus biógrafos).

En 1875 entró de aprendiz en la Enterprise Hydraulic Works deFiladelfia. Y tres años después pasó a la Midvale Steel Company,donde comenzó como simple operario en el taller de máquinas,para luego ascender en todos los peldaños de la organización de untaller como encargado, intentando mejorar la productividad me-diante sistemas de incentivos. Taylor no se formó, pues, predomi-

nantemente en la teoría, sino en la práctica, en la que —como debesubrayarse— había comenzando desde abajo, como simple aprendizy operario.



Mientras trabajaba en la Midvale, en sus horas nocturnas, Taylor estudió ingeniería mecánica en el Stevens Institute of Technology — en 1883. Concluyó sus estudios de ingeniería y comenzó a trabajar

como ingeniero jefe con responsabilidad sobre el mantenimiento ymejora de todo el parque de maquinaria de la Midvale Steel Com-pany, en la que organizó todo un nuevo taller. Su interés científico lehizo abandonar en 1890 la empresa de aceros y pasó a dirigir, comodirector general, la Manufacturing Investment Company, en la quetuvo que desempeñar tareas de dirección global, pero donde conti-nuó, hasta 1893, su dirección directa de la fabricación. Es allí dondeintrodujo su sistema de remuneración por unidades fabricadas y se

ocupó de los problemas del cálculo de costes, así como de un siste-ma de informes. También en ese puesto se dedicó a solucionar pro-blemas técnicos de producción. Diseñó herramientas y útiles así como nuevas máquinas, pero sobre todo desarrolló nuevos procedi-mientos en procesado de metales (publicó sus resultados en distintasrevistas).

Entre 1893 y 1898 Taylor trabajó como consultor autónomo ypudo difundir mejor sus ideas en conferencias. En su última fase de

actividad práctica, hasta 1901, trabajó en una fábrica de armamento,donde se le contrató para reducir costes. Allí pudo emplear todo elabanico de instrumentos de racionalización desarrollados hasta en-tonces. Destacan entre esos instrumentos sus mediciones de tiemposy movimientos en el trabajo de los obreros que tenían que cargar lin-gotes en los vagones.

A los 45 años, en parte por razones de salud, pero sobre todo paratener más tiempo que dedicar a sus estudios, dejó de trabajar como

ejecutivo y se dedicó a elaborar sus ideas. Puede decirse que en estaúltima fase trabajó casi como un profeta de un nuevo ideal: la reno-vación racional de las industrias. Taylor se dedicó, rodeado ya de unbuen grupo de alumnos (entre ellos Gantt), a propagar, como misio-nero de sus propias concepciones, la nueva «dirección científica de laempresa». Taylor, como muestra la investigación reciente, solo es-cribió por sí mismo una parte de su obra central The principles of scientific management (1911) donde condensa sus ideas —aunque

parece que utilizó el manuscrito de un colaborador (M.L. Cooke).Taylor sabía trabajar en equipo, estimaba la «cooperación» real, y or-ganizaba bien el trabajo de sus colaboradores, a los que permitía ex-




poner opiniones incluso contrarias (como sucedió con las de Gantt oGilbreth).

Junto a la solución de problemas técnicos ingenieriles, Taylor realizó un profundo y detallado trabajo de reflexión en el que desa-rrolló sus ideas sobre el «Management científico», es decir, sobre unagestión racional y apoyada en todos los instrumentos analíticos posi-bles de los procesos de fabricación.

Cuando Taylor y sus discípulos (Barth, Gantt, Hathaway, Cooke,Emerson, Gilbreth, etc.) comienzan su trabajo renovador, la industriaamericana había logrado crear grandes factorías. Esto se debió a cla-

ros procesos de acumulación de capital promovidos por gestoresorientados todavía casi exclusivamente a la gestión financiera. Perocomo afirmaba Emerson, el rendimiento era bajísimo. Se incurríaen pérdidas en los procesos de fabricación más flagrantes de lo quesuponían los altos directivos. Y se pensaba que si el personal traba-

jaba duramente, con «labor excesiva y fatigosa» esto era prueba deque se había llegado a un buen nivel de eficiencia. El grupo de Taylor constató que el bajo rendimiento «no se debía a que los operarios no

trabajaran con ahinco, sino a que lo hacían en malas condiciones, o aque la dirección era ineficiente».

Taylor pudo constatar que el rendimiento de la mano de obra en laMidvale Steel Company era, en término medio, de un 28%. Y elmismo Emerson comprobó en estudios de tiempos, que el rendi-miento de un equipo de peones encargados de realizar una excavaciónno pasaba del 18% del evaluable como normal. En un astillero de laArmada, en Brooklyn, se habían organizado cinco talleres de pintura,

cinco de maquinaria y cinco de carpintería que funcionaban sin coor-dinación alguna porque los gabinetes técnicos no querían tomarse eltrabajo de estudiar tareas fácilmente agrupables. La incomunicaciónentre los departamentos, incluso sobre mejoras técnicas, era total: enun taller de la Midvale Steel Company se aplicaba un chorro de aguafría a la punta de la herramienta desde 1884, pero esta mejora que per-mitía trabajar continuadamente al torno, sin interrupciones para enfriar la herramienta, visible para todos, no fue imitada por otras secciones

hasta 1899. Y ni los fabricantes de máquinas herramientas habían cai-do en la cuenta de la necesidad de calcular la velocidad de avance deuna pieza en un torno, el ángulo de corte, etc.

INTRODUCCIÓN 9



El diagnóstico de situación subrayaba, entre otros puntos:

a) Que los procedimientos prescritos por la tradición en distintos

oficios eran toscos, deficientes por los desperdicios de mate-rial ocasionados.

b) Que muchas máquinas y herramientas empleadas eran inade-cuadas para su objetivo.

c) Que, frecuentemente, se encargaban a los operarios tareaspara las que no eran aptos, por no haberse preocupado nadie,ni el propio interesado, de averiguar antes cuáles eran las ver-

daderas aptitudes de cada individuo.d ) Que ni los directores ni los obreros conocían los tiempos a de-

dicar a cada tarea, ni tampoco la cantidad de trabajo exigible aun buen operario en una jornada.

e) Que las condiciones de trabajo nunca habían sido regulariza-das para poder determinar con algo de certeza si el bajo ren-dimiento era imputable al operario o a condiciones ajenas a suvoluntad.

f ) Que la mayoría de los directivos no eran conscientes de su res-ponsabilidad sobre los atrasos en la obra en curso o sobre lasmolestias sufridas a diario por los trabajadores, atribuibles engran parte a la falta de lo que se llama «normalización».

El grupo de Taylor trabajó estos problemas durante unos trein-ta años, y en sus conclusiones sobre el diagnóstico realizado llegóa la constatación de que comparado con la productividad de un tra-bajo normalizado y regulado racionalmente (por métodos científi-cos), el rendimiento de las industrias norteamericanas no pasabadel 50 %.

El sistema organizativo creado por Taylor se agrupa alrededor deuna serie de principios muy claros. Taylor parte del supuesto de quela organización o administración de una empresa industrial debe ser-vir en primer lugar a conseguir «la máxima prosperidad para el tra-

bajador y para el patrono», prosperidad que «se obtiene cuando serealiza el trabajo con un mínimo consumo del esfuerzo humano, delos recursos naturales y del capital invertido» ( Principles of scientific




management ). Es decir, no existiría pues conflicto de intereses entreambas partes, pues lo que es bueno para el patrono lo es también parael empleado en su industria: una buena situación económica de la em-

presa beneficia a ambos.F.W. Taylor insistió siempre en la importancia de atenerse a cier-

tos principios básicos de la ciencia del trabajo, de los que enunció lossiguientes:

• Desarrollar una verdadera ciencia de la administración del tra-bajo.

• Separación de tareas mentales (dirección, planificación) y deejecución.

• Selección científica del trabajador.

• Su educación y desarrollo de acuerdo a bases científicas.

• Estrecha y amistosa cooperación entre la dirección y el per-sonal.

El primer punto implica el estudio científico, es decir, objetivo, ba-sado en conocimientos analíticos del trabajo, o de los procedimientostradicionales. Y por tanto, también superación de la planificaciónguiada solo por recetas empíricas parciales sin una base sólida. Asi-mismo, supone llegar a elaborar reglas, fórmulas, «leyes» que susti-tuyan la variable intuición e improvisación. Para ello exigía tablas, es-tadísticas, etc., que documentaran y ordenaran datos empíricos sobrelos procesos de trabajo. Pero, según el segundo punto, este estudio no

lo hará el operario, que debe abandonar la actividad mental del anti-guo artesano, sino el personal especializado en tal preparación de da-tos y reglas para el trabajo.

Estos principios fundamentales fueron desarrollados en sus dosobras: Shop management y Principles of scientific management.

En 1903 Henry Ford (1863-1947) entró en la Ford Motor Companycomo vicepresidente y jefe de ingeniería. En esos años la empresa fa-

bricaba unos pocos coches en su taller de la Avenida Mack de Detroit.Grupos de dos o tres personas trabajaban en el ensamblaje de compo-nentes fabricados por otros talleres independientes.

INTRODUCCIÓN 11



Henry Ford realizó su sueño de producir un automóvil a un preciorazonable, fiable y eficiente con la introducción del famoso modelo T (Véase Figura 1.3). El modelo T inició una nueva era en el transpor-

te de personas. Era fácil de conducir, mantener y maniobrar en las ca-rreteras de la época. Inmediatamente tuvo un enorme éxito, prueba deello es que en 1918 la mitad de todos los coches existentes en Amé-rica eran modelos T .

La clave de la producción de la Ford Motor Company no fue lacadena de montaje móvil, sino la total y coherente intercambiabilidadde las partes y la sencillez de su ensamblaje (Womack, 1992). Fordinsistió en que se utilizara el mismo sistema de medida para todas las

partes a lo largo del proceso de fabricación. Estas simplificacionesproporcionaron enormes ventajas sobre sus competidores, pues, enprimer lugar pudo eliminar a los ensambladores cualificados quesiempre habían constituido el grueso de toda su fuerza laboral.

En 1908, en vísperas de la introducción del modelo T el ciclomedio de trabajo de un ensamblador de Ford era de 514 minutos, losensambladores realizaban las mismas actividades en sus stands deensamble estacionario. Tenían que ir a buscar las partes necesarias, li-marlas hasta que encajaran y colocarlas en el chasis. El primer pasoque dio Ford fue entregar las partes en cada lugar de trabajo, más tar-


Figura 1.3. Modelo T de la Ford Motor Company (1908); derecha, anunciopublicitario del mismo en la revista «Life» (1908).



de, cuando se consiguió la intercambiabilidad total de las piezas de-cidió que cada ensamblador debería realizar una sola tarea en cada co-che y desplazarse al coche siguiente, aumentando progresivamente la

especialización del trabajo. De este modo, en 1913 (antes de introdu-cir la cadena de montaje móvil) el ciclo de trabajo de un ensamblador medio se había reducido a 2,3 minutos.

El ingenio de Ford le llevó a instalar en 1913 la cadena de mon-taje móvil, que colocaba el coche delante del operario, en su nuevaplanta de Highland Park de Detroit. Esta innovación redujo el tiempode ciclo medio de 2,3 minutos a 1,19 minutos. La diferencia reside enel tiempo ahorrado en el traslado del operario y el incremento del rit-mo de trabajo que la cadena móvil puede imponer.

Desde el punto de vista de los trabajadores, Ford había llevado alextremo la división del trabajo. El montador del taller artesano habríarealizado todas las operaciones de montaje y ensamblaje del vehículo,mientras que el ensamblador de la cadena de producción tenía unasola tarea. No solicitaba piezas ni se preocupaba por sus herramientas,no reparaba sus equipos ni inspeccionaba la calidad, tampoco sabía

qué hacían el resto de trabajadores en el resto de puestos de trabajo.Alguien tenía que pensar en el modo de unir las partes y en lo que

debían hacer los operarios con extraordinaria precisión. Este era elcometido de un profesional de nueva creación, el ingeniero industrial.Igualmente, alguien tenía que ocuparse del suministro de las distintaspartes a la cadena, un ingeniero de producción, generalmente dise-ñaba rampas y cintas transportadoras, y diseñaba el sistema de apro-visionamiento, así como la producción y control de stocks de se-

mielaborados. De vez en cuando se enviaba a alguien de limpiezapara limpiar las zonas de trabajo y mecánicos cualificados circulabanpor toda la planta para reparar las herramientas de los ensambladores.Otro especialista comprobaba la calidad al final del proceso produc-tivo, eran los repasadores. El trabajo de los repasadores era bastantesimilar al trabajo de los montadores en los talleres, pues se encarga-ban de reparar las partes mal construidas durante todo el procesoproductivo. Cabe destacar que con este sistema, el trabajo que no es-

taba bien hecho no se descubría hasta el final de la cadena de mon-taje, en el caso de que fuera descubierto, pues las comprobacioneseran bastante burdas.

INTRODUCCIÓN 13



Como consecuencia de todo ello, los trabajadores de la cadenaeran reemplazables como las piezas del coche. En este ambiente, lostrabajadores no daban información alguna sobre las condiciones en

que operaban, y mucho menos sugerían alguna mejora en el proceso.Estas funciones recaían sobre el capataz y el ingeniero industrial,que informaba de sus hallazgos a los directivos para que actuaran.

La organización de la Ford Motor Company era, en sus inicios,un entramado de talleres independientes. En cambio, hacia 1915 es-taban en camino de conseguir la integración vertical completa. Estedesarrollo alcanzó el punto máximo en el complejo Rouge de Detroit,que abrió en 1931. Tenía fábricas de acero, de corte de metal y de vi-drio. La razón más importante que tenía para producir todos los com-ponentes en su propia empresa era que necesitaba piezas con menosdefectos y calendarios de entrega más apretados. Confiar sus comprasen el mercado abierto podría estar lleno de dificultades. De maneraque decidió reemplazar el mecanismo del mercado por la «mano vi-sible» de la coordinación organizativa. El problema fue que la inte-gración vertical total introdujo una burocracia a escala tal que aportósus propios problemas. Ford no tenía ni la más remota idea de cómo

organizar un negocio global si no era mediante la concentración totalde la toma de decisiones en una persona, él mismo.

El producto ofrecido por Ford, el modelo T fabricado en masa, seofertaba en nueve carrocerías distintas, pero todas iban sobre el mis-mo chasis que contenía las partes mecánicas. El éxito de sus auto-móviles se basaba, sobre todo, en los bajos precios. Ford no dejó derebajar los precios desde el día en que apareció el modelo T . La ma-yor parte de las veces la reducción se debió a que el crecimiento delvolumen de fabricación permitía reducir los costes por la existenciade economías de escala.

Sin embargo, en 1927, Ford estaba sufriendo una caída de lademanda y estaba vendiendo por debajo del coste. La producciónen masa empezaba a convertirse en el modo de producción co-mún en todos los países del mundo y dejaba de ser una ventajacompetitiva. La demanda cayó porque General Motors ofertaba

un producto más moderno por solo un poco más de dinero. Por ejemplo, las condiciones y acabados no preocupaban a los antiguosclientes de Ford, el modelo T no tenía planchas exteriores de metal,




excepto la capota, la pintura era ruda y varios de los modelos no te-nían puertas. Los motores se averiaban frecuentemente, y en laplanta de Highland Park apenas se inspeccionaban los vehículos

terminados. Nadie ponía un motor en marcha hasta que el coche es-taba totalmente listo.

Alfred Sloan entró en la General Motors como vicepresidenteen 1919, cuando dicha compañía era multidivisional y diversificada.Por ello tuvo que hacer frente a los problemas de gestión que supo-nían este tipo de compañías, al mismo tiempo que intentar arrancarlea Ford el liderazgo de la industria automovilística. Sloan propuso untipo de gestión descentralizada, basada en la gestión objetiva de las

divisiones por altos ejecutivos. Se crearon nuevas profesiones de di-rectivos financieros y especialistas de marketing para complementar las profesiones ingenieriles.

Sloan supo encontrar el equilibrio entre la necesidad de estanda-rización para reducir costes de fabricación y la diversidad de modelosque requería la alta gama de demandas de los consumidores. Estan-darizó muchos elementos y componentes mecánicos como bombas ygeneradores, al mismo tiempo que alteró anualmente el aspecto ex-terno de los coches e introdujo una serie sin fin de accesorios que sepodían instalar en los diseños existentes para mantener el interés delconsumidor.

Las innovaciones de Sloan constituyeron una revolución en mar-keting y en la gestión de la industria automovilística, pero no hicieronnada por cambiar la idea, ya institucionalizada por Ford, de la cadenade montaje con operarios poco cualificados, fáciles de intercambiar yocupados de un número mínimo de tareas.

Si tomamos las prácticas de Ford, les añadimos las técnicas demarketing y de gestión de Sloan y las mezclamos con la nueva or-ganización del trabajo con el control de la capacidad y el diseño depuestos y tareas, tendremos la producción en masa en su formamadura. Este sistema ha funcionado durante décadas tanto en laindustria automovilística como en todas las industrias en general,pues las prácticas desarrolladas por la industria del automóvil han

sido adoptadas de forma generalizada, a excepción de empresas defabricación artesana posicionadas en nichos de poco volumen de ne-gocio.

INTRODUCCIÓN 15



Las ideas básicas de la producción en masa estuvieron disponibleslibremente en Europa años antes de que comenzara la Segunda Gue-rra Mundial. Sin embargo, el caos económico y el estricto naciona-

lismo existente durante los años veinte y principios de los treinta, jun-to con un fuerte arraigo de las tradiciones de producción artesanaimpidieron que se expandiera mucho. A finales de los años 30,Wolkswagen y Fiat comenzaron ambiciosos planes de producción enmasa en Wolfsburg y Mirafiori, pero la Segunda Guerra Mundialobligó a aplazar la producción civil.

Hasta los años cincuenta no se difundió plenamente la producciónen masa en Europa. Hacia finales de los años cincuenta Volkswagen,

Renault y Fiat empezaban a competir con las grandes instalaciones deDetroit. Además, un cierto número de firmas artesanas (lideradas por Daimler Benz) iniciaban la transición hacia la producción en masa.

Todas las compañías europeas ofrecían productos diferentes delos americanos. Las firmas europeas se especializaron en cochescompactos, económicos (de los que el Volkswagen escarabajo Beetlees el ejemplo más destacable) o en coches deportivos. No fue hastalos años 70 que redefinieron el coche de lujo como un vehículo máscorto y con alta tecnología. Estos cambios en el producto, combina-dos con los inferiores salarios europeos, posibilitaron su aperturacompetitiva al mercado mundial.

Las firmas europeas se concentraron en introducir nuevas carac-terísticas al producto. Las innovaciones de los años sesenta y setentaincluían la tracción delantera, frenos de disco, inyección, carroceríasmonocuerpo, cambio de cinco velocidades y motores con altas pres-taciones y bajo consumo. Sin embargo, los sistemas de produccióneuropeos no eran más que copias del de Detroit pero con menor efi-cacia y precisión.

A principios de los años setenta, los sistemas de producción eu-ropeos se vieron afectados por un incremento de los salarios y una re-ducción constante de las horas de trabajo semanales. Los fabricantesde coches europeos llevaron a cabo unos cuantos experimentos mar-ginales sobre la implantación de programas de participación de los

trabajadores y un aumento en la riqueza de los puestos de trabajo,pero las prioridades de negociación continuaron siendo la reducciónde horas pasadas en la planta.




A los factores laborales habría que añadir las condiciones eco-nómicas derivadas de la crisis del petróleo de 1973. La situaciónde la producción en masa se había estancado tanto en los EstadosUnidos como en Europa. Esta situación podría haber continuadoindefinidamente si no hubiera surgido una nueva industria delsector, la producción ajustada o el lean manufacturing, que noera réplica del enfoque americano de la producción en masa. Laproducción ajustada fue desarrollada en sus orígenes por Eiji To-yoda, expresidente de la Toyota Motor Company, por este motivolas bases de la producción ajustada también son conocidas como el«Sistema de Producción Toyota».

1.1.2. De la producción en masa a la producción ajustada.Toyotismo

En los años 1930 el fundador de la Toyota Motor CompanyKiichiro Toyoda articuló su filosofía preguntándose qué ocurriría sise planteara el objetivo de producir con cero defectos. Este plantea-miento inspiró a sus empleados, quienes tomaron este reto como undesarrollo personal. En los años cincuenta, su hijo Eiji Toyoda estu-dió cuidadosamente el sistema de producción de Ford en Rouge(Rouge estaba produciendo 7.000 unidades al día, mientras que la To-

yota Motor Company había producido 2.685 unidades en todo elaño 1950). Después de haber visitado la instalación manufactureramayor y más eficaz del mundo escribió a Taiichi Ohno, ingeniero de

INTRODUCCIÓN 17

Figura 1.4. El Volkswagen escarabajo (Beetle) representa el mayor exponente dela producción en masa europea en los años 1960.



Toyota diciéndole que «pensaba que se podía mejorar el sistema deproducción». No obstante, concluyeron que la producción en masa nopodía funcionar nunca en Japón por los siguientes motivos:

• La economía japonesa estaba en una situación crítica despuésde la Guerra y carecía de capital suficiente como para efectuar compras masivas de tecnología occidental.

• El mercado local era pequeño y la demanda muy amplia encuanto a la variada gama de vehículos solicitados.

• La mano de obra nativa no estaba dispuesta a que se la tratara

como coste variable o piezas intercambiables. Las leyes labo-rales introducidas por la ocupación americana reforzaron laposición de los trabajadores en la negociación de condicionesde empleo más favorables. Se restringió el derecho de la direc-ción de despedir a los empleados.

• La producción en masa había llenado gran parte de los mer-cados internacionales y los gobiernos estaban dispuestos adefender su mercado nacional frente a exportaciones japo-

nesas.Ohno y Toyoda, llegaron a la conclusión de que el sistema de

producción en masa generaba mucho «despilfarro», concepto funda-mental en sus técnicas de producción y que significa «cualquier can-tidad de equipo, materiales, componentes, espacios, y tiempo de ope-rario más allá del mínimo que sea absolutamente esencial para añadir valor al producto». De este modo, cualquier esfuerzo que no añadie-ra valor al producto debería ser eliminado. El sistema de produc-ción resultante debería «ajustar» los recursos a las necesidades deproducción, de manera que no se generara despilfarro ni esfuerzos in-necesarios. Esta lucha contra el despilfarro conduciría a un conjuntode técnicas que configuran un sistema integrado de fabricación, al-gunas de las cuales aparecieron de forma emergente.

Quizá la forma más fácil de comprender alguna de las ideas y téc-nicas utilizadas es ilustrándolas mediante la explicación de ejem-

plos. Por este motivo describiremos comparativamente cómo se for- jan las carrocerías siguiendo los métodos de la producción artesana,de la producción en masa y de la producción ajustada.




Desde los inicios del automóvil y en la mayoría de los vehículosde la actualidad, las carrocerías son totalmente de acero y se cons-truyen mediante la soldadura de unas 300 piezas de metal forjadas a

partir de planchas de acero. En el caso de la producción artesana, lasplanchas de aluminio o fibra se cortan o se moldean a mano sobreuna matriz hasta darles la forma definitiva.

En el caso de producir una cantidad apreciable de vehículos, laplancha inicial (generalmente de acero) se hace pasar a través de unaprensa de acuñación o troqueles automatizados para producir unmontón de troquelados planos, luego se insertan en prensas de for- jado en masa que contienen una matriz superior y una matriz infe-

rior. Cuando las matrices se juntan el troquelado toma la forma tri-dimensional deseada. El problema de este segundo método es lamínima economía de escala necesaria. Las prensas son máquinas pe-sadas y caras que deben amortizarse mediante su uso intensivo, lasprensas deben dimensionarse para realizar un gran número de piezasy trabajar constantemente (24 horas al día ininterrumpidas). Ademáslas matrices suelen ser muy pesadas (varias toneladas), lo que difi-culta enormemente que sean cambiadas fácilmente. Como conse-

cuencia, una vez colocada la matriz el objetivo consiste en realizar una gran cantidad de piezas iguales para minimizar el número decambios de matriz, o lo que es lo mismo, cambiar de serie. Para evi-tar estos problemas Ford, General Motors, Volkswagen y Fiat, a fi-nales de los 50, encargaban el cambio de matrices a especialistas ydichos cambios se realizaban metódicamente en un proceso que du-raba un día completo.

Para Ohno este sistema no servía pues la producción en masa re-

quería una gran cantidad de prensas que hacían una sola operación deforma constante y producían una enorme cantidad de piezas idénticas.El presupuesto de Ohno le obligaba a hacer todas las piezas conunas pocas prensas y en pequeñas series. Por lo que su idea consistióen desarrollar técnicas sencillas para cambiar las matrices para que re-sultara más rápido y pudieran realizarlo los mismos operarios. Trascomprar prensas americanas usadas a finales de los años cuarenta yexperimentar continuamente la forma de simplificar el proceso, en

una década había conseguido pasar de un tiempo de cambio de ma-trices de un día a tres minutos y había eliminado a los especialistas decambio de matrices.

INTRODUCCIÓN 19



En este proceso conocido como técnica SMED (iniciales de laspalabras inglesas Single Minute Exchange of Dies, que significanque el cambio de serie debe realizarse en un tiempo inferior a dos dí-

gitos de minuto —menos de 10 minutos—) descubrió que le resulta-ba más económico hacer series cortas que fabricar en grandes lotes.Este fenómeno se produce por dos razones: por un lado, el fabricar enpequeños lotes elimina el coste de transporte, almacenaje y pérdidasde gestionar grandes existencias de piezas terminadas (que tienenun coste derivado del valor añadido de una operación realizada antesde lo necesario). Por otro lado, el fabricar unas pocas piezas antes deensamblarlas en un coche permitía que los errores salieran a la luz

casi inmediatamente, con lo que el desperdicio provocado por piezasdefectuosas era mínimo.

Las consecuencias de este descubrimiento fueron enormes. Hizoque los trabajadores de forja se preocuparan mucho más por la cali-dad, pues si los trabajadores dejaban de anticiparse a los problemasantes de que se plantearan y no tomaban iniciativas para idear solu-ciones, todo el trabajo de la planta podía detenerse fácilmente por completo en menos de dos horas. Para hacer que funcionara este sis-

tema Ohno necesitaba una mano de obra extremadamente capaz ymuy motivada.

En 1946, cuando el gobierno japonés se puso del lado de los tra-bajadores, la familia Toyoda y los sindicatos llegaron a un compro-miso histórico en la industria automovilística japonesa. Por un lado lacompañía garantizó el empleo vitalicio a los empleados y por otro, elsalario se regulaba por la antigüedad y estaba ligado a los beneficiosde la empresa mediante gratificaciones. Los empleados acordaron ser flexibles en las asignaciones de los puestos de trabajo y activos en lapromoción de los intereses de la compañía tomando la iniciativa demejoras kaizen en lugar de limitarse a resolver los problemas.

Las implicaciones de este acuerdo histórico eran ahora que lamano de obra era un coste más fijo que la maquinaria de la compañía.Toyota necesitaba obtener el máximo de sus recursos humanos du-rante un periodo de 40 años. En este contexto tenía sentido mejorar

continuamente la capacitación de los trabajadores para sacar prove-cho a su conocimiento y experiencia, al mismo tiempo que hacerlespartícipes en mejorar su entorno más próximo de trabajo.




El sistema de Ford asumía que los operarios de la cadena demontaje solo debían realizar una o dos tareas sencillas y repetitivas.El capataz no realizaba tareas de montaje, se aseguraba de que los

trabajadores cumplieran las órdenes. Estas instrucciones procedíandel ingeniero industrial, que también era responsable de mejorar elproceso. Trabajadores especializados en reparaciones reparaban lasherramientas y hacían el mantenimiento de la maquinaria. Final-mente, los suplentes o «correturnos» completaban la división deltrabajo. Incluso los altos salarios eran incapaces de impedir nivelesde absentismo elevados, indicador del bajo grado de satisfacciónde los empleados.

La propuesta de Ohno consistía en agrupar los trabajadores por equipos con un líder en lugar de un capataz. Se asignó un conjunto deoperaciones de montaje de la cadena y se les dijo que trabajaranconjuntamente para encontrar el mejor modo de realizar las opera-ciones necesarias. El líder del equipo también realizaría tareas demontaje al mismo tiempo que coordinaba al conjunto y rellenaba elhueco de cualquier trabajador ausente. Ohno también asignó las ta-reas de limpieza, reparación de herramientas menores y tareas de

mantenimiento autónomo al equipo. Y finalmente, cuando los equi-pos funcionaban sin novedad, dejó tiempo para que se reunieran y su-girieran colectivamente modos de mejorar el proceso.

INTRODUCCIÓN 21

Figura 1.5. Fábrica de Toyota en Valenciennes – Francia (2001)



Al final del proceso se fueron abandonando las tareas de repasopaulatinamente. Este hecho ocurrió debido a que el pensamiento deOhno era que no resultaba lógico detectar los errores al final del

proceso, cuando todos los elementos ya estaban montados y era muycostoso eliminar una pieza defectuosa o mal montada. Su idea fueque los trabajadores del montaje deberían subsanar rápidamente eldefecto en el mismo momento de detectarse. Otorgó a los operarios laresponsabilidad de detener toda la cadena en el momento que detec-taran un error, acto seguido todo el equipo se pondría a trabajar parasolucionar el problema. Llegó a institucionalizar una técnica de co-rrección de errores que se denominó «los cinco porqués» con la in-

tención que los trabajadores encontraran las causas fundamentales delerror y, subsanando estas causas, impedir que el error nunca se vol-viera a repetir. Debido a este sistema de detección y corrección de de-fectos por parte de los operarios la cadena de producción no se de-tiene prácticamente nunca, la calidad del producto final ha aumentadocontinuamente y prácticamente han desaparecido las áreas destinadasal retoque.

Finalmente, Ohno desarrolló un nuevo modo de coordinar el flu-

jo diario de las piezas dentro del sistema de suministro, el famoso sis-tema just in time (JIT) mediante la utilización de kanbanes y conte-nedores. La idea consistió en convertir el flujo de producción de unflujo empujado a un flujo tirado, que en esencia consiste en no em-pezar a producir hasta que el pedido no se ha solicitado (véase el Ca-pítulo 3). Este sistema fue inspirado en los supermercados de EstadosUnidos, donde las estanterías tienen una cantidad fijada de productosmuy variados, el acceso a los productos es inmediato y no se reponenhasta que no se han sustraído en una cierta cantidad (cajas de lotefijo). En Toyota este mecanismo se transmite hacia las etapas ante-riores de producción, de modo que los contenedores vacíos se de-vuelven al origen, donde un contenedor vacío es una señal automáti-ca de que hay que fabricar más piezas. A su vez, esta etapa consumecomponentes que van vaciando los contenedores de la etapa anterior,y así sucesivamente.

Como consecuencia de estas y muchas otras innovaciones, que no

detallaremos en el capítulo introductorio pues son objeto de estudioen mayor profundidad en capítulos de esta y otras obras, el sistema deproducción de Toyota se ha convertido en un ejemplo de referencia al




desarrollar un sistema completo de producción que se va regeneran-do continuamente. Esta capacidad le otorga ciertas característicasinteresantes en el mercado actual.

INTRODUCCIÓN 23

Flujo de señales(contenedores vacíos)

Kanban deproducción

Kanban deproducción

Kanban detransporte

Procesoanterior

Stock piede línea

Procesoposterior

Stock deaprovisionamiento

Stock

Máquina/operación

Flujo de material(contenedores llenos)

Figura 1.6. Estructura general del flujo tirado.

Por un lado el sistema de producción Toyota se considera flexi-ble, pues tiene la capacidad de producir una amplia gama de produc-tos sin necesidad de grandes volúmenes de producción para obtener economías de escala y con un elevado grado de fiabilidad y calidad.Tiene capacidad de competir con grandes productores como General

Motors, pues en estos momentos está ofreciendo la misma cantidadde modelos a consumidores de todo el mundo aunque el tamaño de laempresa es la mitad. Necesita la mitad de tiempo y de esfuerzo paracambiar la producción y las especificaciones del modelo que un pro-ductor en masa. Finalmente, el ciclo de vida del producto es de unacuarta parte respecto de un productor en masa, lo que otorga una grancapacidad de adaptación a las necesidades del mercado, pues mientraslas expectativas de un productor en masa se encuentran en fabricar

unos 2.000.000 de unidades del mismo producto, el productor ajus-tado considera que la vida de un modelo termina cuando ha fabricadounas 500.000 unidades.



1.2. EL SISTEMA PRODUCTIVO BAJO EL ENFOQUEDE LA TEORÍA DE LAS LIMITACIONES

La teoría de las limitaciones (TOC-Theory Of Constraints) esun desarrollo relativamente reciente (apareció formalizado en su es-tado actual entre 1985 y 1990) en la práctica de la toma de decisionesen las situaciones en que existan restricciones. La teoría fue descritacomo una filosofía para la mejora continua y se ha aplicado en el sis-tema productivo para resolver problemas de diseño relacionados conla capacidad productiva, la programación de actividades y la reduc-ción de inventarios.

En la actualidad se ha posicionado como un método sencillo dedetectar y resolver problemas en el sistema productivo de cualquier tipo de empresa. Sus propios autores (esencialmente el doctor EliyahuM. Goldratt) lo califican como un modo sistemático de mejora alter-nativo a la producción ajustada. A pesar de que ambos métodos per-siguen un mejor aprovechamiento de los recursos, los defensores dela teoría de las limitaciones consideran que el conjunto de técnicas

asociadas a la producción ajustada y puestas en práctica por primeravez en la empresa Toyota resultan excesivamente complejas y difí-ciles de replicar. Tanto es así que se ha considerado que el problema


ARTESANO

TAYLORISMO

FORDISMO

TOYOTISMO

PRODUCCiÓNARTESANA

PRODUCCIÓNEN MASA

PRODUCCIÓNAJUSTADA (JIT)

Acumulación de experienciaProductos "únicos"

Dirección científica División de trabajo

Medición del tiempo "Métodos y tiempos"

Estandarización "Economía de escala"

Cadena de montaje "Montaje en serie"

Mejora Kaizen "Equipos de producción autónomos"

Guerra al derroche "0 stock", "kanban", "SMED", "TPM"

Calidad integrada "Poka Yoke", "autocontrol",

Frederic Winslow Taylor

(1856-1915)

Henry Ford (1863-1947)

Tiichi Ohno (Años 60)

Figura 1.7. Esquema resumen de la evolución histórica de las técnicas deproducción en el sector del automóvil.



principal en la implantación de la producción ajustada es la necesidadde un cambio de mentalidad a todos los niveles de la empresa, pro-ceso que no resulta fácil de dirigir e implantar.

Para aquellas empresas que consideran la producción ajustadacomo una utopía imposible de implantar en su sector, la teoría de laslimitaciones se ha definido como una vía para aumentar su eficienciainterna.

La idea fundamental de la teoría de las limitaciones es que las or-ganizaciones existen para alcanzar una meta. Esta meta puede ser, por ejemplo, ganar dinero ahora y en el futuro. Cualquier factor que li-

mite la habilidad de la compañía para alcanzar su objetivo en mayor medida es definido como una «limitación», pues de no ser así el objetivo se alcanzaría infinitamente. El método definido por la teoría delas limitaciones consiste en identificar y gestionar las limitacionesmediante el proceso de mejora continua.

Goldratt utiliza la analogía de la cadena para ilustrar las restric-ciones del sistema productivo. Propone que el sistema productivodebe contemplarse mediante un enfoque holístico en el cual no exis-

ten elementos independientes, sino que todo está íntimamente rela-cionado, como si cada etapa del proceso productivo fuera el eslabónde una cadena que está ligado a etapas posteriores. Las actividadesque acontecen en un eslabón son consecuencia de las actividades ydecisiones de eslabones anteriores y serán causa de lo que suceda eneslabones posteriores.

El problema que este enfoque plantea al sistema tradicional deproducción en masa es que tradicionalmente se intentaba optimizar elproceso productivo mediante la optimización de cada una de suspartes, para aumentar la eficiencia de cada etapa. Esta forma de pro-ceder puede ser contraproducente, pues puede sobrecargar innecesa-riamente algunas partes del sistema.

Goldratt propone analizar la capacidad productiva de cada etapacomo la resistencia del eslabón que representa, la resistencia total dela cadena no es la suma de resistencias de cada eslabón, sino que es la

resistencia del eslabón más débil, la cadena siempre se romperá por eleslabón más débil. Como consecuencia, la forma de proceder con-sistirá en centrar todos los esfuerzos en detectar dónde se encuentra el

INTRODUCCIÓN 25



eslabón más débil y minimizar la limitación, de este modo incidiendoen un solo punto aumentamos la resistencia (capacidad) de toda la ca-dena (Véase Figura 1.8).


Figura 1.8. Analogía de los eslabones de la cadena productiva ilustrada comovasos secuenciales con limitaciones, los recursos limitados se representan como la

dimensión de la salida y el stock en curso como el fluido que llena el vaso.

Restricción 1

Restricción 2

Restricción 3

El primer vaso representa las materias primas. El último vaso

representa la última etapa antes de la entrega del producto. A pesar deque el proceso de entrega (apertura de la salida del vaso) esté di-mensionado convenientemente, el flujo es menor que el esperado. Lacausa de este problema se encuentra más arriba.

Efectivamente, en el proceso ilustrado en la Figura 1.8 existeuna Restricción 2 donde el flujo es muy débil. Resulta fácil de de-tectar visualmente por la cantidad de productos que se acumulan an-tes de él esperando ser procesados, mientras que el vaso siguiente, al

cual alimenta, se encuentra vacío. El último vaso no puede procesar más que los productos suministrados por la Restricción 2, que es la li-mitación del sistema.



El procedimiento de actuación propuesto para gestionar las limi-taciones en lugar de ser gestionado por ellas es conceptualmentesencillo y consta de cinco etapas:

1. Identificar las limitaciones del sistema

Para gestionar una limitación es necesario identificarla previa-mente. La identificación de la limitación puede ser una tarea compleja.De modo general, las limitaciones producen acumulación de inventarioen curso en su inicio, factor que puede facilitar la búsqueda. Las difi-

cultades en la identificación de la limitación se producen cuando o bienla gestión es mala y los inventarios se desparraman por toda la planta,o bien cuando la limitación se encuentra fuera de la empresa (por ejemplo, en el mercado).

2. Decidir como explotar las limitaciones del sistema

La idea es no malgastar la limitación. Centrarse en cómo aumen-tar la producción con las limitaciones existentes y cómo explotar losrecursos limitados para no malgastarlos. Por ejemplo, las unidadesprocesadas por la limitación no pueden tener defectos, pues en estecaso habremos perdido un tiempo irrecuperable al desechar las piezasdefectuosas posteriormente. Puede añadirse un exceso de mano deobra a la limitación para ayudar a reducir los tiempos perdidos debi-dos a cambios de serie, y el mantenimiento rutinario puede realizarse

fuera del horario normal de trabajo.También los trabajos futuros deben clasificarse en función de su

efectividad en el uso de la limitación. La limitación se malgasta si seutiliza para procesar un trabajo si otro diferente podría haber produ-cido más beneficio. Es posible tomar tales decisiones para priorizar los trabajos de acuerdo a la cantidad de thruput 1 que producen por unidad de limitación.

INTRODUCCIÓN 27

1 La definición del thruput es: ingresos menos costes totalmente variables.



3. Subordinar todo lo demás a la decisión anterior

La subordinación define el rol de las operaciones que no están li-

mitadas. Cualquier decisión relativa a los recursos no limitados deberesponder al impacto de tal acción sobre la limitación. Se debe centrar en la maximización de thruput , no en la minimización del coste.

La limitación deberá marcar el ritmo de todo el sistema, la li-mitación deberá funcionar interrumpidamente, mientras que elresto del sistema puede tener recursos desocupados si no son ne-cesarios. De no ser así, el resto del sistema generará stocks y cos-tes innecesarios.

4. Elevar las limitaciones del sistema

Si después de haber explotado la limitación todavía no producesuficientemente como para alcanzar la demanda del mercado se de-berá aumentar su capacidad. Para ello pueden utilizarse diferentesmétodos, por ejemplo, desviar parte del trabajo que realiza la limita-ción hacia otros recursos no limitados que pueden hacerlo, adquirir

más máquinas, horas extra o un turno más en la limitación, e inclusoel cambio del diseño del producto por otro que consuma menos re-cursos de la limitación.

Si la limitación se ha roto, automáticamente otra parte del sistemapasará a ser ahora la nueva limitación.

5. Volver al paso 1

No permitir que la inercia sea la nueva limitación del sistema. Sieste proceso se detiene el progreso se detendrá o incluso se produci-rán retrocesos debidos al desencanto.

A este procedimiento se le unen medidas específicas de medicióndel desempeño, que sirven como indicadores de la evolución del sis-tema. Goldratt propone utilizar las tres siguientes:

El Thruput que se define como la tasa de generación de dinero del

sistema (es decir, incremento del cash flow). La actual definicióndel thruput es: ingresos menos costes totalmente variables. A menu-do se le da el significado de ingresos menos materia prima.




Los Activos, que se definen como todo el dinero que el sistema in-vierte en la compra de materia que el propio sistema puede vender posteriormente. En este punto hay coincidencia con la contabilidad

tradicional, donde se incluyen los inventarios, edificios, vehículos,maquinaria, plantas, terrenos, etc. No debe incluirse en la contabilidadde activos el valor añadido por el trabajo en el inventario en curso.

Los Gastos Operativos definidos como el dinero que el sistemagasta en convertir el inventario en thruput. Deben incluirse los gastosde calefacción, electricidad, depreciación de los equipos, mano deobra, etc.

Cualquier decisión que logre aumentar el thruput mediante la re-ducción de activos o la reducción de los gastos operativos será unabuena decisión para el negocio.

Estas unidades de medición de la mejora, unidos a un proceso es-tructurado de pensamiento configuran las propuestas aportadas hastael momento por la teoría de las limitaciones, que a pesar de su sim-plicidad conceptual aporta un gran interés y posibilita solucionesmuy creativas generadas para cada organización en particular.

BIBLIOGRAFÍA

GOLDRATT, E. (1999): The theory of constraints, Ed. North River Press Pu-blishing Corporation.

HIRANO, H. (2001): Manual para la implantación del JIT una guía comple-ta para la fabricación «just in time», Ed. Productivity Press.

MONDEN, Y. (1997): «El Just in Time hoy en Toyota. Nuevo estudio de Ya-suhiro Monden autor de El Sistema de Producción de Toyota», Ed.

DeustoSHINGO, S. (1993): El sistema de producción Toyota desde el punto de vista

de la ingeniería, Ed. Tecnologías de Gerencia y Producción.WOMACK, J. P.; JONES, D. T. y Roos, D. (1992): La máquina que cambió el

mundo, Ed. McGraw-Hill.

Referencias en internet:

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INTRODUCCIÓN 29

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2.1. INTRODUCCIÓN: LA IMPORTANCIADE LA MEDICIÓN DEL TRABAJO

El propósito fundamental de la medición del trabajo es establecer

estándares de tiempo para efectuar una tarea. Esta técnica sirve paracalcular el tiempo que necesita un operario calificado para realizar una tarea determinada siguiendo un método preestablecido.

Toda mejora de los métodos de trabajo va muy ligada a la medidadel tiempo. Esta medida es esencial para valorar y planificar el tra-bajo productivo, para fijar plazos de entrega al cliente, equilibrar lí-neas de producción, hacer presupuestos, asignar capacidades, tener una base objetiva para motivar a los trabajadores o medir su desem-

peño, establecer puntos de referencia con miras a la mejora a travésde equipos, etc.

La empresa, si quiere ser competitiva para ser productiva, necesitaconocer los tiempos que le permitan resolver problemas relacionadoscon los procesos de fabricación y por lo tanto estos estándares sonimportantes por las siguientes razones:

Respecto a la maquinaria:

• Para controlar el funcionamiento de las maquinas, saber la pro-porción de paradas y sus causas.

2Estudio del trabajo

31



• Para programar la carga de máquinas.

• Para seleccionar nueva maquinaria.

• Para estudiar la distribución en planta.

Respecto al personal:

• Para determinar el n.o de operarios necesario.

• Para establecer planes de trabajo.

• Para determinar y controlar los costes de mano de obra.

• Como base de incentivos directos e indirectos, etc.

Respecto al producto, conocer el tiempo total que se requierepara hacer un producto, va a servir:

• Para comparar diseños.

• Para establecer presupuestos.

• Para programar procesos productivos.• Para comparar métodos de trabajo.

Respecto a la dirección:

• Para fijar plazos de entrega a los clientes y mejorar el servi-cio.

• Para determinar la fecha de adquisición de los materiales.• Para eliminar tiempos improductivos, etc.

El buen funcionamiento de la empresa va a depender en muchasocasiones de que las diversas actividades enunciadas estén correcta-mente resueltas y esto dependerá de la bondad de los tiempos detrabajo calculados.

La medición del trabajo y los estándares de trabajo resultanteshan evolucionado mucho desde su desarrollo a principios del si-glo XX. Una orientación taylorista incluye elementos característicos




como la prima, la separación entre la concepción del trabajo y su eje-cución, la escasa consideración por la capacidad e iniciativa de los se-res humanos en el trabajo, etc.

La mayor parte de las críticas proviene de los trabajadores y susrepresentantes, que argumentan que la gerencia suele establecer es-tándares que no se pueden alcanzar regularmente (para contrastar esto, en algunas empresas, el ingeniero industrial que fija el estándar tiene que demostrar que él puede realizar la tarea en un periodo detiempo representativo al ritmo establecido). Esto provoca que el ope-rario acabe por no buscar la mejora y que se considere un engranajemás de la maquinaria, pues solo tiene que hacer aquello que se le ha

mandado, sin rechistar y sin pensar (anulando la creatividad del ope-rario, al considerarse la etapa de diseño un trabajo exclusivo del in-geniero industrial).

Con las ideas de Deming, este tema ha sido objeto de un nuevoenfoque. Deming sostuvo que los estándares de trabajo inhiben lamejora del proceso y tienden a concentrar los esfuerzos del trabaja-dor en la velocidad (cantidad de producto fabricado) en vez de en lacalidad.

2.2. NIVELES DE ACTIVIDAD Y CURVASDE APRENDIZAJE

2.2.1. Concepto de actividad

La actividad en el contexto de los estudios de tiempos significa«una evaluación, que lleva a cabo el cronometrador, de la velocidad ala que el operador ejecuta la tarea en relación a una velocidad que seconsidera normal».

2.2.2. Niveles de actividad

La actividad normal o actividad 100 se define en relación a de-terminadas tareas y según la Organización Internacional del Trabajo(OIT) se define como « aquella que realiza una persona de 1,68 m de

ESTUDIO DEL TRABAJO 33



altura que anda, con pasos de 75 cm, sin ninguna carga, en suelo lla-no y sin obstáculos en condiciones ambientales normales (18°C detemperatura eficaz) a una velocidad de 4,5 km./h».

Es importante entrenar a los cronometradores y comprobar periódicamente sus evaluaciones de actividad, mediante vídeospasados a diferentes velocidades, etc. Pero a pesar de todo se tieneque ser consciente de que la evaluación de la actividad tiene uncomponente subjetivo inevitable, lo cual siempre puede crear po-lémicas especialmente cuando el cronometraje es un elemento enun sistema de incentivos, pues las discrepancias en la aprecia-ción tienen repercusiones muy directas en los ingresos de los tra-

bajadores.La actividad óptima es la actividad máxima que se puede mante-

ner permanentemente sin perjuicio para la salud y es 1/3 superior a laactividad normal.

Existen varias escalas diferentes para medir la actividad (Figu-ra 2.1):

— Escala centesimal, cuya base para el valor de actividad normales el valor 100.

— Escala Bedoux, cuya base es el valor 60.

— Escala 75-100, cuya base es el valor 75.


Actividad normal Actividad máxima

100 110 120 130 133,33

60 65 70 75 80

75 80 85 90 95 100

75-100

Bedoux

Centesimal

Figura 2.1. Comparativa entre las tres escalas de actividad.



Para pasar de una escala a otra se deben aplicar los siguientes fac-tores de conversión:

Escala centesimal × 0,6 = Escala Bedoux.Escala centesimal × 0,75 = Escala 75-100.

Escala Bedoux × 1,25 = Escala 75-100.

2.2.3. Curvas de aprendizaje

Hemos comentado que el operario a medir debe ser: — Un trabajador capacitado.

— Ha de conocer bien la tarea.

— Debe seguir el método preestablecido.

Cumpliéndose estas condiciones, los tiempos tipo calculados se-rán validos.

Al principio, cuando se realiza la primera pieza o ciclo, el trabajador hace una serie de movimientos inútiles a la vez que desarrolla unproceso trabajo que generalmente es poco apropiado. Conforme va ad-quiriendo hábito en la ejecución de la tarea, a la vez que va cogiendocierta habilidad en la realización de los movimientos, va modificandopaulatinamente el proceso de trabajo y mejorando su método.

Se denomina periodo de aprendizaje al tiempo que debe transcu-

rrir desde la primera pieza hasta llegar a la pieza n, en la que, a partir de ella, los tiempos tipo permanecen estables.

El tiempo tipo para realizar la primera pieza suele ser el doble delnecesario para las piezas siguientes a la n.

Las economías de escala se unen con la curva de experiencia:

Las plantas más grandes pueden tener una ventaja de costes dedoble vía sobre sus competidores más pequeños.

Al producir más avanzan más rápidamente en la curva de expe-riencia que sus competidores, lo que les permite reducir más sus





Periodo de aprendizaje

Tiempos (Tp)

Tp

Primer ciclo n ciclo

Número de ciclos

Figura 2.2. Curva de aprendizaje genérica.

costes y poder tener así mayor volumen de ventas por ser más com-petitivos.

Las decisiones referentes a los precios, a la inversión de capital y alos costes operativos deberían tener en cuenta las curvas de aprendizaje.

El tiempo por unidad y de tiempos acumulativos promedio sedenominan también «curvas de progreso o aprendizaje de producto»y son útiles en el caso de productos complejos o con tiempos de ci-clos más largos.

Si la producción lleva ya algún tiempo funcionando, el porcentaje de aprendizaje se puede obtener con base a los registros.

Si la producción no se ha iniciado todavía, el cálculo del porcen-taje de aprendizaje se convierte en una conjetura:

• Suponer que el porcentaje de aprendizaje será próximo al de an-teriores aplicaciones del mismo sector.

• Asumir que será el mismo porcentaje registrado para los pro-ductos similares.

• Analizar las similitudes y diferencias existentes entre la puesta

en marcha propuesta y las anteriores, y desarrollar un porcen-taje de aprendizaje revisado que parezca el mejor para ajustar-se a la situación.



2.3. MÉTODOS CLÁSICOS DE MEDICIÓNDE TIEMPOS

Antes de enumerar los distintos métodos clásicos de medición,vamos a introducir unos conceptos básicos del tiempo.

Entendemos por tiempo estándar o tiempo tipo el que necesita untrabajador calificado para ejecutar una tarea según un método definido.

Este tiempo tipo o tiempo estándar, (TP o TS), comprende no soloel necesario para ejecutar la tarea a un ritmo normal, sino además, lasinterrupciones de trabajo que precisa el operario para recuperarse

de la fatiga y para sus necesidades personales.El tiempo tipo esta formado por los siguientes conceptos:

• Tiempo de reloj (TR): tiempo que el operario invierte en laejecución de una tarea encomendada y que se mide con reloj(no se cuentan los paros para descansos por fatigas o atender sus necesidades).

• Nivel de actividad o factor actividad ( FA): sirve para corregir las diferencias producidas al medir el TR, motivadas por existir operarios rápidos, normales y lentos, en la ejecución de unamisma tarea.

• Tiempo normal (TN ): es el TR que un operario capacitado, co-nocedor del trabajo y desarrollándolo a una actividad normal,emplearía en la ejecución de la tarea objeto de estudio.

• Se podría pensar en un TN constante para todas las observacionessi la actividad estuviera bien estimada y no hubiera ningún otrofactor de variación. Pero en realidad no es así, ya que los valoresde tiempos normales correspondientes a observaciones repetidasde un mismo elemento presentan una dispersión, y por lo tanto:

- Nunca basta con una sola observación para estimar con rigor el tiempo de un elemento.

FA =Actividad observada

Actividad normal




- Se requiere un valor que represente el conjunto de las obser-vaciones (tiempo normal representativo) para cuyo cálculo sehalla la media de los tiempos normales de las diversas obser-

vaciones, previa eliminación de las que se consideran anó-malas después de estudiar el histograma de los tiempos nor-males. Cabe esperar que la distribución del tiempo normalsea parecida a una ley normal con una dispersión aproxima-damente simétrica y más o menos acentuada alrededor desu valor central.

• Tiempo normal representativo (TNr ): es el tiempo medio que

representan N diferentes medidas de un tiempo normal de unmismo elemento de trabajo:

Ejemplo: calcular el tiempo normal representativo para la opera-ción de alimentación de una máquina. Se han obtenido los tiempos de

reloj en segundos (TR) y la actividad observada ( A) en el sistema cen-tesimal (donde la actividad normal es 100).

Solución:

TNr =(23 + 27 + 31,5 + 24,2 + 36,1 + 21,6 )

6′′ ′′ ′′ ′′ ′′ ′′

= ′′27 23,

TNr TRi FAi N i

N

= ⋅=∑ /

1


TR Actividad observada ( A) FA = A / 100 TN = TR · FA

20” 115 1,15 23”

25” 108 1,08 27”

30” 105 1,05 31,5”

22” 110 1,1 24,2”

38” 95 0,95 36,1”18” 120 1,2 21,6”



• Suplementos de trabajo ( K ): el ser humano necesita hacer al-gunas pausas para recuperarse de la fatiga y atender sus nece-sidades personales. Estos periodos de inactividad se suelen te-

ner en cuenta como una proporción K del TN .

Suplementos = TN · K

El tiempo estándar está formado por el tiempo normal más los su-plementos.

TS = TN · (1 + K ) = TR · FR · (1 + K )

Ejemplo: partiendo de los valores de tiempos normales del ejem-plo anterior, se tienen que calcular los tiempo tipo o estándar, te-niendo en cuenta que nos dan un suplemento de trabajo (debido adescansos + tiempos no productivos) del 21%.


TN (tiempo normal) (1 + K) TS (tiempo estándar)

23” 1,21 27,83”27” 1,21 32,67”

31,5” 1,21 38,12”

24,2” 1,21 29,28”

36,1” 1,21 43,68”

21,6” 1,21 26,14”

Luego el tiempo estándar representativo (TSr ) será:

TSs = TNr · (1 + K ), TSr = 27,23″ · 1,21 = 32,95″

Existen muchos procedimientos para medir los TR, valorar losFA y determinar los K, y por lo tanto existen muchos sistemas para

valorar los tiempos tipo. El ingeniero de procesos suele elegir elprocedimiento de cálculo que le sea más interesante o el que esté fijado en el convenio laboral de los trabajadores.



Como norma general se aconseja emplear un procedimiento devaloración rápido, sencillo y sin mucha exactitud si se va a aplicar enla fabricación de pocas piezas. Por el contrario, se utilizará el sistema

más exacto posible si se ha de fabricar un gran número de piezasidénticas. En este segundo caso, aunque el coste del cálculo de dichotiempo realizado con gran exactitud es superior al método de valora-ción rápido, son más importantes los beneficios económicos produ-cidos al trabajar sobre muchas piezas.

Los sistemas más empleados y más conocidos son, por orden decomplejidad creciente:

1. Estimación.

2. Datos históricos.

3. Muestreo.

4. Tiempos predeterminados.

5. Cronometraje.

2.3.1. Estimación

El cálculo del tiempo tipo realizado por este procedimiento es to-talmente subjetivo. Este tiempo tipo dado es un valor estimado por aquellos profesionales que poseen una gran experiencia en la ejecu-ción de trabajos similares.

2.3.2. Datos históricos

Se van anotando los tiempos empleados para realizar una tareadeterminada que se repite y se va guardando esta informaciónque luego servirá para calcular los tiempos tipo por este procedi-miento.

Debido a que los datos recopilados no tienen una gran precisión,el cálculo del tiempo se realiza calculando la media ponderada:




Tp es el tiempo tipo

To es el tiempo optimo registrado (más corto)

Ta es el tiempo más largo registrado

Tm es el tiempo modal

Si el ciclo a estudiar corresponde a una tarea nueva y no existen

datos históricos, siempre existirá la posibilidad de compararla conotras tareas parecidas.

2.3.3. Muestreo

Este sistema se utiliza para el cálculo de los tiempos de gran nú-mero de tareas hechas en diferentes puestos de trabajo. El muestreo

de trabajo implica observar una parte o muestra de la actividad labo-ral. Para su ejecución es necesario disponer de un reloj registrador detiempos que nos indique la hora de inicio y finalización de cada tarea.

Los estudios de muestreo de trabajo incluyen 5 pasos:

1. Identificar la actividad específica que constituye el propósitoprincipal del estudio (ejemplo, determinar el % de tiempo queel equipo está funcionando, inactivo o en reparación).

2. Calcular la proporción de tiempo de la actividad que interesacon relación al tiempo total (ejemplo, el equipo esta funcio-nando el 85% del tiempo).

3. Especificar la precisión deseada en los resultados del estudio.

4. Determinar los momentos específicos en que se debe hacer cada observación.

5. En dos o tres intervalos durante el periodo de estudio, volver acalcular el tamaño de muestra deseado utilizando los datosrecogidos hasta el momento.

TpTo Tm Ta

=+ ⋅ +4

6




Aplicaciones principales para el muestreo de trabajo:

• Para determinar el % de tiempo de actividad de las personas.

• Para desarrollar un índice de desempeño de los trabajado-res (cuando la cantidad de tiempo de trabajo se relacionacon la cantidad de producción).

• Para el cálculo del tiempo estándar en que se realiza una tarea.

El valor del tiempo tipo se obtiene aplicando la fórmula siguiente:

Siendo:

TE: (tiempo de empleo) analizado un puesto de trabajo donde seproducen n piezas y teniendo el tiempo de inicio y de finali-zación de dicha tarea, la diferencia de estas dos lecturas detiempo es el tiempo de empleo.

p: es la proporción del tiempo que el operario está trabajandodurante el tiempo empleado para realizar la tarea, determi-nado por muestreo.

n: es el número de piezas que contiene el lote de la tarea que seestá ejecutando (cuyo tiempo se está midiendo).

2.3.4. Tiempos predeterminados (NTPD)El sistema de normas de tiempos predeterminados es una técnica

que se basa en analizar los movimientos elementales que constituyenel ciclo a medir y cuyos valores aparecen en tablas (en función de sunivel de actuación). Es una técnica para sintetizar los tiempos deuna operación a partir de los tiempos tipo de los movimientos básicos(micromovimientos).

Los diversos elementos en que se descompone la tarea no son otracosa que micromovimientos, y se miden en la unidad de tiempoUMT cuyo valor es:

TpTE p FR K

n= ⋅ ⋅ ⋅ +( ) ( )

( )

1




1 UMT = 0,00001 hora = 0,0006 minutos (que es la fracción detiempo utilizada por Gilbreth para contar fotogramas).

El procedimiento seguido por este sistema, para calcular valorestipo, es el siguiente:

1. Descomponer la tarea en sus micromovimientos elementales.

2. Valorar cada micromovimiento utilizando las tablas corres-pondientes.

3. Determinar el tiempo tipo de la tarea por la suma de los tiem-

pos elementales deducidos de las tablas, de los diversos mi-cromovimientos que constituyen el trabajo estudiado.

Los más usados industrialmente son los denominados MTM-1 yMTM-2.

2.3.4.1. MTM-1

Se describen 8 micromovimientos (elementos básicos) para rea-lizar las diferentes tareas:

— Alcanzar.

— Mover.

— Girar.

— Aplicar presión.

— Coger.

— Posicionar.

— Soltar.

— Desmontar.

Sus tiempos tipo, medidos en DMH, y recogidos en tablas, varíanen función de la distancia recorrida, peso del objeto, enfoque ocular, etc.

Cada elemento básico tiene su propia tabla con los valores medi-dos en DMH.




2.3.4.2. MTM-2

Es el sistema de tiempos predeterminados más utilizado en la

industria y los micromovimientos o elementos básicos son:• Recoger (grasp-G): hay 4 categorías, A, B y C se refieren a la

complejidad de la acción de recoger. La cuarta denominadaGW se utiliza cuando hay que levantar pesos superiores a 2 kg.

- Poner (put- P): Como en el caso anterior hay 4 categorías, A, B, C y W . Consiste en cambiar de sitio un objeto con la mano.

- Reasir (regrasp- R): consiste en cambiar la manera de asir un objeto.

- Aplicar presión (apply pressure- A): ejercer cierto esfuerzosobre un objeto.

- Emplear los ojos (eye motion- E): reajuste ocular para locali-zar un objeto o necesidad de cambiar el campo visual.

- Mover el pie (foot motion- F): realizar un movimiento con elpie o con la pierna.

- Dar un paso (step-S): desplazar el cuerpo o mover la pierna30 cm.

- Inclinarse y levantarse (bend and arise-B): mover el troncohacia delante.

- Hacer girar (crank-C): desplazar el objeto con la mano segúntrayectoria circular.

Los sistemas de tiempos predeterminados dan resultados de granprecisión, pero su aplicación suele ser realizada por profesionales es-pecializados de empresas consultoras dedicadas exclusivamente al es-tudio de tiempos.

Debido al coste de los métodos de tiempos predeterminados, suaplicación se reduce a aquellos casos en los que:

1. Los ciclos de trabajo son cortos y repetitivos.

2. Comprobación de cronometrajes por existir algún conflictolaboral.




3. Mejora de los métodos de trabajo.

4. Diseño de nuevos puestos de trabajo, que por ser inexistentes,no permiten la recogida de datos.

2.3.5. Cronometraje

El cálculo de tiempos de trabajo por medio del cronómetro es elsistema más utilizado en las industrias. El cronometraje se puede ha-cer por observación directa del trabajo del operario o a través de unagrabación en vídeo. La unidad de medida es el DMH = 0,0001 horas.

Antes de proceder a las observaciones se debe disponer de unadescripción del método y se deben haber delimitado de forma precisalos diversos elementos que componen el ciclo de trabajo. El métododebe ser estable, tanto en el sentido de que no experimente modifica-ciones a lo largo del tiempo como en cuanto al tiempo medio dedica-do por el operario (el operario ya ha pasado la etapa de aprendizaje).

La técnica empleada para calcular el tiempo tipo de una tarea de-

terminada consiste en descomponerla en las diversas partes que laforman, denominadas elementos, y calcular el tiempo tipo de cadauno de ellos. La suma de los tiempos tipo elementales determinan elvalor del tiempo tipo de la tarea.

Los elementos a cronometrar no pueden ser ni muy breves nimuy largos. Los elementos deben definirse de tal forma que se dis-tinga perfectamente el instante en que termina uno y comienza el si-guiente.

Los elementos pueden clasificarse según distintos puntos de vista:

• Manual.

• Máquina parada.

• Máquina en marcha.

• Automáticos.

Según cual sea el tipo de elemento tendrá características que in-fluirán en las formas de llevar a cabo el cronometraje.




El proceso que se sigue para el cálculo del tiempo tipo es el si-guiente:

1. En el puesto de trabajo.1.1. Análisis de la tarea.

1.1.1. Identificación del trabajo.

1.1.2. Elección del operario a cronometrar.

1.1.3. Análisis de las condiciones del puesto.

1.1.3.1. Ambientales.

1.1.3.2. Máquinas.

1.1.3.4 Herramientas.

1.1.4. Características del material.

1.1.5. Características de la maquinaria.

1.1.6. Croquis del puesto.

1.1.7. Descripción del método y su descomposición enelementos.

1.2. Toma de datos.

1.2.1. Valoración de ritmos.

1.2.2. Anotación de tiempos de reloj.

1.2.3. Cálculo del número de observaciones.

2. En el despacho.2.1. Recuento de datos.

2.2. Suplementos y concedidos.

2.3. Frecuencias.

2.4. Cálculo del tiempo tipo.

En la primera etapa (observación y anotación de la información)el cronometrador se familiariza con el trabajo a la vez que lo analizacon el máximo detalle posible.




En la siguiente etapa (toma de datos) se toman los tiempos de re-loj y se valora el ritmo de trabajo para corregir el tiempo empleado enla ejecución.

Una vez se han tomado un número suficiente de observaciones,anotados los tiempos de reloj y los ritmos de trabajo, se pasa al des-pacho, donde se efectúa el recuento de datos y se determina el tiemponormal al que se tendrán que añadir unos suplementos (% del tiemponormal) con objeto de determinar con exactitud el tiempo que se ne-cesitará para realizar la tarea encomendada.

Por último, queda el problema de determinar la frecuencia con

que interviene cada elemento en la operación, cuyo tiempo tipo que-remos medir.

Si definimos por elemento a cada parte de características homo-géneas en las que dividimos el trabajo a medir y por ciclo de trabajoal conjunto ordenado de los elementos cuya integración forma launidad de trabajo especificada, podemos encontrarnos las siguientesclases de elementos:

• Regulares o repetitivos: son los que aparecen una sola vez encada ciclo de trabajo (poner y quitar una pieza en una máquina).

• Irregulares o de frecuencia: son los que aparecen cada ciertonumero de ciclos (llevar a la máquina una bandeja con ciertonúmero de piezas).

• Extraños: son los que no forman parte del ciclo de trabajo (ro-tura de un mando de la máquina).

• Interiores: los realiza el operario cuando la máquina está trabajando en automático (comprobar las medidas de una pieza,mientras la máquina está trabajando).

• Exteriores: los realiza el operario estando la máquina parada(poner y quitar una pieza de la máquina).

• Manuales: los ejecuta el operario durante el ciclo de trabajo(medir una pieza).

• Automáticos: los que ejecuta la máquina en una pieza con elautomático en funcionamiento (dar una pasada de desbaste enun torno).




Debe estar perfectamente definido el inicio y la finalización decada elemento para hacer la medición con exactitud y evitar posiblessolapes entre elementos consecutivos.

En el caso del cronometraje se utilizan como unidad de tiempolos segundos sexagesimales (s) o la fracción 1/10.000 hora = 1 DMH= X °°.

Ejemplo: se tiene que calcular el tiempo normal representativoexpresado en DMH de un ciclo de trabajo formado por 3 elementosdiferentes:

1. Alimentar una máquina (la actividad está expresada en el sis-tema centesimal, donde el 100 es la actividad normal).


TR1 (tiempo de reloj) A(actividad estimada) FA1= A/100 TN 1=TR1· FA1

33” 120 1,2 39,6”

37” 109 1,09 40,33”

39” 106 1,06 41,34”

35” 115 1,15 40,25”

TR2 (tiempo de reloj) A(actividad estimada) FA2= A/60TN 2=TR2·

minutos FA2(Minutos)

1,2’ 80 1,3333 1,6’

1,4’ 75 1,25 1,75’

1,5’ 70 1,1666 1,75’1,3’ 77 1,2833 1,67’

2. Poner en funcionamiento la máquina y coger la pieza acabada(la actividad está expresada en el sistema Bedoux donde el 60 es laactividad normal).




3. Aprovisionar 100 piezas que ha necesitado un tiempo de relojde 840 DMH (840°°) y una actividad de 90 en el sistema 75-100 don-de el 75 es la actividad normal.

Solución:

1. El TN 1 representativo es:

2. El TN 2 representativo es:

3. El TN 3 para aprovisionar 100 piezas es:

por lo tanto, para aprovisionar una pieza: 10,08°°

Con lo que:

TNr = TN 1 + TN 2 + TN 3 = 112,17oo + 282oo + 10,08oo = 403,92oo

TN 3 840 1008= ⋅ =°° °°90

75

1 69 1 10 001 281 67, min , ,⋅ ⋅ =hr 60 min DMHhr (DMH)°°

( , , , , ),

1 6 1 75 1 75 1 674

1 69′ + ′ + ′ + ′

= ′

40 381

0 001 112 7, . ,seg1 hr

3600 seg

DMH

hr (DMH)⋅ ⋅ = °°

( , , , , ),

39 6 40 33 41 34 40 25

440 38

′′ + ′′ + ′′ + ′′= ′′



2.4. NUEVAS TÉCNICAS DE ESTUDIO DEL TRABAJO

2.4.1. Introducción

Como hemos visto en las secciones anteriores, las técnicas tradi-cionales de medición y organización del trabajo pueden degenerar enuna dinámica laboral de confrontación y discusión permanente sobrela validez de los tiempos establecidos por los técnicos de «métodos ytiempos» y sobre las causas de que los trabajadores no los alcancen.

Esta consecuencia es lógica si se reflexiona sobre las condicionessociolaborales que el Taylorismo genera:

• El cálculo del salario se basa en el número de unidades que eltrabajador es capaz de producir tomando como base el tiempopredefinido (prima por rendimiento). De esta forma, si hacemás unidades que el «tope» fijado cobra más. No es extrañoque el trabajador esté permanentemente interesado en demos-trar que el tiempo asignado es siempre demasiado poco: unaumento del tiempo asignado implica (con el mismo esfuerzo

para él) un aumento de su salario.• Ese tiempo base es calculado por un técnico de «métodos y

tiempos» que mediante una determinada metodología defineun método de trabajo (secuencia de operaciones) y le asigna untiempo. En ningún momento la persona que desempeñará eltrabajo participa en esta definición, lo que provoca que se per-ciba el método de trabajo como algo impuesto. En estas cir-cunstancias no es de extrañar que la figura del técnico de mé-

todos y tiempos sea una de las más «odiadas» entre lostrabajadores.

La consecuencia de esta situación es una dinámica productivaen la que se pierde gran cantidad de tiempo y energías en negociar lostiempos y «topes» (siempre a la baja) y ninguna energía en mejorar realmente la eficiencia del entorno productivo.

Además, las personas que tendrían que colaborar para llevar acabo esta mejora viven en una confrontación permanente que generauna total incomunicación.




En resumen, conseguir en este entorno sociolaboral mejorar el en-torno productivo y su eficiencia (en cuanto a calidad, coste y plazo)se hace prácticamente imposible.

Surge la pregunta: ¿es posible otra dinámica que, manteniendo losfundamentos científicos de la medición y planificación del trabajo,permita una mejora real del sistema productivo?

La respuesta es sí y llegó en los años 70 desde Japón. Fue allí donde se creó el Sistema de Producción Toyota, más conocido como Just In Time (JIT).

Este sistema productivo introdujo el concepto de Kaizen o mejo-ra continua. Este principio preconiza la mejora de toda la organiza-ción (y por tanto también del entorno productivo) mediante pequeñospasos y con la participación de todos sus miembros, muy en particu-lar los trabajadores de producción.

Una de las técnicas que se pueden emplear en este entorno de co-laboración es el llamado análisis de variabilidad.

2.4.2. Un nuevo enfoque

Antes de introducir esta herramienta vamos a reflexionar sobre elconcepto de ciclo productivo y sobre su ejecución.

Primero definamos que se entiende por ciclo productivo:

Un ciclo productivo es una sucesión de tareas predefinidas que se

repiten de forma cíclica en el tiempo, mediante las cuales un productosemielaborado es transformado en otro con una mayor funcionalidad(valor).

Supongamos que observamos un ciclo productivo (ayudados deun cronómetro) durante un numero determinado de ciclos, pongamos20, anotando la duración de cada uno de ellos. Estas observacionesdeben realizarse con el personal formado, a un nivel de actividad nor-mal y para actividades que compongan un ciclo de trabajo completo.

A partir de estos datos observados podremos construir un gráficosimilar al de la Figura 2.3.





Tiempo 60Tiempo ciclo máximo

Tiempo ciclo medio

Tiempo ciclo mínimo

P1 Estación

37

25

Figura 2.3. Análisis del tiempo de un ciclo productivo.

En el gráfico se han marcado tres tiempos importantes:

• El tiempo mínimo. Corresponde al ciclo de menor duración detodos los observados. Podemos identificarlo con el tiempo ópti-

mo en las condiciones dadas, es decir, con una distribución delpuesto de trabajo y un operador con una pericia determinada (oal menos es un tiempo óptimo posible puesto que ha ocurrido).

• El tiempo máximo. Corresponde al ciclo de mayor duraciónde todos los observados. Este ciclo se habrá producido muyprobablemente por alguna incidencia en el ciclo productivo:una unidad defectuosa, un mal funcionamiento de la maquina-ria, un mal gesto del operario.

• Tiempo medio. Es el tiempo medio observado, es decir, el tiem-po total medido dividido por el número de ciclos.

Si medimos un numero de ciclos suficiente, el tiempo medio nosda una idea bastante ajustada de la capacidad real del ciclo producti-vo, es decir, el número de unidades que se pueden producir por uni-dad de tiempo.

Las situaciones que hacen que el ciclo productivo sea innecesa-riamente más largo que el mínimo se denominan «aleatoriedades» o«variabilidades».



La existencias de estas aleatoriedades provocan que uno o variosciclos productivos se alarguen innecesariamente por encima del tiem-po mínimo, haciendo que la media suba en mayor o menor grado por

encima del mínimo posible. Cuantas más aleatoriedades haya, mássubirá la media por encima del mínimo y por tanto menor será la ca-pacidad (y productividad) de ese ciclo productivo.

Se define el índice de variabilidad en % como:

Si queremos (o necesitamos) aumentar la productividad de ese ci-clo productivo deberemos conseguir que la duración media baje.Para conseguirlo tenemos dos posibilidades:

• Reducir el tiempo mínimo.

• Eliminar aleatoriedades del ciclo productivo, es decir: regula-

rizar el ciclo productivo al máximo.

Las técnicas tradicionales tienden a trabajar sobre la primera so-lución intentando optimizar los movimientos (a veces hasta límites ri-dículos), presionando para reducir los tiempos asignados o para au-mentar la actividad del trabajador. El resultado suele ser el yadescrito: presión sobre los operarios, métodos de trabajo impuestos (amenudo irrealizables), desmotivación, relaciones conflictivas...

Un ciclo productivo se puede considerar regularizado cuando elíndice de variabilidad es del 10% (de forma estable en el tiempo). Sinembargo, lo habitual cuando se miden ciclos productivos en los queno se ha aplicado este concepto de regularización, es encontrar va-riabilidades entre el 80% y 100%, e incluso mayores (150%-200%)

Como se ve, el mayor potencial de ganancia de productividad noestá en reducir el mínimo sino en suprimir variabilidades. Además,

muchas de las acciones de reducción de variabilidad posiblementetendrán un impacto positivo en la reducción del mínimo (mejoras er-gonómicas, secuencia del ciclo productivo...)

VAR% =(Tiempo máximo – Tiempo mínimo)

Tiempo medio




Con este enfoque la mejora de productividad:

• Empieza por regularizar el ciclo productivo al máximo.

• Continua haciendo mejoras que permitan reducir el mínimomanteniendo la regularidad del ciclo productivo...

• ...SIEMPRE contando con la participación del trabajador.

2.4.3. El análisis de variabilidad

El análisis de variabilidad es una herramienta que, basada en laobservación, busca regularizar el ciclo productivo eliminando alea-toriedades, con la participación del operador de producción y pro-moviendo una dinámica de mejora Kaizen (mejora en pequeños pa-sos).

Tiene dos objetivos principales:

• Mejorar la productividad de las líneas de producción mediante

la búsqueda y supresión de sus problemas.

• Encontrar y estandarizar las mejores formas de trabajo.

Para conseguir la máxima eficacia en su aplicación es necesariorespetar los siguientes principios:

• Ponerla en práctica con un equipo que incluya técnicos y ope-

rarios de línea.• Observar la realidad: observar lo que «realmente está pasando»

sin dejarse influir por lo que «debería pasar».

• Potenciar la mejora de esa realidad, incluso si para ello hay quecambiar el modo de trabajo establecido: mejorar lo que «real-mente pasa» sin intentar imponer lo que «debería pasar».

Su puesta en práctica es muy sencilla. Solo requiere (además delequipo de trabajo), una hoja de recogida de datos, un bolígrafo y uncronómetro.




Se desarrolla en tres fases:

FASE 1 o de observación: se observa y anota lo que pasa sin bus-

car todavía soluciones. Para ello se siguen los siguientes pasos:• Decidir quién va a medir cada uno de los ciclos productivos de

la línea de producción.

• Observación del ciclo productivo (sin medir tiempo) para com-prender sus tareas, poder describirlo y elegir un punto (reco-mendable que coincida con un sonido o luz o gesto muy carac-terístico) que sirva de «arranque-paro» del cronómetro.

• Empezar a medir. Medir entre 10 y 20 ciclos, considerandoque un ciclo es el tiempo que transcurre entre la producción dedos unidades buenas. Anotar la causa de las aleatoriedades ob-servadas.

• Las unidades que no cumplan con las condiciones especificadaso no superen el criterio de calidad son consideradas una aleto-riedad a efectos de medición del ciclo.

FASE 2 o de análisis. Se analizan los datos del equipo buscandolos problemas potenciales:

• Poner en común las observaciones y construir el gráfico devariabilidad (véase figura).

• Analizar las principales causas de aleatoriedades.

FASE 3 o de mejora. Se buscan soluciones para los problemas, se

ejecutan las mejoras y se documentan los nuevos estándares de tra-bajo:

• Elegir las principales variabilidades.

• Generar planes de acción para corregirlas.

• Poner en marcha los planes de acción.

• Validar las soluciones y documentar los nuevos estándares.

A continuación se presenta un ejemplo del resultado de un Análi-sis de Variabilidad en forma de gráfico de variabilidad (Figura 2.4).





50

37

25

50

45

30

24

35

23

60

40

22

55

35

24

Tiempo

P1 P2 P3 P4 P5 Estación

Figura 2.4. Gráfico de variabilidad de una línea de 5 estaciones.

El análisis de variabilidad nos permite, aplicado a cada uno delos ciclos productivos de una línea de producción, detectar problemasde equilibrado (reparto de trabajo) o de falta de capacidad de las lí-neas (frente a la teórica).

Otro potencial muy importante de esta herramienta es la de poder encontrar y extender las mejores formas de trabajo.

Por ello es muy recomendable realizar los análisis de variabilidaden diferentes momentos y con diferentes personas ejecutando los ci-clos productivos. Es sorprendente cómo cada persona los ejecutade forma diferente, incluso aunque estén bien definidos y documen-

tados.De esta forma, mediante la observación y una medición objetiva

(el tiempo), podemos descubrir distintas formas de trabajo y encon-trar aquellas que sean más eficaces. Por ello es imprescindible invo-lucrar al operador en esta dinámica: él mismo será capaz de reconocer y después reproducir la mejor forma de trabajar.

Es muy importante, una vez encontrado un estándar satisfactorio

(o mejor que el anterior), documentarlo de manera que sea reprodu-cible en el futuro. En el caso de los ciclos productivos hay varias po-sibilidades de hacerlo (una son los cronogramas que veremos en otro



capítulo más adelante) pero en muchas ocasiones el vídeo es una delas más eficaces. El vídeo además de documentar el estándar permi-te analizarlo en busca de potenciales mejoras.

En el Capítulo 7 de ejercicios resueltos se puede encontrar uncaso práctico de análisis de variabilidad y las conclusiones que sepueden extraer de él.

2.4.4. Conclusiones

Como hemos visto, un nuevo enfoque para el estudio, definición

y mejora del trabajo es posible sin descartar el método científico deanálisis.

Este nuevo enfoque consiste en utilizar herramientas sencillas yfáciles de usar que permitan involucrar al propio trabajador en ladefinición y mejora del ciclo productivo y el puesto de trabajo. Lamayor garantía para cumplir los objetivos de un estándar de trabajo esel compromiso de la persona que lo llevará a cabo; la mejora manerade conseguir este compromiso es involucrarla en el diseño y la defi-nición.

Un enfoque actualizado para el diseño, ejecución y mejora de losmétodos de trabajo puede describirse con los siguiente principios.

• En el diseño. Involucrar a los participante finales desde las fa-ses más tempranas. En esta fase de diseño serán de gran utilidadlas técnicas tradicionales (tablas de tiempos, MTM...) puestoque no tenemos todavía una «realidad física» que observar.No obstante, es importante introducir en esta fase el conceptode «prototipo» que nos permita empezar a probar, incluso aúnlejos de las condiciones finales. Es necesario en esta fase defi-nir con claridad expectativas, metodologías de trabajo y objeti-vos a cumplir.

• En la ejecución. En esta fase es imprescindible involucrar a losparticipantes finales. Una vez definidos los estándares en la

fase de diseño hay que ponerlos en marcha y retocarlos. Paraello podemos empezar a emplear en esta fase herramientasprácticas (como el análisis de variabilidad descrito).




• En la mejora. Una vez puesta en marcha la solución diseñada ypasado un tiempo prudencial de aprendizaje, es imprescindiblecomparar el resultado real con los objetivos marcados para

asegurar su cumplimiento y potencial mejora. En esta fase esimprescindible la participación del trabajador si se quieren ob-tener los mejores resultados.

Para conseguir que este nuevo enfoque funcione es imprescindi-ble una cultura empresarial basada en la participación, el respetomutuo y la capacidad de definir responsabilidades claras y ser capazde delegarlas.

De otra manera, como dice el refrán castellano «puede ser peor elremedio que la enfermedad».




ANEXO 1: ASPECTOS NORMATIVOS Y RELACIONESLABORALES

Tanto el empresario como los trabajadores están inmersos enunas reglas del juego que se tienen que respetar, pues han sido con-sensuadas tanto por el comité de empresa, las representaciones sin-dicales (si las hubiere) y el empresario o representantes legales.

Estas reglas de juego o «convenios» son acuerdos suscritos por los representantes de los trabajadores y los empresarios para fijar las condiciones de trabajo y productividad. Igualmente podrán regu-lar la paz laboral a través de las obligaciones que se pacten.

«El comité de empresa» (delegados de personal en empresas conpocos trabajadores) es el representante de los trabajadores. En em-presas muy grandes dentro del comité de empresa hay representa-ciones sindicales.

«El empresario o los representantes legales» representan a la em-presa.

Tanto el empresario como el comité de empresa son los que estánlegitimados para negociar en los convenios de empresa.

En los convenios colectivos sectoriales las partes que están legi-timadas para negociar son:

— Los sindicatos más representativos a nivel estatal.

— Las asociaciones empresariales, que cuenten con el 10% delos empresarios incluidos en el ámbito del convenio y que

además ocupen el 10% de los trabajadores de dicho ámbito.

El estatuto de los trabajadores es el documento que establece lasleyes que regulan las relaciones entre la empresa y la de aquellos tra-bajadores que voluntariamente prestan sus servicios retribuidos por cuenta ajena.




A1.1. Normativa laboral

La normativa laboral aprueba a través de reales decretos una serie

de normas a seguir y que marcan las reglas del juego tanto al empre-sario como a los trabajadores.

El salario mínimo interprofesional. El Gobierno fija anualmen-te, previa consulta con las organizaciones sindicales y asociacionesempresariales más representativas, el salario mínimo interprofe-sional.

• Cobertura del fondo de garantía salarial.

• La igualdad de remuneración por razón de sexo.

• Reforma del mercado de trabajo para el incremento del empleoy la mejora de su calidad.

• Promover la conciliación de la vida familiar y laboral de laspersonas trabajadoras.

• Contratos de duración determinada, contrato eventual.

• Contratos formativos, contrato en prácticas.

• Contratos indefinidos y la estabilidad en el empleo.

• Normas sobre la anticipación de la edad de jubilación.

• Contratos a tiempo parcial, contrato de relevo, contratos de in-terinidad.

• Prevención de riesgos laborables.

A1.2. Ordenanza General de Seguridad e Higieneen el Trabajo (OGSHT)

Siendo el hombre el factor más importante de la producción nonos debe extrañar que sea el más atendido.

Si en los talleres se cuidan las máquinas y se las mantiene en lasmejores condiciones de funcionamiento, con mayor razón ha de ser-lo el trabajador.




Tanta importancia adquiere el estudio de las condiciones exis-tentes en los centros de trabajo, que la Administración Pública, ve-lando por el bienestar del trabajador, ha dictado la OGSHT de obli-

gado cumplimiento en las empresas.Se establecen medidas preventivas para evitar los accidentes y las

enfermedades profesionales. Se consideran todos y cada uno de losfactores que forman parte del ambiente que rodea al sistema hombre-máquina, para mejorarlo y como consecuencia lógica incrementar laproductividad en la empresa a la vez que se consigue un trabajo másseguro y cómodo.

Daños profesionales:El ambiente agresivo existente en los puestos de trabajo pueden

producir accidentes, enfermedades profesionales, fatiga, insatisfac-ción, envejecimiento prematuro.

Para luchar contra estos daños existen unas disciplinas funda-mentales:

• Seguridad e higiene en el trabajo.

• Prevención de incendios.

• Orden y limpieza.

• Ventilación.

• Iluminación.

• Acondicionamiento térmico.

• Acondicionamiento cromático.• Ruidos y vibraciones.

• Horarios de trabajo.

• Ergonomía.

A1.3. Contenido del convenio

Dentro del respeto a las normas establecidas, los convenios co-lectivos pueden regular materias de índole:




• Económica (salarios, remuneraciones indirectas, etc.).

• Laboral (jornada diaria, semanal y anual de trabajo y descanso,categorías profesionales, duración de contratos, rendimientoexigible, etc.).

• Sindical (comités de empresa, delegados de personal, canonde negociación, etc.).

• Condiciones de empleo.

• Relaciones de los trabajadores y sus organizaciones represen-tativas con el empresario y las asociaciones empresariales.

• Asistencial (mejoras voluntarias a la Seguridad Social).• Medidas de promoción profesional.

• Condiciones de trabajo y de productividad.

• Obligaciones dirigidas a regular la paz laboral.

El establecimiento de criterios para la determinación de los me-dios de personal y materiales de los servicios de prevención pro-pios, así como en materia de planificación de la actividad preventivay para la formación en materia preventiva de los trabajadores.

La vigencia de los convenios es la que se pacte en cada caso y seprórroga de año en año, si no media denuncia expresa de las partes.

A1.3.1. Horarios de trabajo

El numero de horas que se tienen que trabajar (diario, mensual,anual) señaladas en los reglamentos laborales varían de un país a otro.

Tipos de horarios existentes:

1. Horarios de jornada partida.

2. Horarios de jornada continuada.

3. Horarios escalonados.4. Horarios flexibles.




No se puede afirmar que un horario es mejor que otro porque suduración y distribución de la jornada laboral no solo repercute en laproducción sino también en el equilibrio físico, mental y social del

trabajador.Se puede decir que los horarios de trabajo muy prolongados no

son interesantes bajo el punto de vista productivo, pues crea una fa-tiga tal en el operario que no se puede recuperar de un día para otro,y al ir acumulándose el cansancio a lo largo de la semana provoca unaumento de las piezas defectuosas, de los ciclos de trabajo y la posi-bilidad de accidentarse.

1. Horarios de jornada partida.Son horarios rígidos en los que se indican con claridad las horas de

trabajo que corresponden a la mañana y a la tarde. Para comer suelehaber una o dos horas según si la empresa tiene o no comedor propio.

2. Horarios de jornada continuada.

Permiten al trabajador de disponer de más tiempo libre ya que sesuprime el tiempo de ir a comer. En estos horarios continuados de 8

horas de duración es obligatorio conceder una interrupción de 15 a 30minutos para tomar algún alimento y recuperarse tanto física comopsíquica e intelectualmente.

Este horario es clásico en los trabajos por turnos y existen variasmodalidades:

Sistema discontinuo, donde hay dos turnos diarios y no se trabajade las 22 horas a las 6 horas del día siguiente.

Sistema semidiscontinuo, donde se trabaja los tres turnos al díapero no se trabaja los fines de semana.

Sistema continuo, donde se trabaja a tres turnos todos los días dela semana. Este sistema exige para su realización que tres equipos tra-bajen todos los días y un cuarto equipo permanezca en reposo, conobjeto de cubrir los días de descanso del trabajador, según señala ensu ordenanza laboral.

Este sistema continuo es el que crea más problemas de saludpara el trabajador porque incide sobre su equilibrio personal, pues tie-ne que modificar:




— horarios y la duración del sueño,

— la calidad de las comidas,

— las relaciones familiares y sociales.

Todos estos desajustes crean en el operario insomnio, fatiga, tras-tornos digestivos, irritabilidad, aislamiento progresivo, etc., que soncausas que producen consecuencias irreversibles en la salud del tra-bajador. Todo esto va ligado con un aumento del absentismo y de laaccidentalidad laboral.

3. Horarios escalonados.

Son los que tratan de salvar aquellos inconvenientes que presen-tan los horarios habituales. Son los establecidos fuera de las horaspunta y tratan de evitar los problemas creados en el desplazamientode los trabajadores.

4. Horarios flexibles.

Una parte importante del horario es fija para todos los trabajado-res y el resto es variable con el compromiso de cumplir con el nú-mero obligatorio de horas. Se suelen utilizar en las empresas de ser-vicios y en los puestos administrativos.

A1.3.2. Las relaciones laborales

Las principales bases en las que se asientan unas buenas relacio-nes laborables son:

1. Informar a cada trabajador de cómo progresa su trabajo, locual exige:

• Analizar el trabajo de cada uno para conocer su importancia ypoder informar al trabajador de que se confía en él.

• Detectar los progresos realizados y animar al trabajador.

• Decir a cada trabajador lo que se puede esperar de su colabo-ración y, por lo tanto, hay que explicarle los beneficios que creaun aumento de la producción, los perjuicios que producen las




negligencias, las normas de calidad deseadas, las necesidadesde establecer controles, las normas de seguridad, etc.

2. Reconocer los méritos.

Felicitar a los trabajadores que realizan operaciones excepcio-nales y a los que siempre están incondicionalmente al servicio de laempresa. Reconocer a los buenos trabajadores y a sus méritos «en ca-liente».

3. Prevenir al personal de los cambios que le afecten.

Se les tiene que informar con tiempo para que puedan organizar su vida familiar, evitar que lleguen al interesado informaciones de-formadas o tendenciosas.

4. Utilizar del mejor modo posible las aptitudes de cada uno.

Hay que dar a cada trabajador las tareas que mejor puede realizar y que sean de su preferencia.

5. Evitar las tareas excesivamente especializadas.

La condición humana es una unidad sustancial de pensamiento y

acción, que en una división excesiva de trabajo puede perturbar se-riamente a la persona. Por lo tanto hay que procurar no separar las ta-reas de pensamiento de las de acción.

En resumen, las motivaciones que actúan en el trabajador y creanun buen ambiente de relaciones laborales giran en torno a: participa-ción, grupos de trabajo, motivación hacia el logro, integración, auto-disciplina, etc.

A1.3.3. Remuneración

Se define el salario como la «contraprestación que recibe el tra-bajador en dinero o en especies por el trabajo realizado».

La fijación del salario se hace por convenios entre empresarios ytrabajadores que son fruto de negociaciones largas, pues son mu-chos los aspectos que ambas partes tienen que valorar: antigüedad,

horas extras, plus familiar, plus de transporte, trabajo nocturno, tra-bajos tóxicos, pagas extraordinarias, dietas, gastos de viajes, ropade trabajo, atenciones medicas, subsidio de invalidez.




Fijar un salario es uno de los grandes problemas de toda empresa,pues es una parte muy importante del coste de fabricación y por otraparte el nivel de vida del trabajador va a depender de dicho salario.

El salario total tiene que estar formado por un salario justo + primas+ beneficios.

Los crecimientos salariales tienen que tener en cuenta una serie defactores:

— Índice de precios al consumo (IPC).

— La productividad media nacional conseguida (el incrementode las remuneraciones tiene que ir acompañado por un au-mento de la productividad).

Si queremos aumentar el salario, tenemos que aumentar el valor añadido con el mismo tiempo o tener el mismo valor añadido conmenor tiempo, es decir, aumentar la productividad.

— El incremento de la participación del trabajo en la renta na-cional.

— La coyuntura económica general.

Tipos de salarios:

— Salario simple, donde la retribución se fija de acuerdo con el

lugar de trabajo ocupado. — Salario con incentivos, donde la retribución depende del ren-dimiento del trabajador.

— Salario con calificación por mérito, donde la retribución estárelacionada con la calificación del mérito del trabajador.

A1.3.4. Primas por rendimiento

Se entiende por prima el incremento, sobre un salario base, querecibe el trabajador en su remuneración.

Salario

hora

Valor añadido

Tiempo invertido

⋅ = K




El aumento del rendimiento del trabajo, provocado por la im-plantación de los salarios con incentivos, no solo beneficia al traba-

jador sino que también la empresa y el cliente salen beneficiados.

Las condiciones que tiene que reunir un salario con incentivos esque sea:

— Justo: pues tiene que ser proporcional a las capacidades yesfuerzos de cada trabajador.

— Sencillo: tiene que ser un sistema económico y sencillo paraque el mismo trabajador pueda calcular su sueldo final.

— Eficiente: el tiempo tipo tiene que estar bien calculado y eltrabajador tiene que ser conocedor del mismo.

1. Salarios con prima por operación o pieza

Cada pieza u operación realizada tiene un precio asignado, de for-ma que el salario total St es el numero de piezas n por su precio uni-tario p:

St = p · N

Si se aumenta el rendimiento de producción en un 10% tambiénse aumentan con el mismo % los ingresos respecto al jornal base. Eneste sistema se tiene que variar el precio de la pieza u operaciónpara cada categoría profesional.

2. Salarios con prima por tiempo ahorrado

Cada pieza u operación tiene asignada un tiempo tipo, Tp, y des-pués de realizar n piezas el tiempo total es:

T = Tp · N

Si Sb es el precio por hora de trabajo y Tr el tiempo que el trabajador tarde realmente en realizar n piezas, el salario total a cobrar es:

St = Sb · T = Sb · Tr + Sb · (T – Tr )

La ventaja de este sistema respecto al anterior es que aquí no hacefalta hacer variaciones según la categoría profesional.




Luego tenemos unos incrementos de salarios proporcionalmenteinferiores a los incrementos de producción. Este es el caso del:

— Sistema Halsey. — Sistema Rowan.

También tenemos unos incrementos de salarios superiores a losincrementos de producción. Este es el caso del:

— Sistema Taylor.

— Sistema de porcentajes variables. Sistema 140-150.Luego hay salarios relacionados con la calidad, donde existe un

factor K que depende del porcentaje de rechazo.

A1.3.5. Remuneración según el mérito

En los trabajos difíciles de valorar objetivamente, se utiliza la va-loración según el mérito.

Esta calificación al mérito sirve para:

• Calificar al personal trabajador (lealtad, mérito, comporta-miento, etc.).

• Ascensos y promociones (capacidad, eficiencia, responsabili-dad, etc.).

• Formación.

• Conocimiento de los subordinados (eficacia, responsabilidad,etc.).

• Incentivos.

Para poder realizar estas calificaciones al mérito es necesaria la

elección de una serie de «factores» que nos ayudarán a valorar mejor al operario y la elección de sistemas de calificación según el mérito(jerárquico, lista de cualidades, escala de valores).




Recomendaciones sobre el tema de los incentivos:

A pesar de que las ventajas de los incentivos superan amplia-mente a sus inconvenientes, hay situaciones en las que no se debenaplicar:

• Cuando no resulta económico el estudio de los métodos y tiem-pos de las tareas productivas.

• Cuando la calidad del producto está por encima de cualquier otra consideración.

• Cuando el valor de la materia prima es muy elevado y no se

puede correr el riesgo de inutilizarlo por realizar mal la tareaproductiva.

• Cuando el trabajo es excesivamente peligroso y es difícil man-tener las medidas preventivas establecidas.

ANEXO 2: APRENDIZAJE ORGANIZACIONAL

A la hora de definir qué es y cómo se desarrolla el aprendizaje or-ganizacional se ha encontrado un escaso acuerdo entre las disciplinasque confluyen en la organización de empresas. Los economistas tien-den a definir el aprendizaje organizacional como una mejora cuanti-ficable en las actividades o en alguna forma vagamente definida deresultados positivos. La literatura sobre dirección de empresas y es-trategia equipara el aprendizaje con la capacidad dinámica de sostener una eficiencia competitiva o de sostener una elevada tasa de innova-

ción. Ambas disciplinas tienden a examinar los resultados del apren-dizaje en lugar de los procesos propios de aprender, es decir, decómo los resultados son obtenidos. Este último enfoque es tomadopor la disciplina de la teoría de la organización. El aprendizaje, segúnla teoría de la organización, es el proceso según el cual la organiza-ción construye, complementa y organiza los conocimientos y las ru-tinas de las actividades que realiza en el marco de su cultura y, almismo tiempo, adapta y mejora su eficiencia mediante el uso de unaamplia variedad de habilidades de sus trabajadores.

Aprender es un proceso dinámico, y su uso en las teorías enfatizala naturaleza dinámica de las organizaciones frente a los modelos




económicos estáticos. Además, el concepto es integrador y permitevarios niveles de análisis (individual, grupal y organizacional), lo queresulta interesante para explicar la organización como comunidad.

Un examen detallado sobre las teorías del aprendizaje organiza-cional permite clasificar a los autores de aprendizaje organizacionalen seis grupos, muchos de ellos con interacciones y solapes signifi-cativos:

1. Aprendizaje como rutinas organizativas

El aprendizaje se demuestra en la modificación de las rutinas es-tablecidas que operacionalizan la base de conocimientos y la memo-ria organizativa. Dichas rutinas organizativas incluyen las formas, re-glas, procedimientos, convenciones, estrategias y tecnologías sobrelas cuales se construye la organización y a través de las cuales la or-ganización opera. Además, incluyen la estructura de creencias, mar-cos, paradigmas, códigos, culturas y conocimientos que cuestionan,elaboran y contradicen la rutina formal.

2. Aprendizaje como mejora de la comprensión

El aprendizaje organizacional es el proceso de mejorar las accio-nes gracias a una mejor comprensión. Se destaca el proceso de cog-nición social y se describe un tipo de aprendizaje difícil de detectar,demostrar y gestionar. Como herramientas que permiten mejorar lacomprensión que el propio grupo tiene sobre su situación, y destilar lalógica dominante que impera en él, cabe destacar el brainstorming ylas técnicas de construcción de escenarios.

3. Aprendizaje como cambio en la conductaEn las organizaciones se requiere que la nueva comprensión con-lleve un cambio en las conductas, siendo el cambio en las conductasla causa de la corrección de los errores y proponiendo la necesidad deaprendizaje organizacional basado en la acción. De este modo elaprendizaje es demostrable en la medida que se produce una detec-ción y corrección de errores, y las conductas que corrigen los erroresse mantienen. A raíz de los puntos 2 (comprensión) y 3 (conducta) se

definen dos niveles de aprendizaje: cuando un error detectado y co-rregido permite a la organización mantener sus políticas actuales o al-canzar sus objetivos presentes, dicho proceso error-detección-co-




rrección es un bucle simple de aprendizaje. El aprendizaje de bucledoble sucede cuando el error es detectado y corregido en el sentidoque implica la modificación de las normas subyacentes de la organi-zación, sus políticas y sus objetivos (Fig. 2.5). El aprendizaje dobleimplica, por tanto, que los actores sean capaces de cuestionarse lacomprensión (programa maestro, modelo mental, marco cognosciti-vo,...) que tienen sobre el sistema (organización) en el que se en-cuentran, que sean capaces de generar nuevos significados y que en

consecuencia, los comportamientos y rutinas derivados de la nuevacomprensión difieran respecto la situación de partida.

4. Aprendizaje como cambio en la cultura corporativaLa cultura es un producto aprendido por la experiencia del grupo.

De este modo indica que el aprendizaje de la organización puede ser considerado como un fenómeno cuyo resultado supera a la suma deaprendizajes individuales de los miembros que la constituyen, o, encualquier caso, su resultado es de naturaleza distinta al aprendizaje in-

dividual (Fig. 2.6). La cultura se define como postulados y creenciasbásicas compartidas por los miembros de una organización, que ope-ra inconscientemente, y que define bajo un estilo básico de «dado por sentado» la visión que la organización tiene de sí misma y de su en-torno. Dichas creencias y postulados son respuestas del grupo apren-didas para sobrevivir a los problemas de su entorno externo y a losproblemas de su integración interna.

5. Aprendizaje como capacidad de absorción (ACAP):También es posible examinar el proceso de aprendizaje comouna capacidad de absorción que permite generar innovaciones, fruto


Valoresdominantes

Estrategiasde acción Consecuencias

Encaja

No encaja

Aprendizaje simple

Aprendizaje doble

Figura 2.5. Aprendizaje en bucle simple y bucle doble (Argyris, 1990).



de desarrollar la habilidad de identificar, asimilar y explotar conoci-mientos del entorno. Las dimensiones de la ACAP son adquisición,asimilación, transformación y explotación (Fig. 2.7):

• Adquisición: la adquisición hace referencia a la capacidad deidentificar y adquirir conocimientos generados externamente yque tienen la categoría de críticos para las operaciones de la or-ganización. La adquisición hace referencia a los esfuerzos de laorganización en identificar y recoger conocimientos externos.Los límites de la adquisición se encuentran en la dificultad dedetectar ciertos conocimientos como críticos, así como en la di-ficultad de acercarse a la fuente de dichos conocimientos.

• Asimilación: la asimilación hace referencia a las rutinas y pro-cesos que permiten a la organización analizar, procesar, inter-pretar y comprender la información obtenida de las fuentes ex-ternas. Las ideas y descubrimientos adquiridos pueden fracasar

en la asimilación por la dificultad que entrañe su comprensión.Los conocimientos adquiridos externamente pueden representar procesos que difieren significativamente de los aplicados en el


M e d i t a c i ó n

F o r m

a c i ó n

d e

c o n c e p t o s

E x p e r i e

n c i a

C o m p r o b a c i ó n

d e c o n c e p t o s

S a

b e r

c ó

m o

S a

b e r p o r q u é

M e d i t a c i ó n

F o r m

a c i ó n

d e

c o n c e p t o

s

E x p e r i e

n c i a

C o m p r o b a c i ó n

d e c o n c e p t o s

S a

b e r

c ó

m o

S a

b e r p o r q u é

Modelos

mentales

Figura 2.6. Interacción del aprendizaje individual y la cultura corporativa.



interior de la organización, dificultando la comprensión de losmismos. Además, el conocimiento adquirido puede ser especí-fico de su contexto original, lo que dificulta (o impide) su com-

prensión o replicación.• Transformación: la transformación denota la capacidad de de-

sarrollar y refinar las rutinas que facilitan la combinación de losconocimientos existente con los nuevos conocimientos adquiri-dos y asimilados. Esto se efectúa añadiendo o eliminando co-nocimientos, o simplemente interpretando los mismos conoci-mientos de forma distinta. Este proceso puede significar cambiar el marco de referencia, modelo mental o programa maestro se-

gún el cual se está interpretando la base de conocimientos, y po-dría considerarse un aprendizaje de bucle doble. El proceso detransformación permite el reconocimiento de nuevas oportuni-dades y al mismo tiempo altera el modo en cómo la organiza-ción se ve a sí misma e interpreta su entorno competitivo.

• Explotación: la explotación es la capacidad organizativa quepermite refinar, extender y apalancar las competencias exis-tentes o crear nuevas competencias que incorporen los conoci-mientos adquiridos y transformados a sus operaciones. La di-mensión explotación puede verse limitada por los mecanismosde integración social, cuando la comprensión mutua no tengalugar debido a causas estructurales, cognoscitivas, comporta-mentales o políticas.


Absorción Asimilación Transformación ExplotaciónVentaja

competitiva

ExploraciónProspección

Comprensión Adaptación alcontexto

Poner en prácticaFlexibilidadInnovaciónPerformance

REGÍMENESDE APROPIACIÓN

PÉRDIDAS DE EFICIENCIA

Capacidad de absorción (ACAP)

Figura 2.7. Proceso de aprendizaje organizacional definido como capacidad deabsorción (ACAP), (Zahara y George, 2003).



6. Aprendizaje como estrategia

Recientemente ha surgido la idea de convertir la organización

en un contexto donde el aprendizaje es la piedra angular de la estra-tegia. La metáfora ha sido bautizada como «La Construcción de Or-ganizaciones inteligentes». El objetivo de esta estrategia es establecer un marco donde las personas amplían continuamente su capacidadpara alcanzar los resultados que realmente desean. En este contexto,la organización se describe como un lugar de interacción donde llevar a cabo experiencias de creación de conocimientos. Sería precisa-mente la habilidad de generar nuevos conocimientos la competenciaesencial que sostendría la ventaja competitiva de la organización.

Ciertamente, la dimensión social del aprendizaje organizacionalha generado un abanico de posibilidades más allá del incrementalis-mo unidireccional de la curva de experiencia del aprendizaje indivi-dual. La dimensión social ha introducido una gran riqueza en lasteorías, al mismo tiempo que una mayor complejidad y dificultad demedición sobre el fenómeno del aprendizaje. La necesidad de ges-tionar y evaluar el proceso de aprendizaje ha conducido al desarrollode nuevas herramientas enmarcadas en las áreas de gestión del co-nocimiento y capital intelectual.

BIBLIOGRAFÍA

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Ley 24/99 R.D.L.G. 2/95.




3.1. INTRODUCCIÓN. ¿QUÉ ES UN PROCESO?

De forma general podemos definir un proceso como una secuen-

cia de operaciones que transforma unas entradas (inputs) en unassalidas (outputs) de mayor valor.

De forma particular podemos definir un proceso productivo comouna secuencia definida de operaciones que transforma unas materiasprimas y/o productos semielaborados en un producto acabado demayor valor.

Cuando dentro de un proceso una operación «añade valor» al

producto decimos que es una operación de «valor añadido». Se defi-ne operación de «valor añadido» como aquella operación que haceavanzar al producto hacia su función final. Dicho de otra manera, queañade funcionalidad al producto.

Profundicemos un poco más en este concepto con un ejemplo: elproceso de producción de una bombilla.

Para saber qué operaciones son de valor añadido debemos definir

primero la «función final» de la bombilla. De una forma sencillapodríamos decir que la función final de una bombilla es dar luz co-locada en una lámpara eléctrica.

3Descripción de procesosproductivos

77



Toda operación que en el proceso productivo aporte algo a labombilla para que «finalmente dé luz colocada en una lámpara eléc-trica» será valor añadido.

A la vista de esta definición ¿cuáles de las siguientes operacionesserán valor añadido?:

1. Almacenar bombillas terminadas en una caja.

2. Insertar el filamento en el casquillo.

3. Transportar los casquillos de una sección a otra.

4. Unir casquillo con cristal.

5. Comprobar que la bombilla ilumina al final del proceso.

6. Empaquetarla en su caja.

Solamente las operaciones 2 y 4 son estrictamente de valor aña-dido. El resto pueden considerarse como un derroche susceptiblede ser eliminado o al menos minimizado. En los procesos producti-vos muy frecuentemente encontramos estos «derroches»; en la Fi-gura 3.1 se muestra una clasificación clásica de los derroches de losprocesos productivos.


Producir en exceso

Stock

Esperas

Transporte

Operacionesinútiles

Rechazosy retoques

Movimientosinútiles

Figura 3.1. La rueda de los 7 derroches.



Con esta definición de valor añadido, hemos introducido indirec-tamente dos ideas básicas en la ingeniería de procesos: la de eficaciay la mejora:

• Un proceso será más eficaz cuantas menos operaciones de de-rroche tenga.

• Los procesos pueden ser mejorados eliminando (o minimizan-do) los derroches.

3.2. LA INGENIERÍA DE PROCESOS PRODUCTIVOS

Se puede definir la ingeniería de procesos como la especialidadde la ingeniería industrial que se ocupa del diseño, puesta en marcha,gestión y mejora de los procesos productivos que dan existencia físi-ca a un producto.

En el ciclo de desarrollo de un producto existen dos figuras clá-

sicas en el ámbito de la ingeniería industrial: la ingeniería de productoy la ingeniería de proceso:

• La ingeniería de producto. Es la responsable de la funcionali-dad final del producto, de la tecnología necesaria y del diseñodetallado. Se suele encuadrar en las áreas de Investigación yDesarrollo.

• La ingeniería de proceso. Es la responsable de definir cómo sefabricará el producto diseñado, con qué tipo de proceso, qué he-rramientas y tecnologías de producción son necesarias. Se sue-le encuadrar en el área de Industrialización y Producción.

El ciclo de desarrollo de un producto ha sido tradicionalmente se-cuencial: primero los ingenieros de producto desarrollan el productoy cuando está totalmente definido se transfiere a los ingenieros de

proceso que se encarga de diseñar un proceso adecuado de fabrica-ción. Una vez definido y puesto en marcha, este proceso es transfe-rido a producción que se encargará de gestionarlo.

DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PRODUCTIVOS 79



Este enfoque presenta graves problemas:

• El tiempo de desarrollo del producto es muy largo.

• A menudo se generan productos que son imposibles de fabricar o necesitan medios muy costosos para hacerlo.

• No hay retroalimentación, lo que hace que en la fase de pro-ducción aparezcan por primera vez problemas de calidad e in-cluso de «fabricabilidad» del producto. Corregirlos entonces esmuy costoso o a veces simplemente imposible.

El enfoque actual de desarrollo de un producto es el denominado

ingeniería simultánea o ingeniería paralela.Consiste en que desde las primeras fases de definición del produc-

to, ingenieros de producto e ingenieros de proceso (y también inge-nieros de producción) trabajan juntos y en paralelo definiendo a la vezel producto y el proceso productivo que le dará existencia real. De estaforma se asegura un diseño de producto adecuado, consiguiéndose:

• Una reducción importante del ciclo de desarrollo del producto.

• Unos menores costes de fabricación al asegurar desde el diseñola fabricabilidad.

• Mayores niveles de calidad, pues en el diseño del producto seintroducen elementos que aseguran el proceso productivo.

Con este enfoque podemos describir las responsabilidades de laingeniería de proceso como sigue:

En el diseño del producto:

• Aportar los conocimientos sobre tecnologías de fabricacióndisponibles para la producción del producto.

• Asegurar la fabricabilidad del producto, es decir, asegurar queel producto puede ser producido en serie mediante un procesofísico eficiente.

• Aportar ideas al diseño del producto que lo haga más fácil-

mente producible (reducción de los costes de fabricación desdeel diseño) y seguro (eliminar problemas de calidad desde eldiseño).




En la industrialización del proceso.

• Definir el proceso de producción, las herramientas y maquina-

ria necesaria.• Definir el equilibrado del proceso.

• Diseñar la distribución en planta del proceso (layout).

• Desarrollar la documentación asociada al proceso: instruccionesde trabajo, instrucciones de la maquinaria, pautas de manteni-miento, controles de calidad...

• Definir los parámetros a medir para gestionar el correcto fun-cionamiento del proceso desde el punto de vista técnico-tecno-lógico y también de coste.

En la puesta en marcha.

• Cualificar la maquinaria y herramientas, es decir, asegurar quecumplen los requerimientos definidos.

• Asegurar la correcta ubicación de la maquinaria (layout) y supuesta en marcha.

• Formar a los operadores de producción y usuarios del procesoen general.

• Comprobar los supuestos de diseño, reajustándolos si es nece-sario (ajuste fino).

En el funcionamiento en serie del proceso.

• Gestionar el proceso utilizando los parámetros de control defi-nidos (productividad, niveles de calidad, control estadístico deprocesos, parámetros técnicos...)

• Adaptar el proceso a posibles nuevos requerimientos: cambiosde cadencia de producción, cambios técnicos, modificaciones

del producto, mejora de calidad...• Asegurar la mejora continua.




A menudo en el ámbito de la ingeniería de procesos se demandapuestos de trabajo concretos que reciben diferentes nombres en fun-ción de la especialidad dentro de este ámbito:

• Ingeniero de industrialización. Se asocia normalmente a lasfases de diseño. Suele estar especializado en los aspectos tec-nológicos del proceso: maquinaria, utillajes...

• Ingeniero de métodos y tiempos. Más tradicional, se asocia alequilibrado de procesos, definición de estándares de trabajo ydocumentación.

• Ingeniero de procesos. Más moderno. Se asocia al diseño deproceso general y su primera puesta en marcha: equilibrado,distribución en planta, documentación, formación de los ope-rarios...

• Ingeniero de producción. Se asocia al ingeniero de procesos quedesempeña su labor en la fase de producción en serie. Se res-ponsabiliza de los ajuste del proceso necesarios, de su gestión ymejora continua para cumplir con los objetivos y planes de

producción (en cuanto a coste, calidad y plazo).Para desempañar con éxito las responsabilidades descritas, la in-

geniería de proceso ha desarrollado una serie de herramientas y téc-nicas, algunas de las cuales se describen en este libro.

3.3. TIPOS DE PROCESOS

Los procesos productivos pueden clasificarse de formas diferen-tes según el criterio de clasificación que se escoja. A continuación sepresentan las clasificaciones más comúnmente adoptadas.

3.3.1. Atendiendo al grado de automatización

• Manuales. Las operaciones del proceso se ejecutan con inter-

vención humana, bien de forma totalmente manual, bien utili-zando herramientas sencillas manipuladas manualmente. Al-gunos ejemplos pueden ser:




- Los procesos de ensamblaje, como por ejemplo de un ju-guete.

• Automático. Las operaciones del proceso se ejecutan de formaautomatizada sin intervención humana directa. Algunos ejem-plos pueden ser:

- Una línea robotizada de soldadura de la carrocería del auto-móvil (Fig. 3.2).

- Una línea de envasado de bebidas.


Figura 3.2. Proceso automático. Línea de soldadura robotizada.

• Semiautomático. En el proceso conviven fase manuales y fasesautomáticas. Un ejemplo sería:

- El ensamblaje de un faro de coche con la fase de encoladodel cristal robotizada (bajo nivel de automatización).

- Un proceso de bobinado de motores eléctricos con algunospuestos manuales (alto nivel de automatización).



3.3.2. Atendiendo a la frecuencia de ocurrencia

• Cíclicos. La generación de un producto acabado ocurre cada

cierto intervalo de tiempo. Algunos ejemplos ilustrativos:- Proceso de inyección de piezas de plástico.

• Continuos. La generación del producto ocurre de forma conti-nua en el tiempo. Ejemplos:

- Laminado de plancha.

- Fabricación de conductores eléctricos de hilo de cobre.

• Semicontinuos. Generan un producto acabado unitario pero elproceso funciona de forma continua en el tiempo. Algunosejemplos:

- Cocción de azulejos en horno continuo.

- Fosfatado de piezas metálicas.


Figura 3.3. Ejemplo de proceso continuo. Extrusión textil.

3.3.3. Atendiendo a la naturaleza del flujo productivo

Esta clasificación es especialmente importante ya que cada tipode estos procesos genera unas necesidades de stock intermedio de-terminadas.



• Procesos unidad por unidad. El flujo productivo ocurre de for-ma cíclica generando un producto unitario cada cierto tiempo yde forma continuada. Algunos ejemplos ilustrativos:

- Una célula de ensamblaje (Fig. 3.4).


Figura 3.4. Célula en U de ensamblaje. Proceso cíclico, manual unidadpor unidad.

• Procesos por lotes. El flujo productivo ocurre por lotes. Cadadeterminado tiempo el proceso genera un lote de produc-tos(=cantidad determinada de productos). Entre el final del lotey el principio del siguiente hay un tiempo improductivo debidoa la manipulación o reajuste de la maquinaria. Se distinguen

dos tipos.- Por lotes continuos. El lote se genera de forma continua du-

rante la duración del tiempo de lote. Cuando acaba el lote deproducción es necesario reajustar la maquinaria para adaptarlaal siguiente lote. Este tiempo se denomina tiempo de cambiode serie y es extremadamente importante para definir el stockintermedio que el proceso generará. Algunos ejemplos clá-sicos:

- Los procesos de prensado o inyección. La prensa funcionaproduciendo piezas iguales de forma continua durante un



tiempo, después se detiene para cambiar moldes o matriceríay se inicia un nuevo lote de un producto diferente.

- Los procesos de inserción de componentes en un circuitoimpreso.

- Por lotes periódicos. El lote de productos se genera de formaperiódica y todo de una vez. Entre lote y lote hay un tiempogeneralmente ligado a la extracción-introducción del lote y ala manipulación y readaptación de la maquinaria. Algunosejemplos clásicos:

- La cocción de pan en un horno de leña tradicional.

- El metalizado de botellas en una campana de metalizado.

- Fabricación de mayonesa.

• Procesos a velocidad constante. El flujo productivo ocurre deforma constante en el tiempo y a una velocidad fija, general-mente controlada por medios automáticos. En este tipo de pro-cesos están incluidos los procesos continuos y semicontinuosanteriormente descritos. Algunos ejemplos:

- La cocción de galletas en un horno continuo.

- El esmaltado de azulejos en línea continua.

A menudo encontramos procesos que son mezcla de dos tipos.Por ejemplo:

• Una célula de ensamblaje que fabrica varios tipos de productos

diferentes. Es un proceso unidad por unidad pero también por lotes (ya que los diferentes productos serán producidos por lo-tes).

• Una línea de montaje de automóviles es un proceso unidad por unidad, sin embargo el movimiento del coche por la cadena serealiza por medios mecánicos a velocidad constante, con lo quedesde este punto de vista es un proceso a velocidad constante.

• Un proceso a velocidad constante, como la cocción de galletasen horno continuo, puede ser a su vez por lotes si se utiliza elmismo horno para producir diferentes tipos de galletas.




Con respecto al nivel de incidencias que cada tipo de proceso ge-nera en el flujo productivo (stocks, discontinuidades, problemas decapacidad...) podemos decir lo siguiente:

• Procesos unidad por unidad. Si están diseñados de forma fle-xible son los que menos incidencias crean en el flujo producti-vo ya que se pueden adaptar fácilmente a diversos ritmos deproducción.

• Procesos a velocidad constante. En estos procesos suele ser di-fícil variar la velocidad ya que suele estar ligada a factorestecnológicos del proceso (tiempo de cocción por ejemplo) por

lo que suelen ser un punto de inflexibilidad en el proceso pro-ductivo. Si están bien sincronizados ayudan a regularizar elflujo ya que son muy constantes, pero si no, pueden generar ro-turas de stock o por el contrario stocks intermedios (si van amás velocidad que el proceso siguiente).

• Procesos por lotes (Fig. 3.5a y b). Generan un stock intermediomayor cuanto mayor es la duración/cantidad del lote fabricado.


Figura 3.5a. Proceso por lotesperiódicos. Mezclador

alimentario

Figura 3.5b. Proceso por lotes continuos.Prensa



3.4. DESCRIPCIÓN DE PROCESOS: DIAGRAMADE PROCESOS

Una de las necesidades básicas de la ingeniería de procesos es po-der describir la realidad de los procesos; bien para definirlos (en lafase de diseño) bien para «diagnosticarlos» (en la fase de mejora). Eldiagrama de procesos es una herramienta útil para este fin.

El diagrama de proceso es un esquema gráfico que sirve paradescribir un proceso y la secuencia general de operaciones que se su-ceden para configurar el producto. Es un diagrama descriptivo quesirve para dar una visión general de cómo transcurre el proceso.

Las operaciones que puede sufrir un producto a lo largo del pro-ceso productivo se agrupan en cinco categorías, cada una de las cua-les tiene un símbolo asignado como se muestra en la Tabla 3.1.


Transporte: cualquier operación que implique el desplazamientodel producto de un lugar a otro.

Almacenaje (o stock): depósito del producto en un lugar fijodurante un periodo de tiempo en general largo

Espera (parecido al stock): el producto espera un tiempo (engeneral no muy largo) entre una operación y otra.

Control: el producto sufre una inspección de cualquier tipo. Engeneral se asocia con comprobaciones de calidad.

Valor añadido: el producto sufre una transformación que le añadevalor.

Operación combinada. Se utilizan símbolos combinados paraindicar operaciones simultáneas

D

A continuación se detalla un poco más el significado de cadaoperación.

• Valor añadido. Según el concepto definido en la introducciónde este capítulo.

Tabla 3.1



La operación hace avanzar al material o elemento un pasomás hacia el final, bien sea al modificar su forma (por ejemplo,embutición) o su composición (por ejemplo, un proceso quí-

mico), o bien al añadir o quitar elementos (por ejemplo, unmontaje).

• Control. La operación no contribuye a la conversión del mate-rial en producto acabado. Solo sirve para comprobar una fun-cionalidad o si una operación se ejecutó correctamente (en can-tidad o calidad).

Es preciso destacar que las operaciones de control pueden

evitarse mejorando la maquinaria y los proceso (generandoprocesos que hagan imposible el error). Cuando son necesarioshay que situarlos lo más cerca posible de la fuente de error para detectarlo y evitar seguir empleando esfuerzos en fabricar un producto que será defectuoso.

• Transporte. Hay transporte cuando un objeto se traslada de unlugar a otro. A menudo el transporte se superpone con el stock(por ejemplo, una cinta transportadora que tiene encima un

stock intermedio) o con el control (por ejemplo, una compro-bación funcional que se realiza durante un transporte) e inclusocon el valor añadido (por ejemplo, un tiempo de secado depintura dinámico)

• Espera. Indica demora en el transcurso del proceso. Es el caso demateriales detenidos a la espera de ser procesados. A menudo lasesperas son requeridas por la tecnología del proceso como por ejemplo: secados (colas, pegamentos, pintura...), estabilizaciones

(enfriado de un plástico), compactación (detergentes en polvo).En estos casos durante la espera esta ocurriendo una transfor-mación que podría considerarse como valor añadido.

• Almacenamiento permanente. Indica depósito de un objeto bajosupervisión en un espacio definido de almacén. Hay, pues, al-macenamiento permanente cuando se guarda un objeto y secuida de que no sea trasladado sin una determinada gestión oautorización.

• Actividades combinadas. Cuando se desea indicar que variasactividades son ejecutadas al mismo tiempo o por el mismo





1- Pieza 1 y 2 en el contenedor

2- Coger pieza 1 y 2

3- Ensamblar pieza 1 y pieza 2

4- Introducir en máquinaautomática de pintura

5- Pintado automático

6- Extraer de máquina depintura automática

7- Secado de la pintura

8- Desplazar subconjunto 1 asoporte de ensamblaje

9- Depositar en caja deproducto acabado

10- Depositar en caja deproducto acabado

11- Stock de producto acabado

1A- PIEZA 3 Y 4 3NCONTENEDOR

2A- Coger pieza 3 y pieza 4

3A- Emsamblar pieza 3 y 4

3A- Posicionar conjunto ensoporte y coger pieza 5

4A- Remachar pieza 5sobre el conjunto

5A- Desplazar subconjunto2 a soporte de ensamblaje

5

8

4

15

600

4

3

5

4

6

4

4

3

5

4

3

2

1

Figura 3.6. Ejemplo de un diagrama de proceso para el ensamblaje de un juguetesencillo.

operario en un mismo lugar de trabajo, se combinan los sím-bolos de las actividades. Por ejemplo, una operación en la queun operador realiza un ensamblaje y una inspección al mismo

tiempo puede describirse como un círculo dentro de un cua-drado. Otros ejemplos pueden ser los descritos en la operaciónde transporte o espera.

En la Figura 3.6 se muestra un ejemplo de un diagrama de pro-ceso que describe el ensamblaje de un producto sencillo.

Algunas observaciones prácticas:

• Para iniciar el diagrama se traza una línea vertical. Se elige lapieza que hace un recorrido más largo y sobre la línea se vandescribiendo las operaciones que experimenta.

• A la izquierda se describe brevemente el proceso.



• Cada proceso debe estar numerado de forma única para su pos-terior identificación.

• En el interior del símbolo se suele escribir el tiempo del proceso.

• A la derecha del símbolo se pueden añadir datos complemen-tarios, como distancias recorridas, unidades almacenadas...

• El diagrama se ramifica conforme se van incorporando nuevoscomponentes o partes fabricadas previamente.

• Cuando se incorpora un único componente no se suele indicar el símbolo de stock para ese componente, se suele indicar di-

rectamente en la descripción del proceso.• A veces los procesos automáticos se pueden marcar o destacar de una forma especial para distinguirlos (por ejemplo, el pro-ceso recuadrado de la Figura 3.6).

3.5. DESCRIPCIÓN DE PROCESOS:TIEMPOS CARACTERÍSTICOS

Como hemos visto en capítulos anteriores, el concepto de tiempoy de medición del tiempo es fundamental para diseñar y describir unsistema productivo y en particular un proceso.

A la hora de caracterizar, describir y evaluar un proceso produc-tivo debemos considerar tres parámetros de tiempo fundamental-mente:

• El tiempo de ciclo.

• El tiempo de proceso.

• El tiempo de flujo.

A continuación vamos a definirlos y a mostrar qué informaciónnos aportan cada uno de ellos y cuál es su utilidad en el diseño delsistema productivo.

Debemos recordar que, de una forma general, un proceso pro-

ductivo son una serie de operaciones que a partir de unas entradas(materias primas, componentes, productos semielaborados) generanunas salidas (productos) de mayor valor.




3.5.1. El tiempo de ciclo (Tc)

El tiempo de ciclo (Tc) de un proceso productivo se puede definir

como el tiempo que transcurre entre la producción de dos unidadesconsecutivas (siempre que se trabaje unidad por unidad).

De otra forma el tiempo de ciclo sería la respuesta a la pregunta¿cada cuánto tiempo (segundos, minutos, días...) el proceso generauna unidad de producto?

Conceptualmente, el tiempo de ciclo está ligado exclusivamenteal proceso y es un indicador de su rapidez. Determina su capacidad;de hecho la capacidad (C) es la inversa del tiempo de ciclo y se

mide en unidades producidas por unidad de tiempo.El tiempo de ciclo es un parámetro que tiene sentido solo en pro-

cesos cíclicos. En procesos continuos se utiliza a menudo directa-mente la capacidad del proceso.

Ilustremos este concepto con algunos ejemplos.

Cuando decimos que una línea de montaje de coches tiene untiempo de ciclo de 60 segundos, queremos decir que por el final de la

línea de producción sale un coche cada 60 segundos. La capacidad deesta línea será por tanto de 60 coches/hora.

Cuando decimos que el tiempo ciclo de una prensa de estampa-ción es de 3 segundos, queremos decir que la prensa genera una pie-za estampada cada 3 segundos (para ligarlo con una idea física: oire-mos un «golpe» cada 3 segundos). Su capacidad nominal será de1.200 unidades/hora.

Un proceso de laminado de acero (proceso continuo) no podre-mos caracterizarlo con un tiempo ciclo, a cambio podemos decir queel proceso tiene una capacidad de producción de, por ejemplo: 15metros a la hora. Querrá decir que cada hora se producen 15 metrosde acero laminado.

3.5.2. El tiempo de proceso (Tp)

Si el tiempo de ciclo está ligado exclusivamente al proceso, eltiempo de proceso está ligado a un producto concreto que se fabricacon un proceso concreto.




Podríamos definirlo como el tiempo total necesario para producir una única unidad de un determinado producto utilizando un determi-nado proceso.

O de otra manera, el tiempo que se emplearía en producir unaúnica unidad, de principio a fin, utilizando el proceso definido. Es elresultado de sumar los tiempos parciales de cada uno de los subpro-cesos sin contar los tiempos de espera debidos al stock intermedio.

Veamos un ejemplo más concreto e ilustrativo: un procesos deensamblaje. En este caso el tiempo de proceso (también llamadotiempo de ensamblaje en este caso particular) sería el tiempo que le

costaría a un único operario ensamblar un único producto a partir desus componentes y utilizando las máquinas e instalaciones dispuestasal efecto.

Como se puede ver, el tiempo de proceso depende por tanto:

• Del producto: un producto más complejo requiere más opera-ciones y por tanto más tiempo, un producto que requiere untiempo de espera (por ejemplo secado) requiere también más

tiempo.• Del proceso: la rapidez de la maquinaria utilizada, los despla-

zamientos necesarios... condicionan este tiempo.

El tiempo de proceso es un indicador de los recursos (humanos,máquinas, espacio) que necesitaremos para fabricar un producto. Engeneral: a mayor tiempo de proceso mayores recursos necesarios.

Este tiempo se suele dividir en dos partes:• El tiempo manual: es el tiempo empleado en operaciones ex-

clusivamente manuales que requieren intervención humana di-recta. Este tiempo determina, como veremos más adelante, elnúmero de personas necesarias para fabricar un producto a unacadencia establecida.

• El tiempo máquina: es el tiempo empleado en operaciones au-

tomáticas realizadas sin intervención humana. En este tiempo sesuelen incluir los tiempos de espera debidos al producto (seca-dos, tiempos de prueba, estabilizaciones...).




3.5.3. El tiempo de flujo (Tf ) (Lead Time)

Este tiempo está ligado al producto, al proceso y a la utilización

concreta que se hace de ese proceso productivo.Se puede definir como «el tiempo que le cuesta al componente

que tenga un recorrido mayor atravesar el proceso productivo com-pleto desde principio hasta el fin, cuando este se encuentra funcio-nando en régimen estacionario».

Este tiempo es la suma del tiempo de proceso más el tiempo de-bido a las esperas en los stocks intermedios, así como a cualquier otro

tipo de incidencias.Este tiempo es un indicador de la agilidad de nuestro proceso, es

decir, de la capacidad para reaccionar ante un cambio requerido por elcliente. Cuanto más corto sea este tiempo antes podremos tener listoscambios requeridos por el cliente.

Vamos a ilustrar estos tres tiempos con un símil: un viaje por ca-rretera.

Supongamos una carretera que une dos ciudades por la que cir-culan coches regularmente de una a otra. En medio de la carretera hayun puente donde nosotros estamos subidos como observadores.

• El tiempo de ciclo (Tc) sería el tiempo que transcurre entre elpaso de dos coches consecutivos por debajo del puente.

• El tiempo de proceso (Tp) sería el tiempo que le cuesta a un co-che, siempre a la velocidad legal establecida, recorrer el tra-yecto de una ciudad a la otra.

• El tiempo de flujo (Tf ) sería el tiempo que le cuesta a un cocheir de una ciudad a la otra a la velocidad que el tráfico permite,después de soportar el atasco de salida y de entrada a las ciu-dades y de haber parado una vez a echar gasolina y otra a cam-biar una rueda que se había pinchado.




En este capítulo se van introducir dos metodologías básicas paradiseñar el sistema productivo desde el punto de vista de los procesosfísicos que intervienen en él:

— El diseño de la línea de producción y su equilibrado. — El equilibrado de procesos.

A modo de introducción, veamos un poco más en detalle el ori-gen y necesidad de estas metodologías, así como los beneficios quepueden aportar.

La fabricación de un producto suele requerir de varios procesosproductivos consecutivos de diferente naturaleza y tipología, desdelas materias primeras hasta el producto acabado. Como norma gene-ral, los procesos más cercanos al cliente suelen ser ligeros y muy ma-nuales, y por tanto suelen ser intensivos en mano de obra. Conformenos acercamos a la materia prima —aguas arriba—, los proceso vanhaciéndose más pesados y automatizados, y por tanto más intensivosen maquinaria e instalaciones.

Para ilustrar esta idea podemos tomar como ejemplo la produc-

ción del faro antiniebla de un coche, en particular de uno de suscomponentes principales: el espejo que sirve para reflejar y orientar laluz.

4Diseño de procesos de producción

95



Si listamos en sentido inverso los procesos necesarios para su fa-bricación (del cliente final hacia las materias primas) nos encontra-mos:

• Proceso de ensamblaje manual del faro. Maquinaria ligera, au-tomatismos sencillos, intensivo en mano de obra.

• Metalización de la parábola de chapa. Aluminado en campanade metalización de alto vacío. Maquinaria semipesada, intensi-vo en mano de obra, alta automatización.

• Tratamiento superficial: fosfatado, barnizado, horneado. Insta-

lación muy automatizada, bastante pesada y con poca manode obra.

• Estampación progresiva. Maquinaria pesada (prensa) y auto-matizada. Poca mano de obra pero muy especializada.

• Laminado de aluminio. Instalación pesada y muy automatizada.

• Fundición. Maquinaria muy pesada.

Normalmente, parte de los procesos se agrupan en una única ins-talación industrial (fábrica). Como consecuencia dentro de la fábricase establece un flujo del producto a través de los distintos procesos.

Dentro de estos procesos, los mayormente manuales (que comohemos indicado suelen situarse cerca del cliente) son especialmenteimportante por dos motivos:

• Al ser los más cercanos al cliente pueden tener un gran impac-

to en el nivel de calidad que este recibirá y percibirá.• Son muy intensivos en mano de obra, y por tanto importantes

desde le punto de vista del coste final del producto.

De esta cuestión nos encargaremos en la primera parte del capí-tulo, denominada «Equilibrado de líneas de producción», profundi-zando en herramientas y conceptos asociados al diseño de este tipo deprocesos que resultan fundamentales en la ingeniería de procesos.

Como hemos mencionado, varios proceso «conviven» dentro deuna fábrica generando un flujo del producto por las instalaciones fí-




sicas. En estas condiciones es muy importante asegurar que el flujosea coherente y que los distintos procesos tengan capacidad sufi-ciente para producir la demanda prevista de una forma sincronizada y

efectiva. Dar unas herramientas de análisis y diseño para conseguir este fin será el objetivo de la segunda parte de este capítulo que he-mos denominado «Equilibrado y sincronización de procesos».

A la hora de encarar estos problemas de diseño, en el entorno in-dustrial, podemos encontrar dos enfoques diferentes y a veces con-tradictorios (véase Capítulo 1):

• El de la producción en masa.

• El de la producción ajustada.

Como nota final de esta introducción, remarcar que el enfoqueutilizado en este capítulo es el de la producción ajustada, lo que setraducirá en un diseño para:

• Utilizar los mínimos recursos necesarios (maquinaria, mano

de obra, superficie...) para cubrir la demanda del cliente.• Minimizar el stock en curso que genera el flujo productivo.

• Reducir al máximo el tiempo de flujo.

4.1. TAKT TIME Y TIEMPO DE CICLO. CAPACIDADY PRODUCTIVIDAD

Antes de introducirnos en el diseño, vamos a analizar estos con-ceptos que están muy interrelacionados.

4.1.1. Takt time y tiempo de ciclo

Los conceptos takt time (TT ) y tiempo de ciclo (Tc) deben defi-

nirse claramente, pues aunque miden aspectos parecidos son muy dis-tintos desde un punto de vista conceptual. Por este motivo convieneno confundirlos.

DISEÑO DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN 97



Takt time (TT)

El takt time relaciona la demanda de los clientes con la disponi-

bilidad de tiempo productivo. El takt time mide la cadencia (el ritmo)al cual deberíamos producir para satisfacer la demanda del cliente deforma exacta, de modo que representa un umbral de ritmo de pro-ducción. Si se produce a un ritmo mayor (más rápidamente, con untiempo de ciclo inferior al takt time) tendremos una capacidad supe-rior a la demanda y el sistema deberá estar detenido parte de la jor-nada laboral. Si se produce a un ritmo menor (más lentamente, con untiempo de ciclo superior al takt time) lo que ocurrirá es que nunca al-

canzaremos la cantidad demandada y como resultado parte de la de-manda quedará insatisfecha.

El takt time se mide en unidades de tiempo, por ejemplo segun-dos (s), minutos (min.) o diezmilésimas de hora (°°).

A continuación vamos a desarrollar un ejemplo para ilustrar elcálculo del takt time:

Una empresa nos ofrece los siguientes datos para calcular el takt time:

• Demanda: 30.000 unidades/mes (se considera un mes de 20días laborables).

• Trabajan a 1 turno de 8 horas.

• Reservas: 15% de la jornada. No hay descansos adicionales.

• Demanda diaria = 30.000 ud./mes · 1 mes/20 días = 1.500ud./día.

• Tiempo productivo = 8h./día · 3.600s./ h. · (1-0.15) = 24.480 s.productivos /día.

Takt time =24.480 s/día

1.500 ud/día

s./ud.= 16 32,




Tiempo de ciclo (Tc)

El tiempo de ciclo ya se ha definido en el capítulo anterior como

«El tiempo que transcurre entre la producción de dos unidades con-secutivas en un proceso productivo».

El tiempo de ciclo es un valor que describe el proceso productivo(y también un parámetro de diseño), a diferencia del takt time que esun valor obtenido a partir del ritmo de mercado y de tiempo produc-tivo.

Si se quiere producir exactamente al ritmo del mercado (y por

tanto sin generar stock de producto acabado) el parámetro de diseñodeberá ser:

Tiempo de ciclo = takt time

Cumplir estrictamente con este requisito, como veremos cuan-do analicemos el equilibrado de líneas de producción, suele ser casi imposible. Por lo tanto el parámetro de diseño que se suele

utilizar es:Tiempo de ciclo menor o igual que el takt time

Asegurando así poder cubrir la demanda del cliente.

Como veremos más adelante, este parámetro de diseño tiene unimpacto decisivo en el número de puestos de trabajo necesarios.

4.1.2. Capacidad y productividad

En muchos entornos industriales (especialmente con tradiciónde producción en masa) es muy frecuente encontrar la idea de que sees más eficiente y productivo «cuanto más y más rápido se produce»,midiéndose el éxito del sistema por las cantidades producidas, olvi-dando los recursos que se gastan para ello.

De esta forma el objetivo obsesivo es claro: producir cuanto másmejor.




Esta lógica puede ser válida en una situación de crecimiento en laque todo lo que se produce se vende y por tanto «producir más»puede asociarse con «vender más» y «ganar más».

Sin embargo en mercados competitivos y de demanda saturada(como casi todos los actuales) esta lógica puede ser totalmente ina-decuada ya que para «ganar más» al no poder «vender más» lo queha que hacer es «producir más barato». Y ello requiere a menudo re-ducir la cantidad (capacidad) para emplear los recursos mas eficien-temente (productividad)

Capacidad

El concepto de capacidad está asociado a la cantidad máxima deproductos que una instalación, máquina o proceso es capaz de pro-ducir en un determinado periodo de tiempo.

La capacidad se mide en unidades por unidad de tiempo y definelas limitaciones de un proceso en cuanto a lo que es capaz de producir.

Por defecto se suele considerar siempre el parámetro capacidad máxima, que sería el número máximo de unidades que se pueden pro-ducir por unidad de tiempo considerando las limitaciones tecnológi-cas o de diseño del proceso.

Por ejemplo:

• Una prensa de inyección de plásticos tiene unas limitacionestecnológicas que definen una capacidad máxima: (tamaño de lapieza, temperatura, características físicas del plástico...)

• Una línea de producción manual (como veremos más adelante)tiene una capacidad máxima definida por el número de puestosde trabajo diseñados.

No obstante, algunos procesos tienen también una capacidad mí-nima, es decir, deben producir un mínimo número de unidades paraasegurar su correcto funcionamiento. Por ejemplo:

• Un proceso de encolado puede requerir una capacidad mínimade producción para evitar que se seque la cola dentro de losconductos.




La gestión de la capacidad productiva es un elemento fundamen-tal en la gestión del sistema productivo en su conjunto. Mantener siempre una capacidad dimensionada para la demanda real del mer-

cado evitará costes innecesarios en instalaciones y personal.

Productividad

Si la capacidad mide la cantidad que un proceso puede producir,la productividad mide la cantidad que un proceso puede producir enrelación con los recursos utilizados para ello.

La productividad se mide en unidades por unidad de tiempo y por recurso consumido.

Mientras la capacidad mide lo que somos capaces de producir, la productividad mide lo eficientemente que somos capaces de producir.Aumentar la productividad implica aumentar la capacidad con losmismos recursos o mantener la capacidad disminuyendo los recursos.

Con una visión global, capacidad y productividad deben mante-

ner un equilibrio adecuado, puesto que son fundamentales para con-seguir los objetivos del sistema productivo:

• Debemos tener capacidad suficiente para satisfacer la demanda.

• Debemos mantener un nivel adecuado de productividad paramantener un coste competitivo.




El ejemplo anterior responde al cálculo de productividad másfrecuentemente considerado: la productividad humana que se mide ennúmero de unidades por hora y persona.

Sin embargo, la productividad puede medirse con relación a otrosrecursos consumidos, como por ejemplo el espacio. De esta manerase pueden calcular las unidades producidas por metro cuadrado ocu-pado.


EJEMPLO PRÁCTICO 1

Supongamos una línea de producción que produce a untiempode ciclo de 40 s con un total de 8 personas. La línea trabaja a un

turno de duración efectiva 7,5 horas. Un día, debido a un pico deproducción se han producido 800 unidades pero utilizando 10personas y 8 horas totales. Se quiere saber si se ha cumplido el ob-

jetivo de productividad .

Vamos primero a calcular cuál sería la productividad teóricade la línea de producción.

La capacidad diaria de la línea sería:7,5*3.600/40 = 675 unidades por turno.

La productividad en unidades/(hora·persona) sería:

675/(7,5 · 8) = 11,25 ud/h · p.

Calculemos ahora la productividad real del día a estudio

Productividad = unidades/(horas · persona) =800/(8 · 10) = 10 ud/h · p

Como puede verse, a pesar de que se ha aumentado la capaci-dad gracias a añadir más personas y producir más tiempo, la pro-ductividad se ha reducido.



4.2. EQUILIBRADO DE LÍNEAS DE PRODUCCIÓN

Cuando existe la necesidad de producir un gran número de uni-dades —idénticas o parecidas— en un tiempo inferior al tiempo de proceso, los principios vigentes en los sistemas productivos actualesson la división del trabajo y la producción en línea de ensamblaje ofabricación.

La división del trabajo consiste en dividir el proceso de fabrica-ción en una gran cantidad de tareas o actividades de corta duración, de


EJEMPLO PRÁCTICO 2

Queremos comparar dos líneas que fabrican el mismo pro-ducto en términos de capacidad y productividad:

• La primera trabaja a con un tiempo de ciclo de 20 s, 8 per-sonas y 100 m2.

• La segunda trabaja con un tiempo de ciclo de 40 s, 3 perso-nas y 45 m2.

La demanda real del cliente es de 70 unidades por hora.

¿Qué línea es más adecuada?

Como se ve la línea 1 tiene más capacidad que la 2. Sin em-bargo ambas líneas son capaces de cubrir la demanda del cliente.

La línea 2, teniendo menos capacidad, es mucho más produc-tiva en términos de productividad humana y de uso del espacio.

Por tanto elegiríamos sin duda la línea 2.

Capacidad Productividad Productividadhumana superficie

Línea 1 180 ud/h 22,5 ud/h/h 1,8 ud/h/m2

Línea 2 90 ud/h 30 ud/h/h 2 ud/h/m2



modo que una persona se ocupe de un volumen pequeño de tareas enlugar de ocuparse de todo el proceso, y que estas, al ser ejecutadas se-cuencialmente, agreguen las características deseadas al producto final.

La producción en línea de ensamblaje o fabricación se caracterizapor sincronizar los ritmos de producción de las distintas estacionesque configuran todo el proceso, asignando a cada estación (puesto detrabajo) la misma cantidad de tiempo, denominado tiempo de ciclo(Tc). La sincronización del proceso se obtiene cuando los puestos detrabajo se organizan secuencialmente, siendo la salida de un puesto laentrada del puesto siguiente y los tiempos de ciclo idénticos. De estaforma, un observador situado en el último puesto de trabajo (confi-

gurado por las últimas operaciones del proceso) podría obtener un pro-ducto acabado con una frecuencia de tiempo igual al tiempo de ciclo.

El tipo de organización secuencial (en cadena) resulta ser más in-teresante que duplicar completamente el proceso; por ejemplo, si senecesitan dos operarios resulta más interesante dividir equilibrada-mente el trabajo en dos partes y que cada operario se ocupe de unaparte, que hacer que los dos se ocupen paralelamente de todo el tra-bajo, en la medida que lo primero sea posible. El motivo de esta de-cisión viene justificado por el efecto de la especialización. En el mo-mento que se asignan partes del proceso más cortas aumenta el ritmode repetición de las operaciones y se avanza más rápidamente en lacurva de aprendizaje. Otro aspecto a tener en cuenta es que la se-cuencialidad obliga a marcar un ritmo de sincronismo, lo que favo-rece la regularidad de la producción. También hay que destacar lamayor facilidad para organizar el sistema de abastecimiento y el me-

jor aprovechamiento de la maquinaria. Como aspecto negativo de la

producción en cadena aparece el fenómeno de los tiempos muertos enel caso de que el equilibrado sea poco eficiente y que las incidenciasen un puesto pueden repercutir en el conjunto de la cadena.

El valor de tiempo de ciclo nos será útil para determinar la canti-dad de recursos (puestos de trabajo, personas y máquinas) que debe-mos ubicar en el proceso productivo para que se pueda alcanzar la ca-pacidad deseada (inversa del Tc.).

A modo ilustrativo, se puede relacionar intuitivamente el tiempode proceso con el tiempo de ciclo mediante el número de puestos delequilibrado, dado que todos los puestos de un proceso productivo tra-




bajan de forma síncrona al ritmo Tc. Si el tiempo de proceso fuera in-ferior al Tc, no cabría el problema del equilibrado, pues un únicopuesto de trabajo tendría capacidad para satisfacer toda la demanda.

Es cuando el Tc tiene un valor inferior al Tp (un único puesto no tie-ne capacidad suficiente) que resulta necesario dividir el proceso en«partes» y realizar cada partición en un puesto de trabajo distinto, demodo que aunque el tiempo de proceso sea largo, al final de la líneade producción se obtenga una unidad cada Tc, al estar las estaciones(o puestos de trabajo) encadenados y añadiendo valor secuencial-mente.

4.2.1. La cuestión del equilibrado de líneas de producción

El aspecto más interesante en el diseño de una línea de produccióno montaje consiste en repartir las tareas de modo que los recursos pro-ductivos estén utilizados de la forma más ajustada posible a lo largode todo el proceso. El problema del equilibrado de líneas de produc-ción consiste en subdividir todo el proceso en estaciones de pro-ducción o puestos de trabajo donde se realizarán un conjunto de ta-reas, de modo que la carga de trabajo de cada puesto se encuentre lomás ajustada y equilibrada posible a un tiempo de ciclo. Se dirá queuna cadena está bien equilibrada cuando no hay tiempos de espera en-tre una estación y otra.

Se denomina equilibrado de la línea al procedimiento de asignar tareas a puestos de trabajo (o estaciones) a lo largo de una línea sa-tisfaciendo las restricciones y procurando que las cantidades de tra-bajo en cada una de las estaciones sea lo más parecido posible unavez fijado el tiempo de ciclo y persiguiendo la minimización del nú-mero de puestos.

El primer paso para iniciar el estudio de equilibrado de líneas esel mismo que en cualquier otro tipo de proceso productivo y consis-te en definir e identificar las tareas que componen el proceso pro-ductivo, el tiempo necesario para desarrollar cada tarea, los recursosnecesarios y el orden lógico de ejecución (muchas veces determinado

únicamente por la enumeración de tareas precedentes, es decir, aque-llas actividades que deben estar terminadas para que la tarea en cues-tión pueda comenzar).




De forma general, se intentará descomponer el trabajo en las uni-dades más pequeñas que pueden ser realizadas de forma indepen-diente (véase Capítulo 3 de la presente obra) notando el tiempo de

ejecución a un nivel de actividad normal (véase Capítulo 2 de lapresente obra para la determinación de tiempos de trabajo), deberáconsiderarse que una tarea no es indivisible, por lo que deberá desa-rrollarse íntegramente en un único puesto de trabajo.

A pesar de que la mayoría de las líneas han de satisfacer determi-nados requerimientos técnicos en cuanto al orden de las distintas ta-reas, también hay casos en los que existe cierta libertad para establecer más de una secuencia de operaciones. Esta ordenación queda reflejada

en el diagrama de precedencias, que es un esquema donde se relacio-nan las operaciones secuencialmente (véase la Figura 4.2, pág. 117).

Una vez definidas las tareas y las precedencias deberá calcularseel número de estaciones objetivo, valor definido como el mínimonúmero de estaciones posible para cumplir con la demanda solicitada.Para obtener el valor del número de estaciones objetivo es necesariocalcular el takt time de la línea, que representa el tiempo máximo per-mitido a cada estación para procesar una unidad de producto si sequiere cumplir el ritmo demandado por el mercado. Si producimosmás lentamente que el takt time resultará imposible producir la can-tidad demandada por el mercado, si producimos más rápido que eltakt time (tiempo asignado a cada estación menor que el takt time)tendremos un cierto margen para corregir ineficiencias de nuestra lí-nea, pero algunos de los puestos estarán trabajando por debajo de sucapacidad máxima (tendremos un cierto despilfarro de recursos).

Si notamos como:Ti: tiempo de proceso de la tarea «i»

TT : takt time

NME: número mínimo de estaciones (número de estaciones objetivo).

NMETi

TT i= ∑




En el caso de que el valor de NME no sea entero (hecho que ocu-rre normalmente), el valor de NME debe ajustarse al entero superior,pues no tiene sentido hablar un número de estaciones fraccionario.

Si se consigue que el número de estaciones coincida con el valor de NME se estarán obteniendo dos objetivos: minimizar los tiemposociosos de las estaciones (tiempo muerto) y maximizar la eficienciade la línea. No obstante, el hecho de no existir un procedimientoexacto viable de asignación de tareas a las estaciones, hace que ge-neralmente sea imposible alcanzar esta cota, obteniendo solucionescon un número de estaciones N ≥ NME.

La eficiencia de la línea puede determinarse con la siguiente fór-mula:

Siendo:

E: la eficiencia de la línea expresada en %

Ti: el tiempo de proceso de la actividad «i»

N : el número de estaciones que contempla la solución

Tc: el tiempo de ciclo real, que será inferior o igual al takt time.

El numerador de la expresión representa el tiempo de trabajo

efectivo a realizar, mientras que el denominador representa el tiempode trabajo disponible.

La diferencia entre el tiempo de trabajo efectivo y el tiempo dis-ponible se denomina tiempo muerto:

Según el procedimiento de resolución utilizado, el valor de laeficiencia y del tiempo muerto puede variar para un ejemplar de pro-blema determinado. El objetivo del método debe contemplar la mi-

TM N Tc Tii

= ⋅ − ∑

E

Ti

N Tci(%) =⋅

×∑

100




nimización de los puestos de trabajo necesarios, así como de lostiempos muertos (o aumento de la eficiencia de la línea) cumpliendocon las restricciones de precedencia.

4.2.2. Métodos de equilibrado: algoritmos heurísticosy equilibrado intuitivo

La asignación de tareas a los puestos de trabajo (también deno-minados estaciones) debe realizarse de modo que el número de pues-tos necesarios sea el mínimo posible y que el reparto de tareas sea elmás equilibrado posible, por este motivo no es de extrañar que exis-

ta un gran número de autores que han desarrollado métodos para re-solver este problema de forma rápida y sistemática.

La bibliografía en este campo es bastante extensa y sigue cre-ciendo en la actualidad con revisiones y mejoras de métodos exis-tentes. Se han seleccionado solamente los dos procedimientos máseficientes y reconocidos, de los cuales se muestra el desarrollo del al-goritmo y la aplicación a un caso real.

4.2.2.1. Algoritmo de Heguelson y Birnie

El algoritmo de Heguelson y Birnie (de tipo greedy) pretendepriorizar la ordenación de las tareas a asignar otorgándoles una pon-deración a cada una de ellas. Los pesos otorgados son una medida delo alejada que se encuentra la tarea del final del proceso, de modo queintentará asignar las tareas empezando por aquellas que se encuentranmás alejadas del final (cercanas al inicio del proceso), o lo que es lo

mismo, intentará asignar las tareas con el mayor peso, siempre que sehayan terminado todas las operaciones precedentes a tarea en cuestión.

El procedimiento de Heguelson y Birnie se describe por los si-guientes pasos:

Preproceso:

a) Calcular los pesos de cada tarea. Para ello deberá sumarse a laduración de la tarea, la duración de todas las tareas que la si-guen (inmediatas o no).

b) Ordenar las tareas según un orden decreciente de los pesos.




Proceso:

1. Inicialización:

Se abre la estación 1 y se le asigna el tiempo de ciclo Tc comotiempo disponible

2. Búsqueda de tareas candidatas.

Sea j la estación abierta y TD el tiempo disponible de dicha esta-ción, se establece una lista de candidatas a ser asignadas a la estación j .Las candidatas no pueden estar asignadas previamente, deben tener todas las precedentes inmediatas asignadas y tener una duraciónigual o inferior a TD.

3. Test de cierre:

Si la lista de candidatas está vacía ir al paso 6.

4. Asignación de tareas:

Si hay una sola tarea candidata, asignarla directamente a la esta-

ción j . Si hay varias candidatas, asignar a la estación j la tarea de ma-yor peso de la lista de candidatas.

5. Actualización:

Reducir el tiempo disponible TD en la cantidad del tiempo deproceso de la tarea asignada. Si TD es nulo, ir al paso 6, en caso con-trario ir al paso 2.

6. Cierre de la estación:Cerrar la estación j . El tiempo disponible restante después de ce-

rrar la estación es el tiempo muerto.

7. Bucle:

Si todas las tareas están asignadas, se termina el algoritmo. Encaso contrario abrir la estación j + 1, asignarle un tiempo disponibleigual a Tc y volver al paso 2.

Se puede encontrar un ejemplo de aplicación de este algoritmo enel epígrafe 4.2.4.




4.2.2.2. Algoritmo de Boctor

En 1995 F.F. Boctor propuso un algoritmo que combinaba varias

reglas simples para mejorar el procedimiento propuesto por Heguel-son y Birnie.

Antes de introducir el procedimiento conviene definir dos con-ceptos utilizados:

Definición 1.

Una tarea dura es aquella cuya duración es igual o mayor a la mi-

tad del tiempo de ciclo.

Definición 2.

Una tarea se llama candidato condicionado por la tarea «i», si seconvierte o permanece como candidato después de asignar la tarea«i». Si el asignar la tarea «i» a la estación en curso reduce el tiempodisponible a 0, se llamará candidato condicionado a una tarea candi-

dato para la siguiente estación.El algoritmo de Boctor sigue los pasos descritos para el procedi-

miento de Heguelson y Birnie, modificando el cuarto paso que que-dará de la siguiente forma:

4. Asignación de tareas

Si hay una sola tarea candidato, esta se asignará directamente a laestación j . Si hay varias se asignará a la estación j la tarea que cumplalas siguientes reglas:

Regla 1:

• Una tarea cuya duración sea igual al tiempo disponible TD.

• Si existe empate, seleccionar la tarea con más candidatos con-

dicionados.• Si no existe ninguna, ir a la siguiente regla.




Regla 2:

• Una tarea dura con el mayor número de candidatos condicio-

nados.• En caso de empate, escoger la tarea con mayor duración.

• Si no existe ninguna, ir a la siguiente regla.

Regla 3:

• Una combinación de dos tareas con una duración igual al tiem-po disponible TD.

• En caso de empate, seleccionar la pareja con mayor número decandidatos condicionados.

• Si no existe ninguna, ir a la siguiente regla.

Regla 4:

• Una tarea con el mayor número de candidatos condicionados.

• En caso de empate, seleccionar la tarea con el mayor número desiguiente inmediatos duros.

• Si persiste el empate, escoger la tarea de mayor duración.

Se puede encontrar un ejemplo de aplicación de este algoritmo enel epígrafe 4.2.4.

4.2.2.3. Equilibrado intuitivo: mejora de la solución de partida

El resultado obtenido mediante algoritmos heurísticos será eficazsi cumple con las restricciones especificadas, y será eficiente si mi-nimiza el tiempo muerto. Entre dos soluciones propuestas, será másinteresante la que utilice un menor número de estaciones y minimicelos tiempos muertos; en caso de empate se puede analizar el diagra-

ma de equilibrado (véase apartado 4.2.3) donde se describen las car-gas de cada puesto, optando por la solución que otorga cargas másequitativas entre los distintos puestos.




Muchas veces, una vez obtenida una primera solución mediante unprocedimiento iterativo, conviene analizar alternativas de cambio. Enocasiones se puede ajustar a la baja el tiempo de ciclo si todos los

puestos tienen tiempos muertos, aumentando la eficiencia global. Enotros casos, el hecho de intentar realizar permutaciones entre tareasasignadas a puestos distintos pueden aumentar la eficiencia del equi-librado u otorgar un reparto más equitativo de los tiempos muertos.

Otro aspecto a tener en cuenta es la flexibilidad de la línea paradar respuesta a variaciones de la demanda (modificar el Tc cuandovaría el TT). En este punto hay que destacar la posibilidad que apor-tan las células U de incorporar operarios de forma progresiva, per-

mitiendo nivelar la producción según el número de operarios (equi-librado) determinado en cada turno.

Para variaciones fuertes de las condiciones del mercado (takt time) resultará necesario un reequilibrado de la línea. Conviene no ol-vidar que el acercamiento entre la demanda y la producción pretendeasegurar un servicio a tiempo y minimizar los inventarios no desea-dos. Sin embargo el reequilibrado de la línea supone que se asignentareas distintas a los operarios, lo cual conlleva un correspondientetiempo de aprendizaje que afecta negativamente a la productividad.

Se puede encontrar un ejemplo de aplicación de este equilibrio in-tuitivo en el punto 4.2.4.

4.2.3. Herramientas: cronograma y diagrama de equilibrado

El cronograma y el diagrama de equilibrado son dos herramientasgráficas que pueden ayudar en el diseño intuitivo de un equilibrado oen el análisis y mejora de un equilibrado existente.

El diagrama de equilibrado es un gráfico que representa el tiempode ciclo de cada estación y el takt time. De una forma muy visual, re-sume un equilibrado, aportándonos información sobre su eficiencia,tiempo ciclo, etc.

De su análisis se puede extraer mucha información sobre la líneade producción: capacidad, eficiencia, productividad, adaptación altakt time...





EJEMPLO PRÁCTICOEn la figura se puede ver un diagrama de equilibrado de una lí-

nea de producción.

Veamos la información que se puede extraer de él sin másconocimientos previos sobre el proceso o el producto.

La línea de producción tiene 5 puestos de trabajo.

El Tc de la línea será el Tc del puesto más lento, es decir: 30segundos.

El TT es de 33 s. La línea por tanto será capaz de cubrir la de-manda del cliente pero generará stock de producto acabado.

El tiempo de proceso es de: 30 + 25 + 24 + 29 + 20 = 128 s.

La eficiencia será: 128/(30*5) = 85,3%

El número de puestos de trabajo óptimo sería: 128/33 = 3,8→ 4.

Un equilibrado más eficiente parece posible a la vista del aná-lisis anterior.

TiempoTT=33s

30

25 24

29

20

P1 P2 P3 P4 P5 Estación

EL DIAGRAMA DE EQUILIBRADO



EL CRONOGRAMA

El cronograma es una herramienta más detallada que el diagrama

de equilibrado, útil tanto en el diseño como en el análisis de una lí-nea de producción existente.

En un cronograma (diagrama parecido al diagrama de Gantt), eleje de abscisas representa el tiempo, mientras que en el de ordenadasse van disponiendo las actividades detalladas (descripción y duración)para cada puesto, que son representadas como una barra de longi-tud proporcional al tiempo de ejecución. Las sincronizaciones hom-bre-máquina se representan dibujando el tiempo máquina con una lí-nea discontinua que enlaza con la tarea manual mediante una flechavertical.

El cronograma es una herramienta útil para representar detalla-damente el equilibrado de las líneas, y una vez realizado siempre hayque comprobar que:

• Las tareas asignadas a cada estación de trabajo configuren un

ciclo productivo, de manera que tras la última tarea pueda en-lazarse la primera. A este efecto puede resultar necesario des-cribir las condiciones iniciales del primer ciclo o las unidadesen proceso que se utilicen.

• La última tarea asignada a la estación debe enlazar sin ningúnproblema con la primera tarea de la estación siguiente.

En la figura puede verse, como ejemplo detallado, el cronograma

del ejercicio resuelto 7.2 del Capítulo 7.





F i g u r a

4 . 1 .

E j e m

p l o d e c r o n o g r a m a .



4.2.4. Ejemplo práctico: equilibrado de una placade vitrocerámica


Tiempo Preceden-I Tarea Descripción Dmh(°°) dentes in-

mediatos1 Aprov. Coger cubierta de estantería. Situar sobre

Cubierta la mesa. 8 — 2 Conex. Montaje de regleta en cubierta. Conexión

Regleta puentes, clipar, atornillar toma de tierra. 143 1

3 Girar cubierta Girar cubierta para situar boca arriba. 5 1-24 Separador T. Pegar junta adhesiva en separador T. Situar

en alojamiento de cubierta. 64 35 Perno T. horiz. Coger perno y tuerca para T horizontal. Fijar

con atornillador. 158 36 Resortes foco Situar resortes foco en alojamiento cubierta. 107 37 Premontaje T. Coger T. Situar en útil. Coger cables,

desenrollar, conectar en T. Evacuar dentrode cubierta. 200 —

8 Montaje T. Montaje T. sobre cubierta. 23 5-7

9 Conex. T. Conectar T. en regleta y reordenar cables. 44 810 Junta goma Montar junta de goma en separador T. 24 9-411 Foco 1 en Tomar foco de contenedor. Situar foco en

cubierta alojamiento. Conectar 2 fastons. 24 10-612 Foco 2 en Tomar foco de contenedor. Situar foco en



cubierta alojamiento. Conectar 2 fastons. 24 10-6

15 Cubierta en Coger conjunto cubierta y situar en útilgiratorio giratorio. 7 11-12-13-1416 Montar tapa Montar tapa cristal en cubierta sobre útil

cristal giratorio. Evacuar conjunto. 125 1517 Conex. prueba Conexión cables para prueba. 17 1618 Prueba Prueba eléctrica de tierra, fugas, prueba

de potencia. 142 1719 Descx. prueba Desconexión cable de prueba. 5 1820 Coger Embalaje Leer código de barras embalaje y coger caja

embalaje. 17 1921 Etiqu. Cristal Imprimir etiqueta, pegar en cristal. 7 2022 Etiqu. Cubierta Imprimir etiqueta 2, pegar en cubierta. 10 2123 Embalar Embalaje con porexpan, introd. en caja cartón. 60 22

Tabla 4.1. Descripción del proceso de montaje de una placade vitrocerámica.




A continuación se ofrecen algunas fotografías explicativas de lasetapas más destacables del proceso:

Operación 8 y 9. Montaje y conexión T.Operación 2. Conexión regleta.

Operación 16. Montar tapa de cristal.

Operación 23. Embalar.

Operación 14. Foco 4 en cubierta.



A continuación se muestra el diagrama de precedencias de lasoperaciones descritas en la Tabla 4.1.


7

7

7 7

1 2 3 4 10 11 16

6

12

13

14

15

17

18

19

20

21

22

23

Figura 4.2. Diagrama de precedencias del proceso de producción de una placade vitrocerámica.

Para proceder al diseño del equilibrado empezaremos por calcular el valor del takt time, del tiempo ciclo y del número mínimo de esta-ciones a partir de los datos de demanda, tiempos disponibles para pro-

ducción y tiempo de proceso.Demanda diaria: 300 unidades.

Producción a un único turno de 8 horas.

Tiempos de descanso: 30 minutos = 0,5 horas.

Cálculo del takt time en Dmh (°°):

Takt time = 7,5 h/día10.000

h300 ud/día

/ud⋅ =

°°1 °°250




Dado que hemos calculado los tiempos en Dmh (unidad muyprecisa) y el resultado del TT es un valor entero, tomaremos comoTc = 250°°.

A continuación se procede al cálculo del número mínimo de es-taciones:

El número mínimo de estaciones posibles debe ajustarse siempreal entero superior, por lo que resulta ser de 6 estaciones. Seguro queningún método puede obtener una solución con un número inferior deestaciones, por lo que el NME sirve como cota inferior. Ahora bien,según los valores de Ti y el método utilizado la solución resultantepuede requerir un número de estaciones superior a 6.

Solución al problema por el método de Heguelson y Birnie:

Inicialmente se deben calcular los pesos que corresponden acada tarea sumando al tiempo de ejecución de la tarea, la suma detiempos de tareas posteriores a ella. A continuación se procede a or-denar las tareas de mayor a menor peso. Por ejemplo, el peso de laactividad 12 es la suma de los tiempos de las actividades 12, 15, 16,17, 18, 19, 20, 21, 22 y 23. Otro ejemplo, el peso de la actividad 6 esla suma de tiempos de las actividades 6, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17,18, 19, 20, 21, 22 y 23 (Tabla 4.2).

NME

Ti

TT i= = ≈

∑ 1267°°250°°

= 5,1 6 estaciones




Orden Peso N.o de Tiempo Precedentessegún (Wi) Tarea Tarea Dmh(°°) inmediatasWi

1 1.067 1 Aprov. Cubierta 8 —

2 1.059 2 Conex. Regleta 143 1

3 916 3 Girar cubierta 5 1-2

4 782 7 Premontaje T. 200 — 5 740 5 Perno T. horiz. 158 3

6 598 6 Resortes foco 107 3

7 582 8 Montaje T. 23 5-7

8 579 4 Separador T. 64 3

9 559 9 Conex. T. 44 8

10 515 10 Junta goma 24 9-411 419 12 Foco 2 en cubierta 29 10-6

12 414 11 Foco 1 en cubierta 24 10-6

13 414 13 Foco 3 en cubierta 24 10-6

14 414 14 Foco 4 en cubierta 24 10-6

15 390 15 Cubierta en giratorio 7 11-12-13-14

16 383 16 Montar tapa cristal 125 1517 258 17 Conex. prueba 17 16

18 241 18 Prueba 142 17

19 99 19 Descx. prueba 5 18

20 94 20 Coger Embalaje 17 19

21 77 21 Etiqu. Cristal 7 20

22 70 22 Etiqu. Cubierta 10 2123 60 23 Embalar 60 22

Tabla 4.2. Relación de pesos Wi y ordenación de las actividadessegún dichos pesos.




La solución a la aplicación del algoritmo de Heguelson y Birniese encuentra en la Tabla 4.3.

Puesto Tiempo Tareas Tarea Tiempode trabajo disponible candidatas asignada acumulado

trabajo °° (Peso, Tiempo) Dmh (°°)

250 1(1.067,8) 1 87(782, 200)

2422 (1.059, 143)

2 1511 7 (782, 200)

99 3 (916, 5) 3 156

94 4 (579, 64) 4 220

30 —

7(782, 200)250 5 (740, 158) 7 2002

6 (598, 107)

50 —

250 5 (740, 158) 5 1586 (598, 107)

3 92 8 (582, 23) 8 181

69 9 (559, 44) 9 225

25 10 (515, 24) 10 249

1 —

250 6 (598, 107) 6 107

12 (419, 29)143 11 (414, 24) 12 13613 (414, 24)14 (414, 24)

11 (414, 24)4 114 13 (414, 24) 11 160

14 (414, 24)

90 13 (414, 24) 13 18414 (414, 24)

66 14 (414, 24) 14 208

42 15 (390, 7) 15 215

35 —

Tabla 4.3. Solución al equilibrado mediante el algoritmo de Heguelsony Birnie.




Puesto Tiempo Tareas Tarea Tiempode trabajo disponible candidatas asignada acumuladotrabajo °° (Peso, Tiempo) Dmh (°°)

250 16 (383, 125) 16 125

5 125 17 (258, 17) 17 142

108 —

250 18 (241, 142) 18 142

108 19 (99, 5) 19 147

103 20 (94, 17) 20 164

6 86 21 (77, 7) 21 171

79 22 (70, 10) 22 181

69 23 (60, 60) 23 241

9 FINAL

Tabla 4.3. Solución al equilibrado mediante el algoritmo de Heguelsony Birnie (continuación).

La solución a la aplicación del algoritmo de Boctor se encuentraen la siguiente tabla:

Puesto Tiempo Tareas Tiempode disponible candidatas Regla Tarea acumulado

trabajo °° (Peso, tiempo)aplicada asignada Dmh(°°)

2501(1.067,8)7(782, 200)

R2 7 200

150 1 (1.067, 8) R0 1 208

42 —

250 2 (1.059, 143) R0 2 143

2107 3 (916, 5) R0 3 148

102 4 (579, 64) R0 4 21238 —

Tabla 4.4. Solución al equilibrado mediante el algoritmode Boctor.




Puesto Tiempo Tareas Tiempode disponible candidatas Regla Tarea acumuladotrabajo °° (Peso, tiempo)

aplicada asignada Dmh(°°)

2505 (740, 158)

R2 5 1586 (598, 107)

392 8 (582, 23) R0 8 181

69 9 (559, 44) R0 9 225

25 10 (515, 24) R0 10 249

1 —

250 6 (598, 107) R0 6 107

12 (419, 29)

14311 (414, 24)

R4 12 13613 (414, 24)14 (414, 24)

11 (414, 24)4 114 13 (414, 24) R4 11 160

14 (414, 24)

9013 (414, 24)

R4 13 18414 (414, 24)

66 14 (414, 24) R0 14 208

42 15 (390, 7) R0 15 215

35 —

250 16 (383, 125) R0 16 125

5 125 17 (258, 17) R0 17 142108 —

250 18 (241, 142) R0 18 142

108 19 (99, 5) R0 19 147

103 20 (94, 17) R0 20 164

6 86 21 (77, 7) R0 21 171

79 22 (70, 10) R0 22 181

69 23 (60, 60) R0 23 2419 FINAL

Tabla 4.4. Solución al equilibrado mediante el algoritmode Boctor (continuación).



En ambos equilibrados la eficiencia ha sido del:

Y el tiempo muerto de la línea sería para ambos casos de:

Ejemplo de mejora mediante equilibrado intuitivo.

En el ejemplo que hemos desarrollado en el epígrafe 4.3.1.3, re-sultaría posible efectuar las siguientes mejoras a la solución aportadapor el algoritmo de Boctor para obtener un mejor equilibrado de lascargas de cada puesto y aumentar la productividad:

La tarea 10 puede pasar del Puesto 3 al Puesto 4

Las tareas 14 y 15 pueden pasar del Puesto 4 al Puesto 5

El tiempo de ciclo puede pasar de 250°° a 241°°

De este modo el resultado quedaría modificado tal como apareceen la Tabla 4.5.

CRONOGRAMA Y DIAGRAMA DE EQUILIBRADO DEL EJEM- PLO EXPUESTO

Veamos en la Figura 4.3 el diagrama de equilibrado para las so-luciones aportadas en la Tabla 4.5 para poder comparar el nivel decarga que soporta cada puesto en cada solución.

TM N Tc Tii

= ⋅ − = − =∑ 1500 1267 233°°

ETi

N Tci(%) , %=⋅

=⋅

=∑ 1267250 6

84 5





Tabla 4.5. Tabla comparativa de tres equilibrados. Nótese que en últimocaso el Tc es de 241°°, mientras que en los dos anteriores es de 250°°.

Puesto Tareas TD Puesto Tareas TD Puesto Tareas TD

P1 1,2,3,4 30 P1 7,1 42 P1 7,1 33

P2 7 50 P2 2,3,4 38 P2 2,3,4 29

P3 5,8,9,1 1 P3 5,8,9,1 1 P3 5,8,9 160 0

6,12,11 6,12,11

P4 , 35 P4 , 35 P4 6,10,11 3313,14,1 13,14,1 , 12,135 5

P5 16,17 108 P5 16,17 108 P5 14,15,1 686,17

18,19,2 18,19,2 18,19,2P6 0,21,22 9 P6 0,21,22 9 P6 0,21,22 0

,23 ,23 ,23

Heguelson y Birnie Boctor Boctor mejoradointuitivamente

Diagrama de equilibrio

H & B

Boctor

Mejorado

Puestos

C a r g a

( % )

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0P1 P2 P3 P4 P5 P6

Figura 4.3. Diagrama de equilibrado para la solución obtenida por los métodosde Heguelson y Birnie, de Boctor y de Boctor mejorado intuitivamente.




En la Figura 4.4 vemos el cronograma de los 3 primeros puestosde trabajo diseñados.

Figura 4.4. Cronograma de los tres primeros puestos de trabajo del equilibradode montaje de vitrocerámica por Boctor mejorado.

El cronograma completo incluiría los seis puestos de trabajo, así como el instante de inicio y final de las tareas automáticas. Asimismocabe destacar que el tiempo dentro de cada puesto de trabajo es cí-clico, por lo que una vez agotado el último segundo de un ciclo se en-laza automáticamente con el primer segundo del ciclo siguiente sin

interrupción.A las soluciones iniciales se pueden proponer mejoras, por ejem-plo, la Tarea 1 «Aprov. de cubierta», que ahora se realiza en el pues-to de trabajo 1, y que tiene una duración de 8°° puede realizarsetambién en el puesto de trabajo 2 (sin repercusión para el equilibra-do). La decisión final dependerá de la forma de aprovisionar las cu-biertas, así como de la naturaleza de los movimientos necesariospara trasladar los elementos aprovisionados del puesto 1 al puesto 2.

Una vez finalizado el diseño del equilibrado, nuevos problemasde diseño acontecerán a nuestro caso, por mencionar algún ejemplocitaremos el problema de layout o distribución en planta, o el proble-ma de aprovisionamientos de materias primas y recogida de produc-to acabado. Este tipo de problemas serán tratados en el Capítulo 5 dela presente obra, aunque nos permitimos avanzar una solución para elcaso de estudio.

Una posible distribución en planta para realizar este proceso

productivo sería una distribución en célula U . Véase Capítulo 5,apartado 5.5. A continuación se muestra esta disposición en las Fi-guras 4.5 y 4.6.




Figura 4.5. Distribución en planta de la célula de fabricación de placas devitrocerámica.

Figura 4.6. Perspectiva de la célula de fabricación de placas de vitrocerámica.



4.3. EQUILIBRADO Y SINCRONIZACIÓN DE PROCESOS

Como hemos adelantado en la introducción de este capítulo, la fa-

bricación de un producto requiere, en general, de procesos consecu-tivos de diferente tipología. Varios de estos procesos se suelen agru-par en una fábrica dando lugar a un flujo productivo que no es sino elmovimiento físico del producto dentro de los procesos.

En este apartado vamos a analizar la problemática de cómo equi-librar y sincronizar los procesos para conseguir una producción en flujo, según el enfoque de la producción ajustada.

De una forma simplificada podemos decir que la producción en flujo consiste en ser capaz de producir siguiendo el ritmo del cliente,de forma regular, continua, sin generar stock intermedio y sin desa-provechar recursos (maquinaria, espacio, personal...).

Conseguir la producción en flujo requiere:

• Producir en flujo tirado siguiendo el ritmo del cliente.

• Tensar el flujo, reduciendo el nivel de stock en curso generado.

4.3.1. Equilibrado de capacidad: condición necesariapero no suficiente

Dentro del flujo productivo, los diferentes procesos se enlazan en-tre sí formando enlaces cliente-proveedor. De esta manera el procesoanterior es el proveedor del siguiente proceso (que es su cliente) y así

sucesivamente hasta llegar al cliente final.Bajo esta perspectiva el flujo productivo es una especie de cade-

na de cuyo extermo final (cliente) «tira», y en la que los distintos es-labones tiran unos de otros de forma más o menos eficiente.

Este es el fundamento simplificado de lo que se conoce comoproducción en flujo tirado, que consiste en ser capaz de producir entodo momento lo que nuestro cliente (el proceso posterior) demanday en el instante en que lo demanda.

Para conseguir que la producción en flujo tirado sea posible, esnecesaria una adecuada planificación de la capacidad productiva, de




manera que todas y cada una de las instalaciones puedan abastecer exactamente la demanda de su/s cliente/s. En otras palabras, deben te-ner capacidad suficiente para suministrar las cantidades demandadas

en el tiempo demandado.Cuando todos los procesos que intervienen en un proceso pro-

ductivo tienen capacidades iguales y ajustadas a la demanda delcliente final, decimos que el proceso está perfectamente equilibrado(concepto similar al del equilibrado de una línea de producción).

El equilibrado en capacidad de los procesos es una condición ne-cesaria para la producción en flujo, pero no es suficiente:

• Necesaria porque si la capacidad está desequilibrada se gene-rarán stocks intermedios o de producto acabado, o se infrauti-lizarán las instalaciones.

• No es suficiente porque, como veremos a continuación, en fun-ción del diseño de los procesos y del tipo de procesos que seenlazan, podemos generar stocks intermedios considerables.

4.3.2. Proceso y stock en curso

El stock que podemos encontrar en el sistema productivo se sue-le clasificar, de modo general, en tres tipos:

• Stock de materias primas: formado por las materias primas ocomponentes a la espera de ser procesados.

• Stock de producto acabado: compuesto por productos total-mente terminados a la espera de ser enviados al cliente.

• Stock en curso: se puede definir como la cantidad de productosemielaborado que se acumula entre los procesos.

Las causas del stock de materias primas y de producto acabadosuele estar en el diseño de la cadena logística, por lo que no nosocuparemos de ellos en este capítulo.

Las causas del stock en curso pueden ser de diversa índole. Al-gunas de las más importantes son:




• Tecnología. Se debe a que la tecnología de producción necesi-ta unos tiempos de procesado o de espera, como por ejemplo elsecado de una cola o pintura, o una comprobación funcional.

• Diferencia de capacidades. Se debe al enlace de dos procesoscon diferentes capacidades o requerimientos de funcionamien-to. Un ejemplo sería el de un horno que debe funcionar las 24horas del día (debido a los enormes costes de puesta en marcha)enlazado con el proceso siguiente que solo requiere, por ejem-plo, 16 horas.

• Sincronización entre procesos de naturaleza distinta. Se genera

debido al enlace de dos tipos diferentes de procesos (recordar elapartado 3.3.3 de la presente obra). Un ejemplo habitual esel de una prensa rápida que produce en grandes lotes y ali-menta a varios procesos posteriores. Incluso si la capacidadde la prensa está equilibrada con la demanda de los procesosposteriores, la producción en grandes lotes generará un granstock intermedio.

• Tiempos de preparación elevados. Cuando el tiempo de cambio

de serie es elevado resulta frecuente minimizar el número decambios a realizar. De este modo se suele aumentar la produc-tividad de la máquina a costa de elevados stocks intermedios,que se encuentran después de la misma al producir en grandeslotes o en flujo empujado.

• Diseño del proceso. Cuando el proceso se diseña para funcionar mediante stocks intermedios. Un ejemplo sería un taller deconfección de puestos aislados donde cada puesto se suministra

y genera a su vez un lote de producto semielaborado. Otroejemplo sería un proceso con una distribución en planta «por procesos» (véase Capítulo 5 de la presente obra) que obliga aproducir por lotes.

4.3.3. Sincronización de procesos

Como hemos visto, la producción en flujo requiere como primer paso la producción en flujo tirado, que a su vez tiene como condiciónnecesaria un equilibrado de las capacidades de los procesos que ase-




gure que cada proceso puede abastecer a su/s cliente/s. No obstante,incluso una vez logrado un equilibrado, el enlace de los distintosprocesos puede generar stocks intermedios.

El stock interno de los propios procesos suele responder a tiempostecnológicamente necesarios en el desarrollo del proceso, como tiem-pos de secado, estabilización, compactado, enfriado, cocción, com-probación u otros. Por tanto, poder reducirlos requiere cambios más omenos profundos en la tecnología empleada y a veces el producto(por ejemplo, utilizar una cola de secado más rápido). Sin embargo, lamayor parte del stock intermedio se suele generar en el enlace de dosprocesos consecutivos y se suele deber a la mala sincronización entre

ambos.En el ejemplo ilustrativo que se desarrolla a continuación se van a

analizar los casos más frecuentes de sincronización de procesos, losproblemas que presentan y sus soluciones posibles.

4.3.4. Ejemplo ilustrativo

Para ilustrar los conceptos expuestos vamos a emplear un ejemploreal, ya mencionado en la introducción del capítulo, aunque simpli-ficado para facilitar la comprensión: la producción de un faro anti-niebla de un automóvil.

En particular vamos a suponer una fábrica donde se producen 10tipos diferentes de faros antiniebla con reflector de chapa, bajo unademanda total de 960 unidades/hora (indistintamente del tipo solici-tado por el cliente).

• El proceso productivo parte de la chapa laminada en bobinas.Estas bobinas son colocadas en un dispositivo de alimentaciónautomática de una prensa progresiva de embutición en 5 pasosque conforma el reflector de chapa. Cada reflector requiere un

juego de matrices diferentes para ser producido, con un tiempode cambio de matriz asociado de 1,5 horas.

• Tras la embutición, los reflectores son colgados de 4 en 4, en

un soporte unido a una cadena suspendida, que se mueve a ve-locidad constante por un túnel de fosfatado, donde se limpianlos reflectores de aceite.





• A continuación, mediante una transferencia manual, los reflec-tores son colgados de uno en uno en otra cadena que circula por una cabina a velocidad constante, donde las unidades son bar-

nizadas con pistolas automáticas.• Después, mediante una transferencia automática pasan a colgar

de otra cadena que, a velocidad constante, introduce los re-flectores en un horno donde el barniz se cuece, enfriándosedespués a temperatura ambiente.

• En el siguiente proceso los reflectores son descolgados ma-nualmente para ser aluminizados en unas campanas de metali-

zado de alto vacío.• Finalmente, una vez metalizados, los reflectores son ensam-

blados manualmente en líneas de producción a los demás com-ponentes para configurar el faro final

En la Figura 4.7 puede verse un esquema con el proceso produc-tivo descrito.

Linea 1

Fosfatado

Barnizado

Metalizado

M.P.

Embutición

P.A.

HorneadoSecado

Linea 2Linea 3Linea 4Linea 5Linea 6Linea 7Linea 8

Figura 4.7. Circuito del proceso de fabricación de un reflector para un faro.

En la Tabla 4.6 se encuentra el resumen de los datos de que sedispone para caracterizar los procesos enunciados más anterior-mente.




A partir de estos datos debemos hacer un diagnóstico del sistemaproductivo desde la perspectiva de la producción en flujo y reco-mendar mejoras. Para ello proponemos el siguiente método:

1. Comprobar el equilibrado en capacidad del sistema, identifi-car cuellos de botella.

Proceso Descripción Tipo Parámetros productivos

Materia Rollo de chapa Stock Longitud: 1000mPrima Rendimiento: 0,2/unidad

1 golpe cada 3 s.Embuti- Embutición en prensa Lotes Cambio de matrices: 1,5 hción progresiva de 5 pasos continuos 10% tiempo para cambios

matrices

Proceso químico para Velocidad arrastre: 60 m/heliminar la grasa. Parábolas Distancia entre ganchos:

Fosfatado colgadas en ganchos Velocidad 0,3 m

arrastrados por una cadena constante Unidades por gancho: 4de avance a velocidad Longitud cabina fosfatado:constante 30 m

Velocidad 300 m/h.Pintado mediante pistolas

VelocidadDistancia ganchos:0,3 m

Barnizado automáticas dentro de unaconstante

Unidades por gancho: 1.cabina aislada Longitud cabina pintado:

10 m

Velocidad 300 m/h.

Cocción continua en un Velocidad Distancia ganchos: 0,3 mHorneado horno a temperaturaconstante Unidades por gancho: 1constante

Tiempo de horno: 60 min.

Enfriado de la parábola aVelocidadEnfriado temperatura ambiente paraconstante

Tiempo enfriado: 30 mpermitir su manipulación

Metalizado por vaporizaciónLotes

Capacidad campana: 120 un.Metalizado de aluminio en campanas de

periódicosTiempo de ciclo: 20 minutos

alto vacío N.o campanas: 3

Ensam- Célula en U manual con una Unidad por Tiempo de ciclo: 30 sblaje fase robotizada unidad Número de líneas: 8

Producto Faros acabados en embalajeStock Contenedores con 200 farosacabado final

Tabla 4.6. Esquema del proceso productivo




2. Estudiar el stock intermedio que genera cada proceso en fun-ción de sus particularidades.

3. Estudiar el stock intermedio que se genera en los enlaces entreprocesos y proponer acciones para mejorar la sincronización.

PASO 1. Analizar el equilibrado.

Para ello podemos construir una tabla como la 4.7, con las capa-cidades de cada uno de los procesos productivos.

Proceso Parámetros productivos Tiempo Capacidadciclo (s) (u/h)

1 golpe cada 3 s.Embutición Cambio de matrices: 1,5 h 3 1.080 (*)

Tiempo para cambios: 10%

Velocidad arrastre: 60 m/h

Fosfatado Distancia entre ganchos: 0,3 m 4,5 800

Unidades por gancho: 4Longitud cabina fosfatado: 30 m

Velocidad 300 m/h.

Barnizado Distancia ganchos:0,3 m. 3,6 1.000Unidades por gancho: 1.Longitud cabina pintado: 10 m

Velocidad 300 m/h.

Horneado Distancia ganchos: 0,3 m 3,6 1.000

Unidades por gancho: 1Tiempo de horno: 60 min

Enfriado Tiempo enfriado: 30 m 3,6 1.000

Capacidad campana: 120 un.Metalizado Tiempo de ciclo: 20 min 10 1.080 (**)

Número de campanas: 3

EnsamblajeTiempo de ciclo: 30 s 30 960 (**)Número de líneas: 8

(*) Recordar que el 10% del tiempo se emplea en cambio de matrices.(**) Recordar que hay 3 campanas y 8 líneas.

Tabla 4.7.



Una vez construida la tabla de capacidades podemos observar que:

• La demanda del cliente final es de 960 unidades por hora.

• Todos los procesos son capaces de suministrar más de 960unidades por hora, a excepción del fosfatado.

• Los procesos (salvo el fosfatado) se consideran sobredimen-sionados.

En conclusión: este proceso nunca podrá cubrir las demanda delcliente y es necesario hacer mejoras.

Este es un caso muy apropiado para utilizar los principios de lateoría de las limitaciones (TOC, véase Capítulo 1), identificando elcuello de botella e intentando suprimirlo.

En este ejemplo el cuello de botella es el proceso de fosfatado.Sin entrar en los detalles del proceso, las posibilidades para elimi-narlo serían las siguientes:

• Aumentar la velocidad de la cadena y consiguientemente lalongitud del túnel de fosfatado. Esta opción requiere inversiónelevada y más espacio.

• Aumentar el número de ganchos disminuyendo la distanciaentre ellos. Esta opción requiere una inversión moderada, perono sabemos si es compatible con el proceso (que quizá requie-ra esta separación mínima).

• Ampliar el gancho para colgar más unidades por gancho. La in-versión sería moderada pero habría que comprobar la geometríadel proceso.

La más factible y económica de todas parece la tercera opción, yaque basta con colgar 5 parábolas por gancho en lugar de 4 para que elproceso tenga una capacidad de 1.000 ud./hora. Supondremos queesta opción es técnicamente viable y usaremos la capacidad corregi-da del proceso de fosfatado para continuar nuestro análisis.

Como observación final, cabe hacer notar que hemos utilizado uncálculo de capacidades general. Hemos calculado una capacidad me-





dia que no siempre corresponde con la capacidad puntual de los pro-cesos en un momento dado. Por ejemplo, la prensa trabajará a una ca-pacidad de 1.200 ud/h cuando funciona y de cero ud/h cuando cambia

de matrices.Estas situaciones de detalle en la sincronización de dos procesos

pueden generar también stocks intermedios y es necesario tenerlas encuenta cuando se hace este primer análisis global.

PASO 2. Stock en curso que genera cada proceso.

Los procesos necesitan de unas mínimas unidades en procesopara poder funcionar (en el límite solo una, pero siempre una al me-nos). El número de unidades mínimo para funcionar depende deltipo del proceso y tecnología que se utilice.

Vamos a analizar este stock en curso para nuestro ejemplo. Véa-se la Tabla 4.8.

Este stock en curso es generado por la propia tecnología emplea-

da en el proceso, reducirlo requeriría modificaciones importantes enel modo como los procesos se desarrollan.

Algunas cambios de proceso a investigar para intentar reducir este stock en curso serían:

• Modificar el proceso químico de fosfatado para intentar acele-rarlo.

• Aumentar la temperatura de cocción para poder acortar elhorno.

• Acelerar el enfriado de las parábolas mediante ventilación for-zada o incluso refrigeración.

PASO 3. Sincronización de los procesos.

Hasta aquí hemos visto el stock generado por el propio proceso.Vamos a analizar ahora el generado en los diferentes enlaces y suscausas.




Proceso Parámetros Causa del Stock en Curso Cantidad

productivos media1 golpe cada 3 s.Cambio de matri Embutición progresiva de 5

Embutición ces: 1,5 h- pasos, por tanto 5 unidades 510% tiempo para en proceso permanentementecambios matrices

Velocidad arrastre:60 m/hDistancia entre En la cadena de fosfatado de

Fosfatado

ganchos: 0,3 m 30 m hay un stock dinámico

500Unidades por permanente de parábolasgancho: 5 colgadas en proceso.Longitud cabinafosfatado: 30 m

Velocidad 300 m/h.Distancia ganchos: En la cabina de pintura de0,3 m. 10 m hay un stock dinámicoBarnizado Unidades por hay un stock dinámico 34gancho: 1 en proceso.Longitud cabina

pintado: 10 mVelocidad 300 m/h.Distancia ganchos:0,3 m Dentro del horno hay

Horneado Unidades por permanentemente una cantidad 1.000gancho: 1 de faros en proceso de cocciónTiempo de horno:60 min.

Enfriado Tiempo enfriado: Stock dinámico de enfriado 50030 min.

Capacidad campana:

Metalizado120 un. Dentro de la campana hay

120Tiempo de ciclo: siempre un lote en proceso.20 min.

Como mínimo en las línea de

Células Tiempo de ciclo:30s producción habrá una unidad40Número de líneas: 8 por estación. Supondremos

5 estaciones

TOTAL (unidades) 2.199

Stock en tiempo de proceso2h 20m(aprox.)

Tabla 4.8. Análisis del stock en curso



1. Carga de materia prima en la prensa.

Utilizamos un rollo de chapa de 1.000 m a partir del cual se pue-

den producir 5.000 unidades (rendimiento: 0,2 m por unidad).Este rollo se carga íntegro en la prensa y por tanto genera un

stock medio de 2.500 unidades.

2. Prensa de embutición-fosfatado.

La prensa de embutición es un proceso por lotes continuos. El ta-maño del lote está ligado a la existencia de un cambio de serie de 1,5horas y a la condición de que no se emplee más del 10% del tiempoen cambios de serie.

Ello implica que el tiempo de producción de un lote deberá ser deaproximadamente 15 horas. Traducido a unidades (Tc=3s) quieredecir que un lote tendrá 18.000 unidades.

Es decir, produciremos 18.000 unidades en unas 15 horas, peroesas unidades serán consumidas mucho más lentamente debido aque la demanda final es mucho menor.

Sin entrar en más detalles, en esta situación será bastante comúnque se genere un stock intermedio de, como mínimo, 1 lote de pro-ducción... ¡para cada faro diferente!

¿A qué se debe este stock? En este caso a un tiempo de cambio deserie excesivo.

3. Fosfatado-pintado-horneado-secado.

Estos enlaces entre procesos a velocidad constante no gene-ran ningún stock intermedio debido a que están perfectamentesincronizados: todos tiene exactamente la misma capacidad y lastransferencias, ya sean manuales o automáticas, se realizan sinretrasos.

Obsérvese que este proceso seguramente trabajará también por lo-tes, procesando una cantidad determinada de la misma parábola toda

seguida. No obstante, como no parecen ser necesarios ajustes en lasinstalaciones para pasar de una a otra, la flexibilidad es total y en elextremo podríamos colgar una parábola de cada tipo.





4. Secado-metalizado.

Nos encontramos aquí con un enlace entre un proceso de veloci-dad constante (secado) y uno de lotes periódicos (metalizado), más omenos equilibrados en capacidad.

No obstante, para poder alimentar el proceso por lotes periódicos,debemos configurar primeramente un lote completo. Es decir, siem-pre habrá un lote configurándose por cada campana, lo que implicaun stock medio mínimo de 120*3/2 = 180 ud.

5. Metalizado-ensamblaje.

Nos encontramos aquí con un enlace entre un proceso por lotesperiódicos y un proceso unidad por unidad que además está desequi-librado en capacidad.

El proceso por lotes periódicos genera un lote todo de una vez, loque por su propia naturaleza genera un stock intermedio.

No obstante, si deseamos sincronizar el ensamblaje en flujo tira-do con el metalizado, necesitaríamos un stock intermedio de cada una

de las referencias fabricadas. Sin entrar en más detalles sobre el di-seño de este stock, que no es el objeto del presente ejemplo, podemosdecir, en una primera aproximación, que será necesario como mínimoun stock medio equivalente a un lote completo de cada producto fa-bricado.

A partir del análisis hecho vamos a construir un diagrama de proceso (véase Capítulo 3 para más detalles) donde se muestran lascapacidades y stocks en curso generados por este proceso productivo

(Tabla 4.9).A continuación vamos a comparar los tiempos característicos del

proceso productivo tal y como se definieron en el Capítulo 3:

Tiempo de ciclo: 30 segundos.

Tiempo de proceso: 2 h 20 m.

Tiempo de flujo: 195 horas.

Interpretando los datos podemos decir que tenemos un proceso re-lativamente rápido (30 segundos de tiempo de ciclo) y ágil puesto que




Proceso Tipo Capacidad Stock Observaciones(Ud/hora) (Ud.)

Stock materiaprima y alimenta- NA 2.500ción automática

Embutición pro- 1.080 5gresiva

Stock de parábo- NA 180.000las

Fosfatado ytransferencia 1.000 500manual

Barnizado ytransferencia 1.000 34automática

Horneado 1.000 1.000

Enfriado 1.000 500

Descolgado ycreación del lote NA 180

Se consideran 3 cam-Metalizado 1.080 600 panas funcionando

simultáneamente

Stock de 120 unidades

Stock Metalizado NA 120 por cada uno de los10 faros diferentes

Se consideran 8 líneas

Ensamblaje 960 25 con 5 puestos por líneafuncionando simultá-neamente

Stock productoacabado NA 1.000

TOTAL (unidades) 188.144Tiempo de flujo (en horas de consumo) 195

Tabla 4.9. Descripción del proceso con capacidades y stocks en cursode las operaciones



podemos procesar una unidad completa en tan solo 2 horas, sinembargo el diseño del sistema en su conjunto genera un tiempo de flujo y un stock en curso muy elevado. La causa no es un mal equili-

brado de las capacidades sino la sincronización de los procesos y enparticular la sincronización del proceso de embutición con el de fos-fatado.

Esta mala sincronización se debe a la existencia de un cambio deserie elevado (1,5 horas) en relación con el tiempo de ciclo del propioproceso (3 segundos).

4.3.5. Conclusiones

La producción en flujo requiere que los procesos que intervienenen el proceso productivo estén equilibrados y sincronizados.

Diremos que los procesos están equilibrados cuando sus capaci-dades son iguales y ajustadas a la demanda del cliente (concepto si-milar al del equilibrado de una línea de producción).

Diremos que dos procesos están sincronizados cuando enlazanuno con el otro sin generar stock intermedio.

Para conseguir la producción en flujo son necesarias dos eta-pas:

• Conseguir la producción en flujo tirado.

• Tensar el flujo, mediante la reducción del stock en curso gene-rado.

La tensión del flujo se consigue:

• Mejorando el equilibrado de procesos.

• Mejorando la sincronización entre procesos.

• Mejorando los procesos en sí mismos, reduciendo tiempos detrabajo y de esperas.




5.1. INTRODUCCIÓN

5.1.1. Objetivo

La distribución en planta constituye el marco general donde se de-sarrollan los procesos de producción. Así pues, tendrá una importan-te influencia en la utilización de recursos, procesos de fabricación,mecanismos de control y costes de producción.

La distribución en planta persigue optimizar la ordenación de lasmáquinas, personas, materiales y servicios auxiliares de manera queel valor añadido por la función de producción sea máximo. De esteobjetivo se desprenden los siguientes subobjetivos:

• Minimizar el manejo de materiales para que el tiempo de trans-porte interno sea mínimo por, al menos, dos razones:

1. Reducir los costes de movimiento de materiales, ya que seutilizan máquinas y personas para realizar esta actividad;

3. Disminuir las pérdidas en los productos sensibles al trans-porte, ya que cuanto más se transportan los productos másdeterioros se van a producir.

• Utilizar el espacio disponible de la mejor forma posible, y engeneral, minimizando el destinado a cada distribución.

5Distribución en plantadel sistema productivo

143



• Tratar de realizar la distribución atendiendo a las característicaspsicosociales y de seguridad de los trabajadores.

• Alcanzar cierto grado de flexibilidad en el proceso productivopara poder adaptarse con facilidad a los cambios del entorno.

Las instalaciones deben tener, en términos generales, un adecua-do equilibrio entre la prestación de un servicio fácil y rápido, de unlado, y un flujo eficiente de materiales e información para las opera-ciones internas, de otro.

En general, y aunque parezca excesivamente sencillo, una buenadistribución en planta de un proceso de producción tratará esencial-

mente de lograr una implantación eficiente y equilibrada del mismobasada en:

• Mínimo espacio ocupado.

• Mínimo recorrido de materiales y personas.

• Máxima comodidad para las personas.

• Máxima flexibilidad de las configuraciones.

5.1.2. Tipos de distribución en planta

Existen cuatro diseños básicos de disposición del proceso de pro-ducción: por proceso o funcional, por producto o en cadena, celular yde puesto fijo.

La producción con disposición orientada al proceso está basada enuna distribución en planta de los elementos productivos que tiende aagruparlos por su afinidad funcional y operativa (así se dispondrán jun-tas, en un «taller», las máquinas y herramientas de naturaleza similar,tales como tornos, fresadoras, mandrinadoras, etc.). En esta distribu-ción el producto tendrá que efectuar un recorrido más o menos com-plejo en función de las operaciones a que deba ser sometido.

El polo opuesto en cuanto a distribución del proceso se refiere, lo

tendremos en la disposición en cadena u orientada al producto, en laque los elementos productivos se disponen en la planta en la misma se-cuencia que las operaciones que deben efectuarse sobre el producto y,




por tanto, estará justificada, en principio, a partir de ciertos volúmenesde producción del mismo producto o, como veremos, de productos dela misma familia que tengan una secuencia de operaciones similar.

La producción por producto, en el límite, nos llevará a la pro-ducción continua (cantidad muy grande de un producto que ya no sedistingue individualmente, sino por un flujo, tal como el extrusiona-do plástico o tren de laminado de un metal)

La producción celular es un caso situado entre la producción orien-tada a proceso y a producto. Podemos definir la distribución celular como aquella que agrupa máquinas y estaciones de trabajo en una se-cuencia que genera un flujo continuo de materiales y componentes através del proceso con transportes y esperas mínimos. A esta agrupa-ción, generalmente muy compacta, se la denomina célula de trabajo.

La producción de muy pocas unidades o incluso de una sola,donde además el producto sea voluminoso y complejo, debería orien-tarse a la producción por puesto fijo o cadena de puestos fijos.

La Tabla 5.1 muestra una exposición esquemática comparativa delos tipos mencionado de distribución en planta del proceso de pro-

ducción.

5.1.3. Ventajas de cada tipo de distribución

Ventajas de la distribución por proceso (funcional), para fabrica-ción:

1. Con ella se logra una mejor utilización de la maquinaria, lo

que permitirá reducir las inversiones en este sentido.2. Se adapta a gran variedad de productos, así como a frecuentes

cambios en la secuencia de operaciones.

3. Se adapta fácilmente a una demanda intermitente (variación delos programas de producción).

4. Presenta un mayor incentivo para el individuo en lo que se re-fiere a elevar el nivel de su producción.

5. Con su empleo es más fácil mantener la continuidad de laproducción en los casos de:

DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DEL SISTEMA PRODUCTIVO 145




TIPOS DE PRODUCCIÓNEn cadena

Al producto

Producto es-tandarizado.Volumen de

producciónelevado.Tasa de pro-ducción cons-tante.

Unidad a uni-dad.Línea conti-nua.Misma se-cuencia estan-darizada paracada unidad.

Tareas rutina-rias y repetiti-

vas, altamenteespecializado.Poca cualifi-cación.

Flujo de mate-riales previsi-ble, sistemati-zado y fre-cuentementeautomatizado.

Funcional

Al proceso

Producto va-riado, flexibley personaliza-

do.Volumen deproducciónvariable.Diferentes ta-sas de produc-ción.

Por lotes.Flujo diversi-ficado.Cada productorequiere unasecuencia deoperacionesúnica.

Operarioscualificados

sin una super-visión estricta.Cierto gradode adaptabili-dad.

El tipo y elvolumen de loque se manejay se requierees variable.

Célula

Al producto yal proceso

Volumen deproducciónelevado.

Producto es-tandarizadopero con mu-chas variantesRitmo de pro-ducción varia-ble.

Unidad por unidad, conti-nuo, sin stockintermedio ycon ritmo deproducciónmodificable.

Operarioscualificados

polivalentes ypolicompeten-tes.

Flujo de mate-riales estanda-rizado y plani-ficado.

Posición fija

Itinerante.

Bajo volu-men.A menudo

producto úni-co.Si no es así:línea de pues-tos fijos.

Poco o ningúnflujo.Trabajadores,máquinas ymateriales sedesplazan.

Alto grado deflexibilidad

Asignacionesespecíficasvariables.

Tipo y volu-men variable,a menudo enpoca cantidad

Orienta-ción

Caracterís-ticas delproducto

Flujo delproducto

Cualifica-ción de lostrabajado-res

Manejo demateriales

Tabla 5.1. Comparativa entre los cuatro tipos de distribución en plantadescritos




TIPOS DE PRODUCCIÓNEn cadena

Alta rotaciónde materia pri-ma e inventa-rios de traba-

jos en curso.

Utilizaciónadecuada.Ritmo alto deproducciónpor unidad deespacio.

Cortos.

Costes fijosmuy altos.Costes varia-bles bajos.Costes unita-

rios bajos.Envasado debebidas.

Ikea. Túnel delavado.

Funcional

Baja rotación.Inventarios de-tallados de ma-terias primas.

Ritmo de pro-ducción por unidad de es-pacio relativa-mente bajo.Altos requeri-mientos de tra-bajos en proce-so.

Largos.

Costes fijosbajos.Costes varia-bles altos.Costes unita-

rios medios.Taller de eba-nistería.

Agencia tribu-taria.

Célula

Stocks inter-medios nulos.Alta rotaciónde materiasprimas.

Distribucionesmuy compac-tas que utilizanel espacio deforma muy efi-ciente.

Medios-cortos.

Costes fijosbajos.Costes varia-bles bajos.Costes unita-

rios bajos.Ensamblaje defaros.

Pesado de fru-tas en una gransuperficie.

Posición fija

Inventario va-riable, a vecesinmóvil.

Puede ser fac-tible una bajautilización deespacio por unidad de pro-ducción.

Muy largos.

Costes varia-bles elevados.Costes fijosbajos.

Edificio enconstrucción.

Operación qui-rúrgica.

Inventario

Utilizacióndel espacio

Tiemposde ciclo

Coste deproducción

Caso de fa-bricación

Caso deservicios

Tabla 5.1. Comparativa entre los cuatro tipos de distribución en plantadescritos (continuación)



a) Avería de maquinaria o equipo.

b) Escasez de material.

c) Ausencia de trabajadores.

Ventajas de la producción en cadena (producto), para fabricación:

1. Reducción del manejo del material.

2. Disminución de las cantidades de material en proceso, permi-tiendo reducir el tiempo de flujo así como las inversiones en

material.3. Un uso más efectivo de la mano de obra:

a) A través de una mayor especialización.

b) Gracias a una mayor facilidad de entrenamiento (coste in-ferior, menos duración).

c) A través de una oferta más amplia de mano de obra (semi-

especializada y completamente inexperta).4. Mayor facilidad de control:

a) De producción, que nos permitirá estandarizar y especiali-zar fracciones pequeñas del proceso.

b) Sobre los trabajadores, que nos permitirá una más fácilsupervisión.

c) Por reducir el número de problemas interdepartamenta-les.

5. Reduce la congestión y el área de suelo ocupado por pasillos yalmacenamiento de materiales y piezas.

En el trabajo de montaje, por otra parte, la maquinaria gene-ralmente consiste en herramientas de mano o en equipo móvil,todo ello relativamente fácil de trasladar hasta el puesto de traba-

jo; por lo tanto, en una planta de montaje encontraremos frecuen-temente, tanto la distribución por posición fija como la producciónen cadena.




Ventajas de una distribución por posición fija para ensamblaje:

1. Reduce el manejo de la pieza mayor (a pesar de que aumenta

la cantidad de piezas a trasladar al punto de montaje).2. Permite que operarios altamente capacitados completen su

trabajo en un punto y hace recaer sobre un trabajador o unequipo de montaje la responsabilidad en cuanto a la calidad.

3. Permite cambios frecuentes en el producto y en la secuenciade operarios.

4. Se adapta a gran variedad de productos y a la demanda inter-

mitente.5. Es más flexible, al no requerir una ingeniería de distribución

muy organizada ni costosa, ni precauciones contra las inte-rrupciones en la continuidad del trabajo.

Ventajas de la producción en cadena para ensamblaje:

1. Reducción del manejo de piezas hacia el punto de montaje,con menos congestión alrededor del mismo y menos espacioocupado, en concepto de pasillos y almacenaje.

2. Mano de obra menos cualificada.

3. Reducción de las cantidades de material en proceso, permi-tiendo la disminución del tiempo de flujo y de las inversionesen material.

a) A través de la especialización del trabajo.b) Gracias a la facilidad de aprendizaje.

c) Debido a una mayor facilidad de conseguir mano de obra.

4. Una supervisión más fácil, una vez planeada la distribución yorganizados los controles.

Ventajas de la producción celular para ensamblaje:

1. Excelente utilización del espacio. Modularidad.




2. Eliminación del stock en curso (flujo unidad a unidad) y mejora del tiempo de respuesta.

3. Una supervisión muy fácil, control visual de la producción.4. Rápida detección de problemas, orientación hacia la mejora

continua.

5. Flexible: posibilidad de variar el ritmo de producción sin per-der productividad.

6. Aprovechamiento de las mejores cualidades de los trabajado-res. Motivación.

5.2. LAYOUT DEL PUESTO DE TRABAJO

Uno de los objetivos de la distribución en planta es conseguir unaconfiguración cómoda para el trabajador que le evite posibles dañosfísicos y psíquicos, y favorezca la productividad.

Dos principios son fundamentales para conseguir este objetivo:

• Tener en cuenta criterios ergonómicos, desde el diseño delpuesto de trabajo.

• Estandarizar el puesto de trabajo, sus elementos y métodos detrabajo.

En esta sección vamos a profundizar en cómo diseñar puestos detrabajo considerando estos dos principios. Para ello nos vamos acentrar en un tipo particular de puesto de trabajo: el puesto de en-samblaje manual.

Si bien este no es el único puesto de trabajo posible, sí es uno delos más habituales. Su correcto diseño puede evitar serios problemasde salud y tiene un gran impacto en conseguir una buena producti-vidad humana. Además, su correcto diseño es la base para un diseñoergonómico y productivo de las líneas que analizaremos más ade-

lante.




5.2.1. Aspectos ergonómicos

En un sentido amplio la ergonomía es la ciencia que estudia la

adaptación recíproca del hombre y su puesto de trabajo con el objetode crear un entorno de trabajo que proteja al individuo de cualquier tipo de lesión física o psíquica.

En un sentido más restrictivo, podemos decir que uno de los objetivos de la ergonomía es evitar las lesiones producidas en el cuerpohumano por tareas repetitivas o de otro tipo.

En este sentido, diseñar un puesto de trabajo con criterios ergo-

nómicos quiere decir prever los medios para prevenir las lesionesque puedan ocurrir al individuo que lo utiliza en las condicionesdefinidas.

Para diseñar un puesto de trabajo manual es necesario considerar:el tipo de tareas a realizar, su nivel de precisión, la frecuencia con quese repiten, la fuerza física que requieren, la posición del individuo ytambién las dimensiones del individuo.


A. Trabajo pesado: de 73 a 99 cmTrabajo medio: 89 a 114 cmTrabajo de precisión: 101 a 127 cm

B. de –6o a 30o

C. Cantos redondeadosD. 15 cmE. Mínimo 10 cmF. 10 cm de altura, 10 cm de profundidad

NOTA: 1 PULGADA (in) = 2,53 cm

Alturasobre el

suelo(pulgadas)

Alturasobre el

suelo(pulgadas)

ALCANCES. TRABAJOBIMANUAL

ALCANCES. TRABAJOCON UNA MANO

PUESTO DE PIEMedidas relevantes

Figura 5.1. Medidas antropométricas básicas.



La antropometría es una de las disciplinas de la ergonomía queestudia las dimensiones del cuerpo humano ligadas a su motricidad.Sus conclusiones y resultados son de gran utilidad a la hora de dise-

ñar puestos de trabajo que eviten posturas o gestos forzados, incó-modos o peligrosos. El ideal es disponer de estudios antropométricoslo más cercanos posible a la población para la cual se diseña: si sondel personal de la fábrica mejor que si son de la región, del país o delcontinente.

Por desgracia, pocas empresas disponen de medios para llevar acabo estos estudios detallados. Sin embargo, hay en la bibliografía di-versas tablas que pueden ser útiles como referencia y que dan las me-

didas más relevantes del cuerpo humano clasificadas por género,raza o continente.

En el esquema se muestran las medidas antropométricas más re-levantes para el diseño de un puesto de trabajo manual. Son las me-didas relativas a la postura adecuada del individuo y a sus alcancesposibles.

Obsérvese que corresponden a un puesto de trabajo de pie. Esta es

una de las primeras decisiones a la hora de diseñar un puesto de tra-bajo: de pie o sentado. De esta decisión dependerán sus dimensionesfinales.

En general un puesto de trabajo de pie presenta las siguientes ven-tajas:

• Es ergonómicamente más adecuado, ya que evita daños en lacolumna vertebral (un puesto sentado fuerza el área dorsal in-cluso aunque esté muy bien diseñado).

• Permite unos alcances mayores de recogida, lo que favorece unaprovechamiento más eficaz del espacio.

• Permite el movimiento, lo que favorece que una persona puedaocuparse de varios puestos de trabajo si es necesario.

Presenta los siguientes inconvenientes:

• Genera una sensación de más fatiga en la persona, especial-

mente si no requiere movimiento.• Para tareas de gran precisión es poco adecuado.




5.2.2. Propuesta de puesto de trabajo estándar

Una de las claves de la productividad de un puesto de trabajo es la

estandarización. Con ella conseguimos los siguientes beneficios:• Preservamos el «saber hacer» mediante la definición de están-

dares cada vez mejores.

• Facilitamos el aprendizaje y la adaptación rápida de la personaa distintos puestos de trabajo.

• Acortamos el tiempo de diseño de nuevos puestos de trabajo.

Es necesario remarcar que estandarizar no quiere decir uniformar o forzar a que todos los puestos sean exactamente iguales. Estanda-rizar un puesto de trabajo quiere decir crear una serie de elementos fí-sicos estándar que, basados en unos principios comunes, puedanabarcar un amplio rango de configuraciones y posibilidades.

Un buen puesto de trabajo debe respetar al menos los siguientesprincipios:

• Cómodo para la persona que lo usará.

• Compacto: dimensiones reducidas pero suficientes para desa-rrollar la actividad asignada.

• Flexible: fácilmente modificable y reconfigurable.

• Móvil: favorecer la movilidad y el desplazamiento sencillo delos elementos de un sitio a otro.

Convienen no olvidar que un estándar siempre responde a una de-

terminada situación o necesidad, a unas condiciones de contorno. Siesas condiciones de contorno cambian hay que replantearse el están-dar, adaptarlo si es necesario o ampliarlo. Es un grave error intentar forzar la nueva situación a un estándar que puede resultar inadecuado.

A la hora de definir un puesto de trabajo manual hay tres ele-mentos fundamentales a diseñar:

• La mesa de trabajo.

• Los elementos de aprovisionamiento de materiales.• Las herramientas y maquinaria.




La mesa de trabajo es uno de los elementos más importantes.A continuación se decriben algunas consideraciones importantes:

• La altura de la superficie de trabajo debe ser adecuada a la po-sición del cuerpo (sentado o de pie) y al nivel de precisión deltrabajo a realizar.

• Es preferible diseñar una mesa estrecha y profunda. De esta for-ma los puestos de trabajo contiguos quedan cercanos y unapersona se puede encargar de dos si fuera preciso.

• Considerar, en el diseño, los espacios necesarios para colocar elmaterial utilizado en el puesto.

• Poner ruedas para facilitar la movilidad.

El diseño de los elementos de aprovisionamiento es muy impor-tante para favorecer gestos cómodos y eficaces. Las consideracionesa tener en cuenta son:

• Favorecer los gestos de recogida de material pero también losde aprovisionamiento de ese material al puesto y la evacuaciónde desperdicios (cajas vacias, piezas defectuosas...)

• Considerar la autonomía del puesto de trabajo y el tamaño delos materiales y contenedores para dimensionarlos.

• Prever como mínimo dos contenedores de forma que cuandouno se termine no provoque el paro de la actividad.

• Poner ruedas si es necesario para favorecer la movilidad

Las herramientas y maquinaria. Algunas pautas para el diseño son:

• Establecer los elementos de seguridad necesarios para evitar le-siones de las personas que las manejan.

• Situar los elementos que requieren mantenimiento accesibles ycolocados de forma que se puedan ajustar sin tener que inte-rrumpir el trabajo del operador.

• Evitar colocar barreras que impidan el movimiento transversaldel producto.

En la Figura 5.2 se muestra un esbozo de un posible puesto de tra-bajo estándar que recoge algunos de los conceptos expuestos.




Como consideración final, cabe observar que el puesto de trabajoestándar propuesto puede repetirse tantas veces como sea necesariopara configurar una línea de producción estándar.

En particular, para configurar una célula en U (como las definidasen el apartado 5.5) basta repetir este puesto de trabajo estándar tantasveces como sea necesario.


Conexióneléctrica y

neumática con lamesa anterior

y posterior

Iluminación

Soporte central:lateral libres paraaprovisionar

Superficie detrabajo (60 × 60 cm)

Conexioneseléctricas yneumáticas

traseras

Barra reposapiés

Carril deaprovisionamiento

Figura 5.2. Propuesta de mesa de trabajo estándar con un elementode aprovisionamiento estándar.



5.3. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA ORIENTADAA PROCESO

La distribución orientada a procesos se caracteriza por la agrupa-ción de las actividades en secciones que contienen procesos de natu-raleza parecida. El objetivo de la distribución en planta orientada aprocesos consiste en optimizar la posición relativa de unas seccionesrespecto de otras.

El criterio que suele utilizarse para valorar la función a optimizar suele ser el de distancias recorridas por los productos para cumplir suruta de tareas. Previamente se deberán haber tenido en cuenta aspec-

tos relacionados con la ubicación de entradas y salidas, aspectos nor-mativos y de seguridad, así como incompatibilidades de cercanía delas secciones debido a la naturaleza de los procesos. Por ejemplo, se-ría incorrecto situar un almacén de materia prima o producto acabadoen el centro de una planta, pues resulta imprescindible que los alma-cenes tengan acceso directo al exterior para facilitar las operacionesde carga y descarga en los vehículos de transporte. Tampoco seríaaconsejable que una sección de pintura, secado o encolado se situara

cerca de otra sección que desprendiera al ambiente partículas sólidasen suspensión, pues cualquier corriente de aire las transportaría ydepositaría sobre la superficie en fase de secado.

Por los motivos enunciados más arriba, sumados a las particularida-des del problema en cada caso, el diseño de distribución en planta orien-tado a proceso se aleja de ser un procedimiento exacto o automático ysuele consistir en la sucesión de etapas de ensayo y mejora de la solu-ción. No obstante, es ampliamente conocido el método SLP (Systematic

Layout Plannig), el cual sirve de base para el análisis, búsqueda y se-lección de soluciones, y que pasamos a explicar a continuación.

Las etapas que componen el SLP se estructuran según lo expues-to en la Figura 5.3.

Las etapas iniciales hasta llegar al desarrollo de las soluciones seconsideran las etapas de análisis, donde se estructuran los datos deflujo de materiales (cantidades y secuencia de tareas de cada pro-

ducto) para analizar la importancia relativa que tienen unas seccionesrespecto de otras. Asimismo, se tienen en cuenta los requerimientos ylas disponibilidades de espacio para cada sección.




El desarrollo de soluciones es la parte más creativa del proceso,donde se intentará obtener un cierto número de soluciones variadas.Cabe señalar que la solución a un problema de distribución en plantano es única. Las ventajas aportadas por unas y otras soluciones pue-den ser dispares según el criterio escogido.

Finalmente, teniendo en cuenta las limitaciones prácticas y otrosfactores influyentes no considerados hasta el momento se establece-rá una evaluación para cada solución, escogiéndose la más favorable.

Ejemplo:

Para ilustrar la metodología SLP en la resolución de distribucio-nes en planta orientadas a proceso, seguiremos un ejemplo de diseñode un centro comercial. El problema consiste en distribuir de la forma


Flujo demateriales

Relación entreactividades

Diagrama derelaciones

Necesidades deespacio

Espaciosdisponibles

Desarrollo de soluciones

Factoresinfluyentes

Limitacionesprácticas

Evaluación y selección

Figura 5.3. Esquema general del SLP (Systematic Layout Planning).



más eficiente posible, los espacios dentro de un centro autoservicio debricolaje. Para ello se han considerado ocho secciones y se ha di-mensionado el espacio necesario de cada uno:


Sección Superficienecesaria

m2

A. Hall entrada, punto de información 300

B. Fontanería 700

C. Electricidad 300

D. Jardinería 700

E. Albañilería 300

F. Pintura 500

G. Herramientas 400

H. Cajas de pago 400

TOTAL 3.600

Puede observarse que el espacio total previsto para llevar a cabola actividad son 3.600 m2, no obstante, también debe tenerse en cuen-ta, en el momento de determinar la superficie necesaria para cada sec-ción, la superficie destinada a pasillos y espacios de apoyo a la pro-ducción (por ejemplo, zona de lavabos, o espacios de maniobra paralos elementos de manutención o espacios para almacenar stocks demateria prima o en curso). Algunos de los conceptos y métodos apli-cados para el cálculo de la superficie necesaria se tratarán en el apar-tado 5.3.2.

El local que tenemos disponible es de 90 × 40 m, y tiene las en-tradas y salidas de clientes ubicadas en el lado más largo del rectán-gulo (frente a la zona de aparcamiento). El objetivo del análisis con-



siste en estudiar el comportamiento de compra de los clientes y tratar de minimizar las distancias recorridas por ellos.

Condiciones adicionales: la sección D (Jardinería) debe tener acceso al patio trasero que se encuentra en el lado del rectánguloopuesto a las entradas y salidas.

5.3.1. Flujo de materiales: estudio del proceso

Para estudiar el movimiento de materiales deberá partirse de ladescripción del proceso de producción. Concretamente resulta de

gran importancia conocer la secuencia de actividades que sigue cadaproducto y poder establecer las relaciones existentes entre seccionesde acuerdo con la ruta que seguirá cada unidad producida.

Para un mayor detalle sobre las herramientas de descripción y aná-lisis de procesos remitimos al lector al Capítulo 3 de la presente obra.

Ejemplo práctico:

En el caso que estamos estudiando del centro de bricolaje, pode-mos identificar cinco tipos de cliente estándar que acuden con altafrecuencia en una jornada normal; a continuación se describe el cir-cuito (proceso) más habitual que sigue cada tipo de cliente y la fre-cuencia promedio de asistencia de cada tipo de cliente:


Tipo de cliente Secuencia seguidaFrecuencia media

(%)

1. Profesional electricidad A-B-C-G-H 35

2. Profesional albañilería A-E-B-G-H 10

3. Familia estándar A-D-F-H 10

4. Pareja joven A-F-C-H 25

5. Brico-amateur A-C-D-E-G-H 20

Tabla 5.2. Tipos de circuitos y frecuencia



El circuito seguido por cada tipo de cliente viene determinado por el interés particular de cada uno de ellos y no es objeto de optimiza-ción de nuestro problema.

5.3.2. Tabla de relaciones entre actividades

El siguiente paso en el diseño de una distribución en planta es co-nocer las cantidades a producir. Resulta importante disponer de unaprevisión sobre estos datos para un horizonte suficientemente ampliopara poder garantizar que la solución adoptada será conveniente du-

rante este plazo de tiempo. Las cantidades a producir de cada pro-ducto, junto con el diagrama de proceso, establecerá la importanciarelativa que tienen ciertos centros productivos con respecto a otros.Nuestro objetivo será intentar acercar los centros productivos con ma-yor interacción entre sí, y alejarlos de los centros con los que tienenmenor interacción.

Una forma de presentar la información sobre los movimientos demateriales que existen entre los distintos centros productivos es la

matriz de relaciones (Tabla 5.2). Se trata de una matriz simétricadonde las filas indican el centro de origen y las columnas el centro dedestino.

Ejemplo práctico:

Para el ejemplo que vamos a resolver del centro de bricolaje,deberemos encontrar la matriz de relaciones entre cada sección deacuerdo con la frecuencia con que los clientes van de cada sección acualquiera de las restantes. Cabe destacar que en nuestro caso, la re-lación entre secciones es simétrica (ir de la sección « A» a la sección«B» tiene el mismo coste que ir de la sección « B» a la sección « A»).

La matriz de relaciones viene determinada por los procesos y lafrecuencia de los mismos:

Por ejemplo, las relaciones entre A y B vienen determinadas por el profesional de electricidad con una frecuencia de 35.

Las relaciones entre B y E están determinadas por el profesionalde albañilería con una frecuencia de 10.




Y las frecuencias entre G y F están determinadas por el profesio-nal de electricidad, el de albañilería y el brico-amateur (35 + 10 + 20)con una frecuencia total de 65.


A B C D E F G

B 35 B

C 20 35 C

D 10 0 20 D

E 10 10 0 20 E

F 25 0 25 10 0 F

G 0 10 35 0 20 0 G

H 0 0 25 0 0 10 65 H

Tabla 5.3. Matriz de relaciones

5.3.3. Clasificación de las relaciones: diagrama de relaciones

En el método SLP (Systematic Layout Planning) el estudio del

recorrido de los materiales y el de las relaciones entre actividadesconverge en el denominado diagrama de relaciones. El diagramade relaciones incorpora información sobre la importancia relativa deuna sección respecto otra, pero en ningún caso incluye informaciónsobre la superficie necesaria. La importancia relativa indicará laconveniencia de que una sección o centro productivo se encuentrecercano a otra sección o centro productivo según sea el nivel de in-teracción.

Para evaluar la importancia relativa entre secciones puede ha-cerse una clasificación de las relaciones. La clasificación habi-tualmente se realiza en cinco intervalos ( A, E, I , O, U ) siendo su



importancia relativa de mayor a menor (la clasificación A indicamucha interacción entre secciones y por lo tanto una gran impor-tancia relativa). A la clasificación en cinco intervalos se le suele

añadir una sexta clasificación denominada «X» que indica que larelación entre secciones es indeseable (es decir, que se intenteevitar en lo posible la cercanía entre secciones clasificadas como«X»).

A: Absolutamente necesaria.

E: Especialmente importante.

I : Importante.O: Ordinaria.

U : No importante.

X : Indeseable.

Ejemplo práctico:

La clasificación A, E, I , O, U , X, para ejemplo del centro de bri-colaje, se ha obtenido dividiendo el intervalo de valores posibles en-tre cinco categorías, de acuerdo con la siguiente escala:

A: 65 – 50

E: 49 – 35

I : 34 – 20

O: 19 – 5

U : 4 – 0

La clasificación A, E, I , O, U también puede ser cromática sobrela tabla de relaciones.

A partir de la clasificación entre las relaciones se deberá desarro-

llar el diagrama de relaciones. En el caso del ejemplo que se está ex-poniendo, el diagrama de relaciones simplificado se muestra en la Fi-gura 5.4 (se ilustran las relaciones más importantes).




El diagrama de relaciones reúne la información obtenida en eta-pas anteriores y empieza a considerar la posición relativa en el espa-cio del conjunto.


A B C D E F G

B E B

C I E C

D O U I D

E O O U I E

F I U I O U FG U O E U I U G

H U U I U U O A H

Tabla 5.4. Clasificación de las relaciones

Clase A E I O U cromática

E D

B C

A G

F H

AEIOU

Figura 5.4. Diagrama de relaciones simplificado.



Se recomienda empezar a dibujar el diagrama de relaciones si-guiendo el orden de mayor a menor importancia de las relaciones,dibujando entre los centros productivos un número de líneas que

corresponda con la clasificación A, E, I , O, U correspondiente.

5.3.4. Requerimiento de superficie

Cuando se trata de diseñar una nueva distribución en planta para unsistema productivo existente se pueden estimar las necesidades de su-perficie por un procedimiento de extrapolación. También cabe la po-

sibilidad de dibujar un croquis a escala o utilizar plantillas y situarlasen diversas posiciones hasta alcanzar una disposición satisfactoria.

A continuación presentamos un método de ayuda al cálculo de su-perficies en el caso de manufactura; su autor es PPF. Guerchet.

Para cada elemento a distribuir, la superficie total necesaria secalcula como la suma de tres superficies parciales:

• Superficie estática, Ss: es la superficie correspondiente a los

muebles, máquinas e instalaciones.

• Superficie de gravitación, Sg: es la superficie utilizada alrededor

de los puestos de trabajo por el obrero y por el material aco-piado para las operaciones en curso. Esta superficie se obtiene,para cada elemento, multiplicando la superficie estática por elnúmero de lados a partir de los cuales el mueble o la máquinadeben ser utilizados.

Sg

= Ss× N

• Superficie de evolución, Se: es la superficie que hay que reser-

var entre los puestos de trabajo para los desplazamientos depersonal y para la manutención.

Se

= (Ss+ S

g) ( K )

K es un coeficiente que puede variar desde 0,5 hasta 3; se calculacomo una relación entre:




• Las dimensiones de los hombres u objetos desplazados, por una parte.

• El doble de las cotas medias de muebles o máquinas entre lascuales estos se desenvuelven.

He aquí algunos valores de K que han sido obtenidos en casosparticulares y que únicamente se dan a título de ejemplo:


K

Gran industria, alimentación y evacuaciónmediante puente grúa 0,05 a 0,15

Trabajo en cadena, con transportador mecánico 0,10 a 0,25

Textil (hilado) 0,05 a 0,25

Textil (Tejido) 0,50 a 1

Relojería, joyería 0,75 a 1

Pequeña mecánica 1,50 a 2

Industria mecánica 2 a 3

Normalmente, la superficie ocupada por las piezas o los materia-les acopiados junto al puesto de trabajo para la operación en curso noda lugar a una asignación complementaria, ya que está comprendidaen las superficies de gravitación y de evolución. Sin embargo, cuan-do este acopio ocupa una superficie muy grande, como ocurre nor-malmente por ejemplo para la cizalla o la guillotina, conviene au-mentar la superficie asignada al puesto de trabajo calculando aparte,como si se tratara de un almacenaje, la superficie necesaria para esteaprovisionamiento.

Al mismo tiempo, hay que tener en cuenta las superficies reque-ridas para ciertos elementos que no configuran estrictamente sec-



ciones productivas, por ejemplo pasillos, almacenes, muelles de re-cepción y expedición, zona de embalaje, bar, lavabos, zona de apar-camientos, oficinas, etc.

5.3.5. Desarrollo de soluciones

En nuestro caso parece interesante situar un pasillo central que di-vida la planta longitudinalmente y colocar las secciones a ambos la-dos del pasillo central, de modo que ninguna sección invada la zonadestinada al flujo de clientes por el pasillo.

La Figura 5.5 muestra una primera propuesta. El rectángulo des-tinado a cada zona contiene el área requerida en m2. En el centro seexpresa entre paréntesis las coordenadas del centro de gravedad delrectángulo.

También parece interesante situar la entrada y la salida diame-tralmente opuestas, de este modo la circulación natural conduce a vi-


90 m

40 m

y

x

G(10,

.30)

H(10,

.10)

D27'5

., 30

B(80; 30)

F(32'5, 10)

E(52'5,10)

C(67,5,10)

A(82'5, 10)

Figura 5.5. Solución propuesta número 1.



sitar (aunque no entrar) todas las secciones sin ningún esfuerzo adi-cional.

Tomaremos distancias rectangulares (desplazamiento en dirección X , más desplazamiento en dirección Y ) para el caso del ejemplo,pues parece razonable que la disposición de las estanterías genere pa-sillos transversales, paralelos entre sí, y actogonales al pasillo centralde una sección a otra obligaría a realizar un desplazamiento longitu-dinal y otro transversal sobre la planta. Otro tipo de distancia que sepuede utilizar, si no hubiera obstáculos es la distancia euclídea (en lí-nea recta). Se considerará que la distancia recorrida para ir de unazona a otra es entre centros de gravedad (es una simplificación bas-

tante razonable).La matriz de distancias la calcularemos tomando como referencia

el centro de gravedad de la sección (Tabla 5.5).

Por ejemplo, la distancia entre A y B resulta de calcular:

d ( A, B) = (| Xa – Xb| + |Ya – Yb|) = (|82,5-80| + |10-30|) == 22,5 metros.


A B C D E F G

B 22,5 B

C 15 32,5 C

D 75 52,5 60 D

E 30 47,5 15 45 E

F 50 67,5 35 25 20 F

G 92,5 70 77,5 17,5 62,5 42,5 G

H 72,5 90 57,5 37,5 42,5 22,5 20 H

Tabla 5.5. Matriz de distancias entre seccionespara la solución 1



El coste asociado al layout diseñado se expresará en los metrosrecorridos por la suma de personas que acuden diariamente al centro,y se obtendrá de sumar para cada sección la interacción que tiene con

el resto de secciones por la distancia que las separa.La Tabla 5.6 expresa el coste en metros debido a las interacciones

entre secciones dos a dos.


A B C D E F G

B 787,5 B

C 300 1.138 C

D 750 0 1.200 D

E 300 475 0 900 E

F 1.250 0 875 250 0 F

G 0 700 2.713 0 1.250 0 G

H 0 0 1.438 0 0 225 1.300 H

Tabla 5.6. Matriz de coste de desplazamientos (metros acumulados)para la solución 1

El coste total de la solución, resultante de la suma de costes entre

secciones dos a dos es de 15.851 metros/día.

5.3.6. Evaluación y selección

A partir de esta solución inicial podemos intentar encontrar nue-vos diseños, permutando la situación de cada una de las secciones.Consideraremos mejor, aquel diseño que minimice la distancia diariatotal y no incumpla ningún prerrequisito.

Por ejemplo, otra alternativa posible sería permutar las seccionesD y G. La distribución resultante se expone en la Figura 5.6.



Las distancias para este caso se indican en la Tabla 5.7.


90 m

40 m

y

x

B(80,

.30)

G(45,

.30)

H(10,

.10)

F(32'5, 10)

E(52'5,10)

D(17'5,30)

C(67,5,10)

A(82'5, 10)

Figura 5.6. Solución propuesta número 2

A B C D E F G

B 22,5 B

C 15 32,5 C

D 85 62,5 70 D

E 30 47,5 15 55 E

F 50 67,5 35 35 20 F

G 57,5 35 22,5 27,5 27,5 32,5 G

H 72,5 90 57,5 27,5 42,5 22,5 55 H

Tabla 5.7. Matriz de distancias entre secciones para la solución 2



De forma análoga a la primera propuesta, la Tabla 5.8 expresael coste en metros debido a las interacción entre secciones dos ados.


A B C D E F G

B 787,5 B

C 300 1.138 C

D 850 0 1.400 D

E 300 475 0 1.100 E

F 1.250 0 875 350 0 F

G 0 350 787,5 0 550 0 G

H 0 0 1.438 0 0 225 3.575 H

Tabla 5.8. Matriz de coste de desplazamientos (metros acumulados) parala solución 2

El coste total para este segundo diseño es algo mejor que el ante-rior, el coste total en metros/día es 15.755.

Escogeríamos, por tanto, el último diseño a pesar de que la mejora no es substancial. No obstante, cabe recordar que el criterio devaloración de la solución parte de los datos originales de afluencia depúblico y de hábitos de compra de dicho público, por lo que la bon-dad de nuestra decisión se podría ver enormemente afectada por variaciones en los datos de partida. Como conclusión queremos ha-cer notar que en ocasiones se hacen grandes esfuerzos en buscar la

mejor solución del layout mediante un método sistemático, cuando elesfuerzo debiera orientarse en comprobar la bondad de los datos departida.



5.4. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA ORIENTADAA PRODUCTO


Las distribuciones en planta que han gozado de mayor implanta-ción en industrias de producción en masa se basan en la disposiciónorientada al producto. Con esta organización, se sitúan los diferentestipos de máquinas que componen la secuencia de operaciones de unproducto en línea. Al utilizar esta distribución se pretende que losproductos circulen entre las máquinas de modo equilibrado minimi-

zando el tiempo de flujo y sin stock intermedio.En esta distribución los puestos de trabajo están situados uno a

continuación de otro, y en cada puesto, el dispositivo de evacuaciónsirve para alimentar el puesto sucesivo sin otras manutenciones in-termedias.

Una distribución en cadena puede ser realizada de formas muy di-versas. La cadena más simple está constituida por operarios traba-

jando uno al lado del otro sobre la misma mesa; después de haber eje-cutado sobre una pieza la operación asignada, los operarios pasan eltrabajo al vecino, que hará la operación siguiente (Figura 5.7).


Cuando los puestos de trabajo están un poco más alejados unos deotros, se les une mediante un medio de manutención. Este puede

ser, por ejemplo, una rampa, un transportador de rodillos que fun-cione por gravedad, una cinta transportadora provista de un disposi-tivo que detenga las piezas, etc. (Figura 5.8).

MP PA

Figura 5.7. Operarios trabajando sobre la misma mesa.



En todos los dispositivos precedentes, las piezas que alimentan unpuesto de trabajo se detienen en cada uno de ellos automáticamente.En otros casos, el operario debe coger las piezas cuando pasan ante élsobre el transportador. Este dispositivo supone que la velocidad de lacinta es suficientemente lenta para que tengan tiempo de hacer sus

operaciones en el intervalo de paso de las piezas.En ciertas partes, la longitud de la cadena puede ser prolongada

voluntariamente de forma que constituya un stock intermedio, o tam-bién para introducir una demora técnicamente necesaria entre dosoperaciones sucesivas, por ejemplo para permitir el enfriado des-pués de una operación de soldadura, o el secado después de una ope-ración de pintado o encolado.

Otra forma de encadenar las operaciones consiste en disponer los puestos de trabajo a lo largo de un transportador, constantementeen movimiento, formando un bucle cerrado. Esta disposición es degran flexibilidad. De este modo se pueden encadenar puestos insta-lados en talleres diferentes.

Sin embargo, con estos tipos de distribución no puede resolverseel problema de la dificultad de reasignación de las operaciones entrelos trabajadores para adaptarse a los cambios de la demanda, por

ser excesivamente rígida. Otro problema asociado con este sistemaaparece cuando en las máquinas dispuestas en forma lineal, cadaoperación es independiente de las demás. En tal situación, la reasig-


Figura 5.8. Operarios trabajando con banda transportadora.



nación de operaciones entre los trabajadores a partir de la demandadel mercado es asimismo muy difícil. Además, la distribución encadena pura tendrá siempre tendencia a equilibrar el ritmo de pro-

ducción al trabajador más lento (Figura 5.9). Con ello aparecerán es-peras reales o solapadas en los demás, o bien, estos producirán enexceso, generándose stocks intermedios.


Entrada MP Salida PA

Figura 5.9. Puestos encadenados por dispositivo de manutención transportador.

5.4.2. Configuraciones básicas de circuitos ( I y U )

La disposición de los procesos en forma de U es tal que, a susventajas de poder trabajar pieza a pieza (no por lote) sin excesos detiempos, ni stocks en proceso, con facilidades para la sincronizacióndel proceso y reasignación de trabajadores, hemos de añadir la de quelos puestos de entrada y salida de la línea se encuentran a la mismaaltura y pueden ser manejados por el mismo operario.

Cada operario se ocupa de las máquinas que tiene a su alrededor pero en ningún caso hay aislamiento entre ellos. La línea en forma de



U reduce al mínimo el tiempo que debe desplazarse el operario y ladistancia que tiene que recorrer (Figura 5.10). Pero, sobre todo, laventaja más importante de este tipo de disposición es la de permitir,

con gran facilidad, la reasignación de un número mayor o menor deoperaciones a cada trabajador, e incluso que existan más o menos tra-bajadores entre los que se repartan las operaciones de la línea. En esteaspecto, esta disposición es la más flexible y avanzada.


Figura 5.10. La configuración U permite la reasignación de puestos y laincorporación o salida de operarios para ajustar el tiempo de ciclo a la demanda.

Otro tipo de disposiciones son las distribuciones en forma de l (lí-nea recta), en las que los operarios pueden tener que desplazarse enrecorridos mayores y con ello la sensación de que les fatiga caminar

demasiado (Figura 5.11). Resulta frecuente que en estos casos seempiecen a manejar la máquinas en modalidad de producción por lo-tes. Las disposiciones en I están pensadas para cadenas de producción



donde el operario suele permanecer estático y son los componenteslos que se mueven mediante mecanismos de transporte.


Entrada Salida

Figura 5.11. Flujo de materiales con la configuración en I.

Entrada

Salida

Figura 5.12. Flujo de materiales con la configuración en U.

5.4.3. Diseño de la cadena: método de las gamas ficticias

Gama ficticia común

En un determinado taller, resulta frecuente que los circuitos de lasdiferentes referencias tengan analogías. El conocimiento de estas



analogías puede facilitar mucho los estudios de distribución y orien-tarlos desde el principio en la dirección correcta.

Si todos los productos fabricados tienen la misma gama de ope-raciones (es decir, que tienen la misma secuencia de operaciones),bastará disponer los puestos de trabajo en el orden de esta gamapara obtener una buena distribución.

Aunque las gamas de operaciones sean diferentes se puede hacer lo mismo de una forma muy aproximada colocando los puestos detrabajo que intervienen, en el mismo orden relativo. Entonces todosucede como si el total de las referencias tuvieran una misma gama

ficticia de operaciones (secuencia de puestos de trabajo genérica)en la cual, según los casos, ciertas operaciones serán omitidas.

Tomemos como ejemplo un taller que tenga ocho tipos de puestosde trabajo, que denominaremos A, B, C, D, E, F, G, H . Si se tienenlas gamas de fabricación siguientes:

Producto 1: A → C → E → F → G → H

Producto 2: B → D → G → F → H

Producto 3: A → C → E → D → G → H

todas ellas derivan de la misma gama ficticia:

A → B → C → D → E → G → D → F → G → H

que se obtienen repitiendo tantas veces como sea necesario los pues-tos de trabajo que se presentan en órdenes relativos diferentes.

Clasificación de las gamas

Si la gama no tiene la longitud restringida, siempre será posibleobtener una gama ficticia de la que deriven todas las gamas de un ta-ller. Sin embargo, las gamas ficticias no tienen interés más que cuan-do siendo las referencias análogas, la gama resultante sea suficiente-mente corta.

Cuando no se dé esta situación, será posible clasificar las refe-

rencias del taller en un cierto número de categorías. Entonces estare-mos en condiciones de poder estudiar separadamente la distribuciónde los puestos de trabajo para cada categoría de fabricación.




Si queda un resto de referencias distintas, que no entran en nin-guna de estas categorías, se hará el estudio pasándolas por alto y acontinuación se tratará su caso particular, evitando que se compliquen

las soluciones adoptadas para las referencias principales.

Distribución de un grupo de referencias

Sea un taller que fabrica cuatro productos diferentes: a, b, c, d ,pero en los cuales las gamas de fabricación presentan bastantes ana-logías (Tabla 5.9).

La fabricación utiliza nueve tipos de puestos de trabajo: A, B, C, D, E, F, G, H y K .

Para cada producto conocemos:

• La gama de operaciones de fabricación y para cada operación,el valor de los tiempos de preparación y de operación (Ta-bla 5.10).

• La producción mensual.


Tipos Productos fabricados y su circuitode puestos a b c d

A 1-5 ♦ ♦ 1-5 ♦ ♦ 1-4 ♦ ♦ 1 ♦B 2 ♦ 2 ♦ 2 ♦C 3 ♦ 3 ♦ 2 ♦ 3 ♦D 4-8 ♦ ♦ 4-7 ♦ ♦ 3-6 ♦ ♦ 6 ♦E 6 ♦ 6 ♦ 5 ♦ 4 ♦F 7 ♦ 5 ♦G 9 ♦ 7 ♦ 7 ♦H 10 ♦ 8 ♦ 8 ♦ 8 ♦K 11 ♦

Tabla 5.9. Circuito de productos

El layout del taller se indica en la Figura 5.13. En ella, además semuestra el recorrido que hace cada una de las piezas por cada uno delos puestos de trabajo.



Deseamos distribuir los puestos de trabajo de tal forma que la ma-

nipulación de un puesto a otro sea lo más corta posible y que evite elmáximo de retornos. Por otra parte, deseamos evitar, dentro de lo po-sible, el tener puestos de trabajo cargados insuficientemente.

Para resolver este problema, vamos a buscar la gama ficticia co-mún a los cuatro productos y se propone una distribución de lospuestos de trabajo según las indicaciones de esta gama. La imposi-ción de evitar a la vez los puestos poco cargados y los retornos,siendo contradictorias, podrían desorientarnos.

Primeramente, vamos a yuxtaponer las cuatro gamas de opera-ciones sobre el cuadro «circuito de productos». Este cuadro tieneuna fila por cada tipo de puesto; para cada gama frente a cada tipo


Producto a

Producto b

Producto c

Producto d

Figura 5.13. Rutas de los productos dentro de la planta organizada por procesos.Situación inicial.

Número de piezas a producir mensualmente

a b c d

50 unidades 40 unidades 20 unidades 80 unidades



de puesto se inscribe el número de las operaciones que utilizan esepuesto. (Tabla 5.10.)

El tiempo requerido para realizar la operación de una unidad de-penderá del tipo de producto. Este dato se lista en horas en las co-lumnas (T / Un). En la columna carga se calcula el consumo de tiempoen horas multiplicando el tiempo unitario por el número de unidades(T / Un*u).


Opera- Producto a Producto b Producto c Producto d ción

Carga Carga Carga CargaT/Un mensual T/Un mensual T/Un mensual T/Un mensual

(50 Un) (40 Un) (20 Un) (80 Un)

1 2 100 1,25 50 4,5 90 1,25 100

2 0,8 40 0,5 20 10,5 210 0,75 603 1 50 1,25 50 5 100 0,63 504 1,6 80 1,25 50 5 100 2,38 1905 1 50 1 40 8,5 170 0,5 406 4,8 240 2,25 90 14,5 290 0,5 407 1 50 1,25 50 6 120 2,25 1808 1 50 2 80 3,5 70 1,25 1009 2,8 140

10 1,6 8011 3,2 160

Tabla 5.10. Tiempos de proceso por operación y tipo de pieza.

Tiempos de operación en horas

Se establece a continuación un primer cuadro de cargas mensua-les por tipo de puesto (Tabla 5.11). Como en la Tabla 5.10, este cua-dro tiene una fila por cada tipo de puesto y una columna que corres-

ponde a cada uno de los números de las operaciones de las gamas: lacolumna 1 corresponde a las primeras operaciones del total de lascuatro gamas, la columna 2 a las segundas operaciones, etc.



En estas columnas se anotan las cargas mensuales correspon-dientes, para cada tipo de puesto, a cada número de operación. Por ejemplo:

• Los puestos A se utilizan en primera operación por los pro-ductos a, b, c y d (aparecen en la Tabla 5.9); conociendo lostiempos y el ritmo mensual de producción, se calcula la cargamensual (Tabla 5.11) correspondiente a cada producto, queson 340 horas (100 + 50 + 90 + 100), este valor es el que seinscribe en la columna 1, fila A;

• El puesto A, es utilizado en la cuarta operación del producto c;se anota, en la columna 4, línea A, la carga correspondiente, queson 100 horas.

• Y así sucesivamente.

A continuación se suma, en la penúltima columna, la carga totalmensual de cada tipo de puesto; después en la última columna seinscribe el número de puestos necesarios de este tipo, teniendo en


Número de la operación en la gama

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

A 340 100 90 530 3B 120 120 1C 210 150 360 2D 100 130 330 50 50 620 4E 190 170 330 690 4

F 40 50 90 1G 300 140 440 3H 250 80 330 2K 160 160 1

Tabla 5.11. Tabla inicial de cargas mensuales por tipo de puesto

Tipos

depues-tos

Cargamen-sualtotal

N.o depuestosnecesa-

rios



cuenta que el tiempo de funcionamiento del taller es de 200 horaspor mes.

Examinemos la tabla anterior. Si la gama ficticia común realizaralos puestos de trabajo exactamente en el orden el que están indicados: A, B, C, D, E, F, G, H y K , todas las cifras anotadas entre las colum-nas 1 y 11 se situarán sensiblemente sobre la diagonal de la tabla,desde la parte superior de la columna 1, hacia la parte inferior de lacolumna 11.

Volvamos a empezar este cuadro repartiendo los puestos deforma que, en la medida de lo posible, se cumpla una disposición

diagonalizada. Como las cifras indican las cargas, y existen puestosde los cuales necesitamos un número mayor a uno, podemos desa-grupar algunos de estos puestos procurando concederles una cargaconveniente. Es decir, que por el hecho de la desagrupación, nohaya la necesidad de aumentar el número de puestos necesariosinicialmente.

Por ejemplo:

• Las cargas del puesto A para las operaciones 4 y 5 suman un to-tal de 190; podemos, por lo tanto, tomar un puesto A y colo-carlo entre los puestos D y E, lo cual mejora la disposición endiagonal.

• La carga del puesto D para la operación 6 es de 330; tomamosdos puestos D para colocarlos entre F y G.

• A otro puesto D correspondiente a la carga 100 para las opera-ciones 8 se le hará descender por debajo de los puestos G.

• Etcétera.

Después de estas modificaciones, obtenemos un segundo cuadro(Tabla 5.12) en el que la disposición en diagonal es casi satisfactoria.

Esta solución todavía podría mejorarse en cuanto a su diagonali-zación; no obstante, el objetivo del ejercicio no es obtener una dia-gonal perfecta, sino llegar a la construcción de la gama ficticia. Por

lo que dejaremos la tabla tal como está y continuaremos la ordena-ción de los puestos una vez hayamos estudiado cómo quedan los cir-cuitos de cada producto.





Número de la operación en la gama

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

A 340 340 2B 120 120 1C 210 150 360 2D 60 80 140 1A 100 90 190 1E 190 170 360 2F 40 50 90 1D 330 330 2E 330 330 2G 300 140 440 3D 50 50 100 1H 250 80 330 2

K 160 160 1

Tabla 5.12. Tabla diagonalizada de cargas mensuales por tipo de puesto

Tipos

depues-tos

Carga

men-sualtotal

N.o de

puestosnecesa-rios

Teniendo en cuenta la nueva sucesión de puestos de trabajo ge-nerada en la Tabla 5.10, vamos a examinar los circuitos obtenidospara los cuatro productos, representándolos sobre un nuevo cuadro(Tabla 5.13).

El examen de la Tabla 5.13 permite hacer un cierto número deobservaciones que permitirán mejorar el resultado:

• Los circuitos de a y d presentan un retorno desde D (fila 11) ha-cia G (fila 10); se puede eliminar pasando por encima de G elpuesto D colocado en la fila 11.

• Al quedar desocupados los dos puestos E de la novena fila,pueden volverse a agrupar con los otros dos puestos E de lasexta fila.




• Es posible apreciar que también se pueden reagrupar los dospuestos D de la octava fila, con el puesto D de la onceava fila,después de hacer los dos cambios anteriores.

Estas observaciones nos permiten adoptar como sucesión de pues-tos en el taller la solución siguiente:

A (2), B, C (2), D, A, E (4), F, D (3), G (3), H (2), K

Un posible layout resultante sería el mostrado en la Figura 5.14.

Cabe destacar que este nuevo layout no aumenta el número depuestos de trabajo (recursos) necesarios, sino que reagrupa los pues-tos disponibles inicialmente y los dispone en una forma que facilite la

fluidez del tránsito de los elementos. Es fácil de apreciar una circu-lación de los productos mucho más fluida, descartándose los retornosy los desplazamientos innecesarios.

N.o Tipos Circuitos de los productos fabricados

de puestos a b c d 1 A ♦ ♦ ♦ ♦2 B ♦ ♦ ♦3 C ♦ ♦ ♦ ♦4 D ♦ ♦ ♦5 A ♦ ♦ ♦6 E ♦ ♦ ♦ ♦

7 F ♦ ♦8 D ♦ ♦9 E

10 G ♦ ♦ ♦11 D ♦ ♦12 H ♦ ♦ ♦ ♦13 K ♦

Tabla 5.13. Diagrama de proceso de los circuitos modificados.



5.5. PRODUCCIÓN CELULAR


Cuando en esta sección nos referimos a la producción celular es-

tamos refiriéndonos a un tipo de producción con las siguientes ca-racterísticas:

• Procesos productivos de ensamblaje (manual o semiautomá-tico).

• Líneas de ensamblaje (generalmente células en U ) multipro-ducto, compactas y muy flexibles, capaces de producir peque-ños lotes de varios productos diferentes.

• Los productos con procesos compatibles (equivalentes) puedenser ensamblados en una única célula de producción.


Producto a

Producto b

Producto c

Producto d

Figura 5.14. Rutas de los productos dentro de la planta organizada

por producto. Situación final.



• Productos con una demanda elevada y continua en el tiempo,pero no lo suficiente elevada como para tener una línea exclu-siva o con gran capacidad.

La producción celular constituye un híbrido entre una configura-ción por producto y una configuración por proceso.

Si centramos nuestra atención exclusivamente en la unidadbásica de la producción celular, la célula en U , descubrimos unode los mejores ejemplos de distribución en planta orientada a pro-ducto: la configuración física sigue estrictamente el flujo produc-tivo del producto, con puestos contiguos, trabajando unidad por

unidad.Sin embargo, si ampliamos la perspectiva, descubrimos que varias

células de producción configuran un taller de ensamblaje, que a suvez está ligado con otros talleres productivos en el seno de la fábrica(como por ejemplo talleres de inyección, embutición, tratamientosuperficial, incluso almacenes...). En este sentido, la producción ce-lular es también un ejemplo de configuración por proceso: se ubicanen un taller procesos similares (en este caso de ensamblaje) con pro-

blemáticas y soluciones similares.En las siguientes secciones se expondrán los conceptos básicos de

la producción celular en el sentido descrito.

Primero, entraremos en detalle en la configuración conocidacomo «célula en U », incluyendo su diseño y forma de aprovisiona-miento.

Para terminar veremos cómo varias células en U pueden combi-

narse para formar un taller de ensamblaje coherente. También deforma introductoria, cómo ese taller puede ligarse con otros talleresde la fábrica, creando un flujo coherente de material.

5.5.2. Un poco de historia

El concepto de células en U —también conocidas como líneas en

U Toyota — fue desarrollado en los años sesenta por la empresa To-yota Motor Company como una parte de su sistema de producción,más conocido como JIT ( Just In Time).




En una época en que se consideraban la automatización y la tec-nología como la única vía de mejora competitiva, era chocante queToyota organizase sus fábricas en torno a pequeñas células de mon-

taje manual muy sencillas, sin apenas automatismos ni robots, enlas que la producción se planificaba prescindiendo de complejos sis-temas informáticos simplemente con un sistema de tarjetas (kanban)que circulaban en el interior de la fábrica.

5.5.3. Peculiaridades de las células en U

Las células en U son el resultado de una filosofía de trabajo.Combinan las ventajas de la distribución en planta por proceso y ladistribución en planta por producto. Se basan en unos conceptos sen-cillos pero muy eficaces que son los siguientes:

• La búsqueda y supresión permanente del NO-valor añadido.

• La reducción de stocks.

• La flexibilidad de las instalaciones.• La preocupación por la optimización del flujo de materiales.

• La mejora continua desarrollada con la participación de lospropios operarios de producción.

Algunas ventajas de esta distribución:

• La reducción de las distancias entre las distintas máquinas fa-cilita que un mismo operario pueda acceder a varias de ellas.Ello facilita el equilibrado de la línea y también la adaptaciónde este equilibrado a la demanda cambiante de forma rápida ysencilla. Esto requiere, por supuesto, un elevado grado de poli-valencia de los trabajadores.

• Elimina el stock en curso gracias al flujo unidad por unidad.

• Los desequilibrios de la célula se detectan muy fácilmente.

• Facilita la comunicación y la ayuda mutua al estar los trabaja-dores físicamente muy cerca unos de otros.




• Permite la variación de la cadencia manteniendo la productividady ajustar el número de operarios números no enteros. Por ejemplo,cuando se requiere un numero de operarios igual a 4,5 se puede

trabajar la mitad del tiempo con 4 operarios y la otra mitad con 5.

5.5.4. ¿Cuándo usar una célula en U ?

Las células en U pueden adaptarse a casi cualquier situación con-creta de proceso y producto, pero su campo de aplicación natural esen procesos de ensamblaje manuales o semiautomáticos.

Algunas situaciones que permiten sacar el máximo provecho deuna célula en U son los siguientes:

• Proceso totalmente manual o con alguna fase automática.

• Cadencia de producción entre 25 y 90 s.

• Tiempo de ensamblaje manual tal que el número de operariosnecesarios sea entre 4 y 6.

• Producto de peso reducido que permita la transferencia ma-nual entre puestos.

• Forma y volumen adecuados para transportarlo manualmentede forma fácil.

• Embalajes de tamaño reducido. Si se busca una configuracióncompacta de los puestos de trabajo y distancias reducidas entreellos, se debe tender hacia embalajes muy manejables y de di-

mensiones reducidas.

5.5.5. Diseño de una célula en U . Conceptos generales

Como ya se ha explicado, una célula en U es una línea de montaje manual con poca o ninguna automatización y con unas caracterís-ticas especiales.

Lo más llamativo de la célula en U es la geometría a la que debesu nombre. Sin embargo, una distribución en planta (layout ) en formade U no es condición suficiente.




El concepto de «célula en U » no es únicamente un concepto geo-métrico sino que configura por sí mismo el núcleo de un auténtico sis-tema productivo que abarca la parte física (disposición en planta o la-

yout ), el diseño del proceso productivo (flujo unidad por unidad), lagestión de la producción (flujo tirado), la estrategia de aprovisiona-miento (ciclado) y los mecanismos de mejora continua (KAIZEN).

Por tanto, la configuración física de la célula en U no es un fin ensí mismo, sino el medio para conseguir una forma determinada de producir . Es esa forma de producir basada en la eliminación siste-mática del no-valor añadido, la flexibilidad y la mejora continua loque crea las características sin las cuales no podemos decir que tene-

mos una auténtica célula en U . Estas características se listan a conti-nuación:

— En lo que se refiere al Layout:

• El interior de la «U » debe estar totalmente libre de cual-quier obstáculo: material, cajas, mesas, stock... El interior de la «U » es un espacio solo para personas.

• Todos los puestos de trabajo deben estar orientados hacia elinterior de la «U » de forma que ninguno quede aislado delos demás (véase Figura 5.16).

• Las distancias entre puestos de trabajo deben ser reducidas(entre 80 y 100 cm) así como la anchura de la «U » entre110 y 150 cm). De este modo se permite el desplazamientode los operarios entre puestos.

— En lo que se refiere al proceso:

• El proceso de ensamblaje debe ser unidad por unidad, demanera que entre dos puestos consecutivos haya como má-ximo una unidad en proceso. Los stocks intermedios estánprohibidos.

— En referencia al aprovisionamiento:

• Debe ser posible aprovisionar material a cada puesto detrabajo y evacuar el producto acabado sin entrar en el inte-rior de la «U ».





Una solacubeta por

componente

Aprovisionamientos dentrode la célula en “U”

Mesas de trabajo muy grandesen comparación con el tamañodel producto

Puestosde trabajoaisladosy muy

separados

Contenedor

de productoacabadomuy grande

Stock en cursoentre puestos de trabajoPaleta de

aprovisionamientocon 3 días

de autonomía

Figura 5.15. Layout de una célula en U con deficiencias frecuentes.

Interior de la “U” totalmentelibre de obstaculos

Anchura de la “U”: 1,2 m aprox.

Producto acabado enpequeños contenedores

Puestos de trabajo contiguos

y cercanos (aprox. 0,9 m)

Aprovisionamientosdinámicos “non stop”

Flujo unidad por unidadsin stock intermedio

Aprovisionamientos en cajaspequeñas y manejables

Figura 5.16. Layout de una célula en U correctamente configurada.



• Los puestos de trabajo deben tener una disposición del ma-terial de forma que el final de un contenedor no implique elparo del puesto.

• Para ello un dispositivo muy útil es lo que se conoce como

carril dinámico (Figura 5.17).

En las Figuras 5.15 y 5.16 se han podido ver de forma más claralas características de una verdadera célula en U en comparación conuna configurada de forma deficiente.

5.5.6. Célula en U y aprovisionamiento

Una vez descritos los elementos físicos necesarios (layout , em-balajes, elementos de manutención) pasaremos a describir cómo uti-


Figura 5.17. Ejemplo de un carril dinámico.



lizarlos conjuntamente mediante una estrategia de aprovisionamien-to definida.

La forma más común de enfrentar el problema del aprovisiona-miento a los puesto de trabajo responde a uno de los dos modelos si-guientes: aprovisionamiento por el propio operario o aprovisiona-miento bajo demanda.

En el primer caso, cada operador aprovisiona su puesto de trabajo cuando lo necesita. Este método provoca paros intermitentes delpuesto de trabajo ligados al final de cada contenedor. Si un puesto detrabajo tiene varios contenedores que se acaban de forma no sincro-

nizada, se puede llegar a un caso extremo de un puesto de trabajo queesté más tiempo aprovisionándose de distintos tipos de material queproduciendo unidades.

En el caso de aprovisionamiento bajo demanda, una persona se en-carga de aprovisionar varios puestos de trabajo cuando estos lo de-mandan. Resuelve en parte el problema anterior al evitar que un pues-to se pare. Sin embargo la demanda de material se sigue produciendode forma aleatoria, lo que provoca que la persona encargada del apro-

visionamiento, tan pronto se encuentre parada, se vea incapaz de sa-tisfacer todas las peticiones. El resultado es que una persona puede en-cargarse solo de unos pocos puestos cercanos entre sí —muchosmenos de los que daría un cálculo teórico de la carga de trabajo—.Este sistema puede degenerar rápidamente en auténticos «batallo-nes» de operarios estresados moviendo material de un sitio a otro.

Hay que recordar que en una célula en U se trabaja unidad por unidad y sin stock intermedio, por ello el paro de un puesto se hace

especialmente grave, ya que en pocos segundos provoca el paro detoda la célula. Esto es algo especialmente interesante porque permitesacar a la luz los problemas y generar su resolución.

El método de aprovisionamiento adecuado para las células en U se basa en aprovisionar los puestos de trabajo en flujo tirado (por con-sumo real), mediante ciclos definidos. Llamaremos a este métodoaprovisionamiento ciclado.

Igual que decíamos que la célula en U constituye el núcleo de unauténtico sistema de producción, el aprovisionamiento ciclado cons-tituye un auténtico sistema de aprovisionamiento que abarca:




• El ordenamiento de los flujos productivos.

• La estrategia de embalajes.

• El aprovechamiento de espacios: si se varía el ciclo de aprovi-sionamiento se puede aumentar o disminuir el tamaño de lacélula.

Una vez dispuestos todos los elementos, el principio del aprovi-sionamiento ciclado es simple: establecer ciclos de duración fija quelleven a cada puesto de trabajo el material consumido durante el cicloanterior.

Se trata de repetir indefinidamente el ciclo:

• picking de material de la zona de almacén;

• ir al puesto de trabajo 1, cargar el material, retirar los contene-dores vacíos;

• ir al puesto de trabajo 2, cargar el material, retirar los contene-dores vacíos;

• ir al puesto de trabajo N , cargar el material, retirar los contene-dores vacíos;

• volver a la zona de picking;

• dejar los contenedores vacíos, sustituirlos por otros llenos yvolver a empezar.

Para finalizar, decir que el parámetro crítico del diseño de todo el

sistema es la frecuencia del ciclo de aprovisionamiento.

5.5.7. Dimensiones de una célula en U

Las dimensiones de una célula en U configurada como la de la Fi-gura 5.18, quedan determinadas por dos parámetros bastante inde-pendientes el uno del otro.

Una vez se ha definido el producto (tiempo de ensamblaje, tama-ño, dimensiones) y los contendores para los materiales (capacidad de




los contenedores, tamaño) podemos calcular muy aproximadamenteel tamaño de la célula en U :

• La anchura de la célula viene dada por la autonomía de aprovi-sionamiento que queremos darle a la célula (número de conte-nedores en cada puesto) la cual está ligada al ciclo de aprovi-sionamiento que definamos.

• La profundidad quedará definida por el número de puestos detrabajo necesarios que, para un tiempo de ensamblaje fijo, de-pende de la cadencia de producción que necesitamos.

De esta manera:• La profundidad será inversamente proporcional al tiempo ciclo

(tiempo ciclo mayor implica una profundidad menor).

• La anchura de la célula en U será inversamente proporcional ala frecuencia de reaprovisionamiento (a mayor frecuencia me-nor material necesario y menor anchura) y tendrá una relacióndirecta con las dimensiones del material.

• Nótese que el tiempo ciclo de la célula influye también en laanchura: para un mismo ciclo de aprovisionamiento, las nece-


Zona de Producción.Solo para las personas

Pasillo de aprovisionamiento separado

Flujo productivoFlujo de

aprovisionamiento

Figura 5.18. Célula en U y flujo de aprovisionamiento.



sidades de material aumentan si el ciclo de producción dismi-nuye (más consumo en el mismo tiempo = más material nece-sario en el puesto de trabajo).

Esta característica ayuda a que, fijados unos productos estándares,se pueden conseguir unas células U de dimensiones bastante están-dares.

Esta idea es el embrión de la distribución en planta basada en cé-lulas en U muy flexible que se explica en la siguiente sección.

5.5.8. Taller de ensamblaje basado en células U

En el Capítulo 2 vimos la importancia de crear un puesto de tra-bajo estandarizado.

Reproduciendo este puesto estándar resulta muy fácil construir células en U a su vez estándares. Como hemos visto en la sección an-terior, una célula en U pueden configurarse con unas medidas están-dar cuando tenemos procesos similares.

Reproduciendo estas células en U estándares podemos generar una configuración en planta del taller de ensamblaje tremendamenteflexible.

Se trata de crear una configuración basada en estas medidas es-tándar que genere un flujo de materiales lógico y ordenado.

Con estas configuraciones conseguimos definir y gestionar losdos grandes potenciales de productividad humana en una taller de en-samblaje:

• Las tareas de ensamblaje manual del producto (desarrollados enel interior de las células en U ).

• La manipulación de materiales (desarrollados alrededor de lascélula en U ).

Además conseguimos separar totalmente estos dos tipos de tareas,con lo que podremos aplicar técnicas de optimización específicaspara cada una. Por ejemplo:




• Los análisis de variabilidad para mejorar los ciclos productivosdentro de las células en U .

• El aprovisionamiento ciclado para optimizar las manipulacio-nes de materiales.

En la Figura 5.19 se presenta un posible ejemplo de la distribu-ción en planta de un taller de ensamblaje basado en células en U , así como los flujos de materiales que genera.

Como puede observarse, en un taller así configurado encontramostres flujos productivos:

• El flujo productivo propiamente. En él se concentran las ope-raciones de valor añadido sobre el producto. Queda circunscri-to al interior de las células de trabajo.

• El flujo de evacuación de carga o producto acabado. Obsérveseque con esta configuración queda circunscrito a un único pasi-llo central.

• El flujo de aprovisionamiento de componentes y materias pri-mas se desarrolla por pasillos totalmente separados del flujo de


Figura 5.19. Composición de células U .

Área óptima para situar el almacén de componentes

Á r e a

ó p

t i m a p a r a s

i t u a r

e l a

l m a c

é n

d e

P . A .

Flujo productivoCircuito de aprovisionamiento

Circuito de evacuación de la carga



producto acabado y puede establecerse un recorrido cerradopara realizar el aprovisionamiento.

Como puede deducirse del ejemplo, planificar el espacio necesa-rio para un taller de producción utilizando estos conceptos puedeser muy sencillo.

Si a este tipo de configuración se le unen unos puestos de trabajoy unas células diseñadas para ser fácilmente desplazables de un sitioa otro, el resultado es una total modularidad del layout y una muy fá-cil reconfiguración si fuera necesario.

Esta es otra de las grandes ventajas de este tipo de distribuciones.La vida de una fábrica es muy dinámica. Productos que nacen, pro-ductos que quedan obsoletos, optimizaciones en las instalaciones,nuevas tecnologías... a menudo estas situaciones generan la necesidadde modificar y reubicar células de producción o reconfigurar total-mente el área productiva. Esta configuración facilita enormementepoder hacer estos cambios de forma rápida, sencilla y económica.

5.6. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DE POSICIÓN FIJA

La distribución en planta por posición fija resulta interesantecuando no es conveniente mover el producto, ya sea porque este es degran tamaño o peso, o porque tiene alguna característica específicaque lo impida. Como consecuencia, el producto permanecerá inmóvily serán los elementos productivos los que se acercarán y actuarán so-bre él, ya sean operarios, maquinaria, o componentes a añadir alproducto inicial. La distribución en planta deberá analizarse bajo laóptica de la secuencia y la maniobrabilidad de los recursos producti-vos que actúen en cada operación.

A pesar de que muchos de los productos fabricados por posiciónfija comparten una serie de características generales, la producción decada unidad puede considerarse como un proyecto en sí mismo. Sonejemplos de productos fabricados por distribución en posición fija los

edificios, los buques mercantes fabricados en astilleros, máquinas yvagones de tren, aviones, vehículos espaciales o maquinaria industrialde grandes dimensiones.




El problema de la distribución se centra en la disposición de losmateriales durante la construcción o fabricación dependiendo de sunivel de uso, es decir, a mayor nivel de utilización se ubicarán en un

lugar más accesible desde el punto de vista del producto. En ocasio-nes los materiales se ubican en círculos concéntricos al producto,de modo que a mayor frecuencia de uso, más interno será el círculoen el que se disponga, reduciéndose así el coste de transporte y ma-nutención.

Por otro lado, la secuencia de operaciones implicará distribuir losmateriales y la maquinaria (móvil) de acuerdo con el momento en elque hayan de ser utilizados en el proyecto.

5.7. LAYOUT DE ALMACENES

Hasta este momento nos hemos ocupado de la distribución enplanta de los elementos productivos dentro de una planta industrial.

No podemos acabar este capítulo sin introducir algunos conceptos

sobre el diseño de un elemento fundamental en el sistema productivo:el almacén.

Podemos definir un almacén como un espacio planificado paracolocar, mantener y manejar artículos y materiales.

En este sentido los objetivos principales de una buena distribuciónen planta de un almacén serán:

• Maximizar la ocupación del espacio volumétrico.

• Minimizar las manipulaciones de material.

• Minimizar los espacios recorridos.

El elemento que condiciona el diseño de un almacén es el tipo ytamaño de las mercancías a almacenar. Es evidente que no tienen losmismos requerimientos almacenar frascos de perfume que rollos dechapa metálica de dos toneladas.

En esta sección vamos a ocuparnos del almacén más común,aquel diseñado para almacenar mercancías paletizadas.




Decimos que una mercancía está paletizada cuando está colocadasobre una palet y adecuadamente embalada. Al conjunto palet-mer-cancía-embalaje lo llamaremos «bulto».

Un palet es un elemento estándar (puede ser de madera, plástico ometal), que sirve de base al apilamiento de mercancías. Estos ele-mentos tienen medidas y configuraciones estándar (véase Figu-ra 5.20) y permiten el fácil manejo de los bultos mediante maquinariaespecialmente diseñada para este fin.

El diseño de un almacén estará muy condicionado por las carac-terísticas de los bultos a almacenar:

• Dimensión en planta del bulto (que vendrá determinada por eltipo de palet utilizado).

• Altura máxima del bulto.

• Peso del bulto.

Estos parámetros determinarán el tipo de elementos de almace-naje que necesitaremos y sus características, así como el tipo de ma-quinaria para manipularlos.


Figura 5.20. Ejemplo de diferentes tipos de palets. Los estándares más comunes son:Palet europeo: A = 120 cm; L = 80 cm; H = 15 cm.

Paler americano (o industrial): A = 120 m; L =100 m; H = 15 cm.



También determinará la configuración final del almacén y la ca-pacidad máxima de almacenaje que podremos conseguir en numerode bultos.

En el diseño de un almacén hay tres factores a considerar que es-tán íntimamente relacionados entre sí:

• El edificio y sus características: forma, dimensiones, altura detecho, ubicación de columnas, accesos...

• Los elementos de almacenamiento: estanterías...

• La maquinaria de manutención.

5.7.1. El edificio

En el diseño de la distribución en planta de elementos producti-vos, normalmente se busca optimizar la ocupación superficial y ra-ramente se considera la dimensión vertical. Sin embargo, cuando sediseña un almacén esta tercera coordenada es primordial. Para unamisma superficie en planta, a más altura útil, más unidades se pueden

apilar, y de esta manera aumentar el índice de ocupación por metrocuadrado construido.

Por ello uno de los parámetros fundamentales a la hora de diseñar o seleccionar un edificio para usarlo como almacén es la altura útil.Las alturas útiles de los almacenes suelen variar entre 9 y 12 metros.Cabe destacar que las construcciones más altas implican tambiéncostes más elevados en obra civil.

Otro aspecto a tener en cuenta es la situación de las columnas. Eneste sentido es ideal conseguir el mayor volumen posible diáfanopara tener la máxima flexibilidad a la hora de definir la distribución enplanta final. Las hileras de columnas siempre son un impedimentoporque limitan el flujo de materiales y condicionan la ubicación de loselementos del layout (una columna no puede quedar en medio de unpasillo o de una estantería).

Por último, la ubicación de las zonas de entrada y salida de mer-

cancías determinan los flujos de materiales necesarios y por tantocondicionan la distribución en planta en el sentido de minimizar losespacios recorridos.




5.7.2. Los elementos de almacenamiento

Son los elementos sobre los que se colocan los bultos para ser al-

macenados.Los elementos más habituales son las estanterías. Son estructuras

metálicas construidas mediante columnas y largueros. Las hay dediferentes dimensiones para adaptarse a las necesidades de cada si-tuación concreta. Son muy fácilmente reconfigurables, especialmen-te en altura (véase Figura 5.21).

Estas estanterías se colocan en hileras separadas por pasillos de an-chura suficiente para que la maquinaria de manutención pueda operar.


Figura 5.21. Detalle de la estructura mecánica de una estantería. Ejemplo deconfiguración de almacén con hileras de estanterías con pasillos de acceso.

5.7.3. La maquinaria de manutención

Son los medios mecánicos utilizados para mover los bultos tantohorizontalmente como en altura.

En la Figura 5.22 y 5.23 se puede ver un esquema de los elemen-tos más habituales en orden de menor a mayor complejidad.




Esquema de los elementos de manutención. De izquierda a derecha:

• Transpaleta manual.• Transpaleta eléctrica• Elevador eléctrico• Carretilla elevadora retráctil.• Carretilla trilateral.• Carretilla elevadora contrapesada eléctrica.

• Carretilla elevadora contrapesada diesel.

Algunos de los elementos de manutención comunes. De izquierda a derecha:

• Transpaleta eléctrica. Utilizada para mover horizontalmente la mercancía.

• Carretilla retráctil. Posiblemente la más común. Utilizada para mover cargastanto en horizontal como en vertical. Es muy flexible y requiere un radio degiro muy pequeño y por tanto muy poco pasillo para moverse. A cambiotiene limitado el peso que puede manipular.

• Carretilla trilateral. Para movimiento horizontal y en altura. Se muevesiguiendo los tres ejes cartesianos y se desplaza a lo largo de los pasillos singirar. Requiere un pasillo mínimo (1,2-1,5 m). Sin embargo, gira con muchadificultad y requiere una elevada inversión y mantenimiento.

• Carretilla contrapesada. Comúnmente denominada «toro». Para movimientohorizontal y vertical. Puede manipular grandes pesos pero requiere elevados

radios de giro.

Figura 5.22. Elementos habituales de manutención.

Figura 5.23. Elementos comunes de manutención.



El uso de unos u otros elementos de manutención condicionan ladistribución en planta del almacén puesto que hay que prever losespacios adecuados para que se desplacen y puedan girar. De esta for-

ma la anchura necesaria de los pasillos entre estanterías varía enfunción de los elementos de manutención utilizados.

Por ejemplo, una carretilla retráctil requiere pasillos de una an-chura libre de 3 m aproximadamente; sin embargo, una trilateral ne-cesita tan solo 1,5 m de pasillo.

En cada caso es necesario encontrar un equilibrio adecuado entrela inversión en maquinaria, el aprovechamiento del espacio que con-seguiremos y la mano de obra necesaria.

5.7.4. Ejemplos de layout de almacén

En la Figura 5.24 se presenta un ejemplo ilustrativo de diseño dealmacén.

Se quiere diseñar el almacén de producto acabado adosado a la fá-brica para una capacidad máxima de 825 palets. El producto se pale-

tiza en palet europeo y el bulto tiene una altura total de 1.700 mm.El edificio que servirá de almacén ya está construido y es de for-

ma rectangular de 18 × 38 metros útiles. La entrada desde la fábricaestá en el centro de uno de los lados cortos y los muelles de carga ydescarga de camiones en el otro lado corto.


38 m

Flujo de la mercancíaPlaya de

expediciónEntradadesde

Fábrica

Salida decamiones 1

8 m

Figura 5.24. Esquema general del almacén (sin medidas ni detalles finales).



A continuación vamos a proponer una serie de pasos estructura-dos para encarar el diseño de un almacén.


Dato Observaciones Implicaciones

Palet europeo 1,2 m × 0,8 m Condiciona el número de paletsque podemos almacenar por larguero

Largo del larguero 3,9 metros útiles Determina junto con el tipo depalet, el número de palets que sepodrán almacenar en cada nivel.

Altura del bulto 1,7 m Condiciona las alturas a las quepodemos apilar los bultos

Altura del larguero 10 cm Condiciona las alturas a las quepodremos apilar los bultos.

Altura del edificio 12 m Determina, junto con la altura delbulto y la altura del larguero, lasalturas a las que configuraremoslas estanterías.

Tipo de maquinaria Retráctil. Alcance Determina la anchura de pasillode manutención en altura no necesaria y en su caso puede limi-

definido tar la altura útil.

Dimensiones en 18 × 38 m Condiciona las hileras de estante-planta del edificio rías y pasillos que podremos ubicar.

Situación de las Determina el flujo de las mercan-entradas y salidas cías y por tanto la dirección ópti-

ma para colocar las estanterías

Tabla 5.14. Dimensiones relevantes para el diseño y sus implicaciones

El almacén tiene una altura útil de 10 m y se disponen de estanterí-as cuyos largueros tienen una longitud de 4 m (3,9 m útiles) y 10 cm dealtura. El material se moverá con carretillas retráctiles convencionales.

En la Tabla 5.14 podemos observar los datos relevantes del pro-blema de diseño y sus implicaciones.



PASO 1: Determinar la distribución en planta general.

Para ello determinamos:

• Orientación de las hileras de estanterías. En nuestro problema,dada la ubicación de las entradas y salidas, las hileras de estan-terías deberán colocarse paralelas al lado más largo (siguiendoel flujo natural de la mercancía). De esta manera se optimizanlas distancias recorridas.

• Anchura de los pasillos. En nuestro caso utilizamos una carre-tilla retráctil para manipular, por lo que necesitamos un mínimode 3 metros.

• Zonas de carga y descarga. En nuestro caso el material puedeentrar directo de la fábrica a la estantería, por lo que no haráfalta playa de recepción. El material sale en camiones, por loque habrá que prever una playa de expedición.

PASO 2: Determinar el número de hileras de estanterías a colocar.

Dentro del almacén colocaremos las hileras de estanterías sepa-radas por un pasillo (de 3 metros en nuestro caso). Lo haremos colo-

cando bloques «estantería-pasillo estantería» contiguos. Veamos lasdimensiones en anchura de estos bloques.

Estantería: debe alojar un palet de 1,2 m de fondo a los que aña-diremos 0,1 m más para facilitar la manipulación. Por tanto cada hi-lera de estanterías requiere una achura de 1,3 m.

Pasillo: en nuestro caso 3 m, como hemos comentado.

El bloque completo: 1,3 + 3 +1,3 = 5,6 m.

La anchura del edificio es de 18 m, por tanto podremos colocar 3bloques (6 estanterías y 3 pasillos) y todavía sobrarán 1,2 m sobre losque decidiremos en el último paso cuando definamos el layout finaldetallado.

Con los resultados de los pasos 1 y 2 podemos dibujar un esque-ma del layout sin dimensiones definitivas todavía.

PASO 3: Determinar la configuración de cada módulo de estanterías.

Para ello debemos calcular el número de palets que caben por ni-vel y el número de niveles (alturas) que podemos ubicar.




Para ello hay que tener en cuenta que lateralmente, entre palet ypalet, hay que dejar una cierta holgura (5-10 cm) y que en altura hayque dejar también holgura (10-15 cm) para posibilitar la extracción-

ubicación.En nuestro caso:

• Palets por nivel: larguero de 3,9 m para ubicar palets de an-chura 0,8 m. Podemos ubicar por tanto 4 palets con una holgu-ra entre ellos de más de 10 cm.

• Alturas posibles (véase Figura 5.25). Considerando la altura de

techo (12 m.), la altura del palet (1,7 m), la altura del larguero(10 cm) y la holgura que dejaremos (20 cm), podemos ubicar 5alturas.


100

200

20001700

2 m

2 m

2 m

2 m

2 m

11 m

Figura 5.25. Esquema de los niveles.

Por tanto, en cada módulo de estanterías podremos ubicar: 4 × 5 =20 palets.



PASO 4: Determinar el numero de módulos de estanterías que ne-cesitamos.

La capacidad máxima del almacén debe ser de 825 paletas; encada módulo de estanterías caben 20 palets: por tanto, necesitaremos42 módulos (y aún nos sobrarán 15 ubicaciones).

PASO 5: Layout definitivo.

En este paso configuraremos el layout final a partir de los resul-tados anteriores

En el paso 2 calculamos el número de hileras de estanterías que

podemos colocar: 6.En el paso 4 calculamos los módulos de estanterías necesarios: 42.

Por tanto, en cada hilera de estanterías deberá estar formada por 42/6 = 7 módulos. Cada hilera tendrá una dimensión total de 7*4 =28 metros. Como la longitud de la nave son 38 m, vemos que no ha-brá problema para ubicar la playa de expedición que necesitamos.

Por otra parte, dado que nos sobra 1,2 m en anchura, daremos a

los pasillos 0,40 m de holgura para facilitar la maniobrabilidad de loselementos de manutención.

De esta forma el layout óptimo será el de la Figura 5.26.


Playa deexpedición 1

8 m

10,4 m

38 m

3,4 m

3 ,4 m

3 ,4 m

3 ,4 m

Figura 5.26. Layout definitivo con medidas definitivas.



En las Figuras 5.27 y 5.28 se puede apreciar una configuraciónreal de almacén similar al del ejemplo desarrollado.


Figura 5.27. Configuración típicade almacén para operación conretráctiles.

Figura 5.28. Configuración típicade almacén para operación contrilaterales.

BIBLIOGRAFÍA

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CHASE, R. B.; AQUILANO, N. J., y JACOBS F. R. (2002): Manual de opera-ciones de manufactura y servicios. México: Ed. McGraw-Hill.

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MAULEÓN, M. (2003): Sistemas de almacenaje y picking. Madrid: Ed.Díaz de Santos.

MUTHER, R. (1981): Distribución en planta. Barcelona: Ed. Hispano Europea.

PÉREZ, M. (1998): Manual técnico del almacenaje. Ed. Mecalux.

SEKINE, K. (1993): Diseño de células de fabricación. Transformación de las fábricas para la producción en flujo. Madrid: Ed. Productivity.



6.1. INTRODUCCIÓN

La asignación de máquinas a operarios es un tema clásico de laorganización industrial.

Se trata de decidir qué o cuántas máquinas hay que asignar a unoperario para que estas funcionen el máximo tiempo posible.

Si el número de máquinas que asignamos al operario es bajo, lasmáquinas funcionarán con el mismo rendimiento que si cada una deellas tuviera un operario exclusivo a su servicio. La carga de trabajodel operario será baja; en cambio, la carga de trabajo será alta si elnúmero de máquinas asignadas es elevado, pero entonces aparecerá

el fenómeno de las «interferencias».Por interferencia entre máquinas se entiende el tiempo de inacti-

vidad de las mismas, pues hay un tiempo de espera que va desde quela máquina requiere una intervención hasta que el operario, ocupadocon otra máquina, vuelve a estar disponible.

Si el número de máquinas que lleva el operario es bajo, entonceslos costes de mano de obra serán relativamente altos.

Pero si el número de máquinas que lleva un operario es dema-siado alto se dispararan los costes de maquinaria, al estar estas des-ocupadas.

6Adaptaciones de diseñopara procesos semiautomáticos

209



El objetivo es que la asignación debe hacerse de forma que eltiempo de inactividad del operario o de las máquinas resulte tan bajocomo sea posible.

Saturar al operario puede provocar la aparición de interferen-cias; si lo que queremos es saturar la máquina, lo conseguiremos abase de una baja ocupación del operario. Ninguno de estos criterios esadecuado pues ni la saturación de las máquinas ni la de los operariosson objetivos deseables.

La asignación de máquinas tiene un objetivo económico, pues setrata de minimizar los costes de hombre y/o máquinas inactivas.

La práctica más habitual para el estudio del diseño de métodos detrabajo es la elaboración de diagramas de actividades simultaneas quenos dan una idea del tiempo improductivo que hay en la producción yse puede hablar de cuatro tipos diferentes:

• Diagramas hombre-máquina.

• Diagrama equipo-máquina.

• Diagrama hombre-varias máquinas.• Diagrama hombres en equipo.

Este último diagrama no lo veremos en este capítulo, pues seutiliza en las cadenas de montaje y se representan de forma cronoló-gica las operaciones que se tienen que realizar. El tiempo total se di-vide por el número total de operarios y se indican las operaciones quecada uno tiene que hacer.

Para llenar los diagramas de actividades simultaneas se pone enla columna correspondiente cada una de las actividades que se reali-zan y al lado se ponen los tiempos que se necesitan para dichas acti-vidades.

6.2. INTERACCIÓN PERSONA-MÁQUINA (DIAGRAMAS)

Cuando una persona y un equipo operan conjuntamente para rea-lizar el proceso productivo, el interés se concentra en el uso eficientedel tiempo de esta persona y del tiempo del equipo.




Cuando el tiempo del operador es inferior al tiempo de funciona-miento de la máquina, resulta útil para el análisis un diagrama per-sona-máquina.

Si el operador puede operar varias máquinas, el problema consisteen determinar la combinación más económica de operador y máqui-nas para ir a buscar el mínimo coste debido a un tiempo de inactivi-dad por parte del operario o de las máquinas.

Ejemplo: diagrama persona-máquina (Pinturas Asucra):

ADAPTACIONES DE DISEÑO PARA PROCESOS SEMIAUTOMÁTICOS 211

Persona Máquina

Cliente T Empleado T Mezcladora T(en s.) (en s.) de colores (en s.)

Pide pintura deun colorentre 5 Escucha pedido 5 Inactiva 5las referencias

del catálogoToma el bote depintura blanca e

Espera 15 introduce la 15 Inactiva 15referencia del

color solicitado

Espera 21 Inactivo 21 Realiza 21la mezcla

Espera 12 Coloca tapa del 12 Inactiva 12bote y cierra

Recibe el bote Entrega el botede pintura, 17 de pintura, 17 Inactiva 17paga recibe el espera el cobro,

cambio da el cambio

El tiempo de ciclo total es de 70 segundos y en esta operación in-tervienen el cliente, el empleado y la mezcladora de colores.

Tabla 6.1. Secuencia de actividades



Durante este ciclo, el cliente utilizó 22 segundos para hacer el pe-dido, recibir el bote solicitado, efectuar el pago y recibir el cambio(31% de carga). Todo si tenemos en cuenta que no haya colas.

El empleado trabajó 49 segundos para colocar el bote de pinturablanca en la mezcladora, tapar el bote, entregar la pintura solicitad,recibir el dinero del cliente y entregarle el cambio (70% de carga osaturación del operario).

La mezcladora de pintura estuvo trabajando durante 21 segundos(30% de carga o de saturación de máquina).

Gracias a este tipo de diagramas podemos estudiar si hay posibi-

lidad de poner una segunda máquina para que el empleado trabaje du-rante el periodo de inactividad que tiene con la primera máquina. Losdiagramas de actividades simultáneas entre la persona y la máquinanos dan una idea de la cantidad de tiempo improductivo que hay en laproducción. En este caso no hay solapamiento de trabajo entre eloperario y la máquina.

A continuación se describe un ejemplo en el que existe solapa-miento entre el trabajo manual del operario y el trabajo de la máquina.


Operario T en s. Máquina T en s.

Operario pone 5 Inactiva 5pieza en máquina

Inactivo 50 Fresado de la pieza 50

Operario saca 5 Inactiva 5pieza de máquina

Coge pieza y la 10 Inactiva 10traslada a una mesa

Control visual 25 Inactiva 25

Total tiempo ciclo: 95 s.

% , %de saturación del operario: 4595

⋅ =100 47 37

Tabla 6.2. Versión A (sin solape de actividades)



Si la operación automática puede desarrollarse sin la necesidad decontrol directo por parte del operario, resulta posible organizar elciclo de trabajo de modo que el operario esté activo, ocupado enotras tareas, mientras la máquina procesa la pieza.

% , %de saturación de máquina:50

95⋅ =100 52 63


Operario T en s. Máquina T en s.

Sacar pieza 5 Inactiva 5de máquina

Poner pieza 5 Inactiva 5en máquina

Coge pieza y la 10traslada a una mesaFresado de la pieza 50

Control visual 25

Espera 5

Sacar pieza de máquina

Coger pieza y trasladarla a mesa

Poner pieza en máquina

Tiempo Ciclo = 60 s.

Cronograma versión B. Con solape en las actividades.

Proceso automático

Fresado de pieza

Control visual

10

5

5

510 15 20 25

25

30 35 40 45 50

50

55 60CICLOUM

El tiempo de ciclo se ha reducido a 60 s.

El de saturación de máquina es: 5060

% , %⋅ =100 83 33

El de saturación del operario es:45

60% %⋅ =100 75

Tabla 6.3. Versión B (sin solape de actividades)

Figura 6.1. Cronograma de operaciones.



La producción comparada entre ambas versiones consiste en eva-luar el rendimiento en % de la versión sin solape respecto a la versióncon solape de actividades.

Lo que nos indica una mejora de producción del 58,33%.

6.3. INTERACCIÓN EQUIPO-MÁQUINA

Es la actividad que realizan dos o más operarios sobre una má-quina.

En estos casos se puede solapar tanto la actividad de los operariosentre sí como de ellos con la máquina.

T

T

ciclo Aciclo B

⋅ ⋅ =1009560

100 158 33, %


Operario T en s. Operario 2 T en s. Máquina T en s.

Sacar pieza 5 Inactiva 5de máquina

Poner pieza 5 Control 20 Inactiva 5en máquina calidad

Llevar pieza 10a la mesa Fresado 50

Espera 40 Espera 40

El tiempo de ciclo es de 60 s.

El de saturación del operario 2 es:2060

% , %⋅ =100 33 33

El de saturación del operario 1 es:20

60% , %⋅ =100 33 33

Tabla 6.4. Ejemplo de máquina con dos operarios



6.4. INTERACCIÓN PERSONA-MÁQUINAY EQUIPO-MÁQUINA

El problema de asignación de máquinas a un operario es difícil deplantear si no se hacen algunas hipótesis.

Una de ellas es la de suponer que todas las máquinas a asignar son idénticas. Con este supuesto eliminamos una de las preguntas:¿qué máquinas asignar a un operario?

Se tiene que conseguir que todas las máquinas que están a cargodel operario trabajen cerca de la saturación.

Para resolver el problema de cuántas máquinas asignar al operariovamos a utilizar el método de cálculo directo. Después de encontrar dicho número máximo de máquinas ( N ) se comprobará si este núme-ro de máquinas es el que hace que el coste del producto sea mínimo.

A continuación se definen una serie de parámetros:

t : tiempo de máquina necesario para obtener una unidad de pro-ducto.

T : tiempo total de ciclo.

H : coste, por unidad de tiempo, de un operario.

M :coste, por unidad de tiempo, de posesión de una máquina.

m: coste de funcionamiento de la máquina correspondiente a laobtención de una unidad de producto.

N : número de máquinas asignadas al operario.

u: diferencia del precio de venta de una unidad de producto y elresto de los costes, excepto los de la máquina y la mano deobra del proceso objeto del estudio (3)

A N N t

T P P

A N

t ( )

( )= ⋅ ⋅ = =Producción =1

N T

El de saturación de la máquina es:50

60% , %⋅ =100 83 33




Donde A( N ) es el n.o efectivo de máquinas en funcionamiento.

P es la producción por unidad de tiempo del grupo formado por las máquinas y el operario, si las

N máquinas funcionan ininterrum-

pidamente.

Hay que tener en cuenta que a causa de los tiempos de prepara-ción, resolución de incidencias e interferencias, las máquinas puedenno funcionar todo el tiempo, con lo que el número medio de máqui-nas en funcionamiento es, A( N ), que es siempre menor que N y laproducción P = A( N )/ t .

El coste por unidad de producto (c) es igual al coste del grupo,

máquina + hombre, por unidad de tiempo ( H + N * M ) dividido por laproducción por unidad de tiempo ( P):

T : tiempo total de ciclo

τ : tiempo total de mano de obra

entonces la duración del ciclo para el conjunto del operario y las N

máquinas es: τ *N

c = ( H + N · M ) · τ + m (4)

El margen de beneficio por máquina y unidad de tiempo (b):

b N

A N

t u m H M

N u m H M = ⋅ ⋅ − −

− = ⋅ ⋅ − −

−1 1 1( ) ( ) ( )τ

A N N t

T

N t

N

t ( ) = ⋅ =

⋅⋅

=τ τ

con lo que :

Cuando no es un número entero y donde :T

N >T

τ τ

Para casos de podemos aplicar esta fórmula. N T

≤τ

c H N M

A N t m c

H

N M T m=

+ ⋅

⋅ + = +

⋅ +( )

;




La carga del operario (C) se puede definir como la proporción detiempo en que el operario está activo, es igual al tiempo requeridopara una intervención, por el número de intervenciones por unidad de

tiempo de funcionamiento de la máquina (λ ) y por el n.o de máquinasen funcionamiento A( N ), es decir:

C = λ · τ · A( N ) (5)

Ejemplo problema:

En una sección de un taller hay un cierto n.o de máquinas idénti-

cas con las que se hace una operación de mecanizado de piezas.Cada operación exige un trabajo manual de preparación de máquinaque dura 10 minutos a actividad normal, seguido de un proceso au-tomático de máquina que dura 11 minutos.

El coste de un operario es de 800 u.m./hr, el coste de posesión deuna máquina (cuota de amortización de la misma) es de 200 u.m./hr.y el coste de funcionamiento de la misma es de 50 u.m./pieza. El cos-te de materias primas y otros imputables es de 100 u.m./pieza y el

precio de venta es de 365 u.m./pieza¿Cuántas máquina hay que asignar a cada operario, a actividad

normal, para que el coste de una pieza sea mínimo? ¿Cuál es este cos-te? ¿Cuál es el beneficio por máquina y hora?


t = 10 minutos

t = 11 minutos

T = 21 minutos

N T

max ,< = =τ

2110

2 1(Opciones : 2, = 3) N = N

Figura 6.2. Cronograma esquemático del ciclo productivo.



con lo que el coste (c) por unidad de producto:

c = 259,5 u.m./pieza (para N = 2)

( A) N ) = 1,1 y el coste por unidad de producto:

c = 283,3 u.m./pieza (para N = 3)

Con lo que se tienen que asignar N = 2 máquinas por darnos elmenor coste por pieza fabricada.

Para calcular el beneficio (b) por máquina-hora:

b N

A N

t u m H M = ⋅ ⋅ − − − = ⋅

⋅⋅ − − −

− =

1 1

2

1 05

11 1 60265 50 800

200 15 68

( )( )

,

/ ( )

, u.m./maq - hr

ct H N M

A N m=

⋅ + ⋅+ = ⋅ ⋅ +

⋅+

( )min

min ,11

1

60800

3 200

1 150

hr

A N N t

T

N t

N

t ( ) = ⋅ =

⋅⋅

= =τ τ

11

10

N T

= > ⋅3 es decir entonces con lo que N T = N ,τ

τ

c H N M

A N t m=

+ ⋅⋅ + =

+ ⋅⋅ ⋅ +

( ) ,min

800 2 200

1 0511

150

hr

60 min

N A N N t

T = = ⋅ = ⋅ =2 2

11

211 05( ) ,




6.4.1. Interferencias deterministas(diagrama persona-varias máquinas)

Podemos hacer una hipótesis en la que los tiempos y las secuen-cias sean fijos; en este marco cabe una gran diversidad de situaciones,pero acotamos más el problema considerando únicamente ciclos endonde hay un tiempo de trabajo manual y un tiempo de máquina, quepuede o no solaparse parcial o totalmente con el tiempo de trabajomanual.

τ : es el tiempo de trabajo manual en un ciclo.

τ

′: es el tiempo de trabajo manual con la máquina parada.τ ″ : es el tiempo de trabajo manual con la máquina en marcha

(tiempo de máquina productivo).

t : es el tiempo de máquina en un ciclo.

T : es la duración de un ciclo.


τ sin actividad

τ ′ τ″ sin actividad

sin actividad T

T (ciclo)

Operario

Máquina

En este cuadro tenemos las relaciones entre los diferentes tiempos

de un cicloτ = τ ′ + τ ″

T = τ ′ + t

Ejemplo 1: secuencia de actividades de un operario ( x ) y dosmáquinas (z) con los siguientes tiempos, τ ′ = 2, τ ″ = 0 y t = 3. El ciclotiene una duración de 5 unidades de tiempo.

En este caso las máquinas no tienen que esperar, en cambio eloperario permanece inactivo 1 de cada 5 unidades de tiempo (1 uni-dad de tiempo durante el ciclo del sistema).




F i g u r a

6 . 3 .

C r o n o g r a m a d e l o s e j e m p l o s 1 y 2 .



Ejemplo 2: secuencia de actividades de un operario ( x ) y tresmáquinas ( y) con los siguientes tiempos,τ ′ = 2, τ ″ = 0 y t = 3. El ciclotiene una duración de 6 unidades de unidades de tiempo.

En este caso el operario actúa sin interrupción, pero hay interfe-rencias, pues las máquinas tienen que esperar una unidad de tiempopara ser atendidas una vez a finalizado el ciclo.

De todo ello deducimos que el número máximo que puede aten-der un operario sin que aparezcan interferencias es:

(6)

El número máximo ( N ) que puede atender el operario es el tiem-po total de ciclo dividido por el tiempo de trabajo manual.

Si el cociente T / τ es entero, el número máximo de máquinas quetiene sentido asignar al operario es precisamente este cociente; si nolo es, el entero inmediatamente superior.

Luego se prueba si este valor hace mínimo el coste unitario deproducción, y de lo contrario se va bajando unitariamente el valor de N hasta encontrar este valor mínimo (tal como hemos visto anterior-mente).

N T

≤τ


Operario T Máquina 1 T Máquina 2 Ten s. en s. en s.

Saca pieza de máquina-2 8 Fresado pieza 1 14 Inactiva 8

Prep. pieza 2 para máq. 2 5 Activa Inactiva 5

Meter pieza 2 en máq. 2 5 Inactiva 4 Inactiva 5

Sacar pieza 1 3 Inactiva 3 Trepaje pieza 2 13

Meter pieza 3 en máq. 1 5 Inactiva 5 Activa

Inactivo 5 Fresado pieza 3 14 Activa

Saca pieza 2 4 Activa Inactiva 4

Tabla 6.5. Operaciones de las máquinas 1 y 2 con un operario



En este caso vemos que hay una interferencia entre las dos má-quinas de 4 unidades de medida que se produce cuando el operariomete la pieza 2 en la máquina 2, y la máquina 1 permanece parada sin

atención del operario.

6.4.2. Interferencias aleatorias

En este caso, las máquinas requieren una intervención del opera-rio por incidencias, cuyo tiempo para resolverlas también puede ser aleatorio.

Las interferencias aparecen aunque el operario solo tenga dosmáquinas; en efecto, una máquina puede requerir una intervenciónmientras el operario está trabajando para resolver una incidencia en laotra máquina.

En el caso determinista, la saturación del operario no es siemprela mejor solución; en el caso aleatorio, la saturación del operariosuele ser una pésima solución ya que las interferencias reducen mu-cho el rendimiento de las máquinas.

Dicho de otro modo, en el caso aleatorio, al aumentar N (núme-ro de máquinas asignadas al operario) A( N ) no crece proporcional-mente a la producción sino que llega a estabilizarse, con lo queaumentaríamos los costes de producción y reduciríamos la produc-tividad.

El cálculo de A( N ) suele hacerse por simulación, pero en algunoscasos particulares se puede recurrir a fórmulas, procedimientos de

cálculo, tablas o gráficos.Los modelos más sencillos tienen en común las siguientes hi-

pótesis:

• La intervención del operario se realiza con la máquina parada(mientras el operario la atiende, no puede generar una nueva in-cidencia).

• La aparición de incidencias en una máquina que funcione es in-dependiente de lo que sucede en las otras máquinas (máquinasindependientes).




• El tiempo de funcionamiento de una máquina hasta la apariciónde una incidencia se distribuye exponencialmente con un pará-metro, λ , de valor constante a lo largo del tiempo.

El valor de λ es inverso al tiempo medio de funcionamiento inin-terrumpido y coincide con el número medio de incidencias por uni-dad de tiempo de funcionamiento de la máquina.

Esta última hipótesis equivale a que la probabilidad de apariciónde una incidencia es independiente del tiempo que lleva funcionandola máquina.

Ashcroft estudió el caso en que el tiempo de resolución de una in-cidencia es constante y estableció formulas con las que se han obte-nido tablas y gráficos.

Las tablas son de doble entrada y contienen el número medio demáquinas en funcionamiento (número de Ashcroft ) correspondientea un número, N , de máquinas a cargo de un operario y a un paráme-tro, p, igual al producto del número medio de incidencias por unidadde tiempo de funcionamiento y el tiempo requerido para una inter-

vención (que es constante) p = λ *τ . Se busca en la tabla en valor de pque sea igual o que se aproxime más a dicho valor y obtenemos losdiferentes valores de A( N ) para cada valor dado de N . Por ejemplo:para un valor de p = 0,04 y N = 8 → A( N ) = 7,64.

Para un valor de p = 0,0114 y N = 24

(se toma el valor p = 0,0115) → A( N ) = 23,68.

Para estos modelos se supone que τ ″ = 0 con lo que τ = τ ′ con loque (con lo que el tiempo de trabajo manual en el ciclo es igual altiempo de trabajo manual con la máquina parada).

Si observamos el sistema formado por el operario y N máquinas,veremos que se suceden ciclos, de duración diversa, cada uno de loscuales consta de una fase de inactividad del operario y una fase acti-va en que el operario repara un cierto número de máquinas (8).

Para saber si N es el n.o

de máquinas que hace mínimo el costeunitario del producto, se coge el valor de N – 1 y el de N + 1 para cal-cular los costes:




Si los costes unitarios del producto para N – 1 y N + 1 son su-periores a los de N , entonces N es el número idóneo de máquinas aasignar.

Si el coste de N – 1 es inferior al de N y al de N + 1, entonces te-nemos que seguir calculando los costes para N – 2 hasta encontrar un N – i cuyo coste unitario es inferior al N – i +1 y al N – i –1.

El mismo procedimiento se aplica en caso de que el coste unitariodel producto para N + 1 sea inferior al de N y al de N – 1. Calculamosel coste para N + 2 hasta encontrar un N + i cuyo coste es inferior alde N + i – 1 y al de N + i + 1.

Ejemplo problema 1 de interferencias aleatorias:

Una gran cantidad de máquinas tiene que ser atendida por diver-sos operarios, los cuales tienen que atender las incidencias que se pro-ducen de forma aleatoria en las máquinas con una tasa de 6 inciden-cias/hora-máquina.

Cada máquina hace una unidad de producción cada 300 DMH.El coste por hora de máquina es de 3.500 u.m./hr y el coste del

operario es de 2.800 u.m./hr.

El tiempo necesario para atender una incidencia es de 50 DMHpara operarios en formación (actividad 90) y de 36 DMH para ope-rarios expertos (actividad 125).

Calcular el número de máquinas que puede llevar cada operarioen formación y cuántas puede llevar cada operario experto.

Coste · (hombre + grupo de máquinas) = H + N · M = (2.800 +3.500 · N ) u.m./hr




— Caso de operarios aprendices:

Luego buscamos en las tablas de Ashcroft qué valor de A( N ) lecorresponde a cada valor de N para un p = 0,03, haciendo un cuadrocomparativo con costes mínimos por unidad de producción.

Asignaremos 21 máquinas/operario en formación al obtener así el

coste unitario mínimo. — Caso de operarios expertos:

Asignaremos 29 máquinas/operario experto por ser el coste uni-tario mínimo.

p =⋅

−⋅

⋅ −⋅ =

6 36 1

10 000

av.

hr maq

DMH maq

av.

hr

DMH

( )

.0,0216

p = ⋅ = ⋅−

⋅ ⋅ − ⋅ =λ t 6 50 110 000

av.hr maq

DMH maqav.

hr DMH

( ).

0,03

c N

A N N

A N =

+ ⋅

⋅=

+⋅

2 800 3 500

1003

84 105. .( ) ( )

u.m./unidad

c =⋅

⋅

Coste (hombre + grupo maq.)

Producción (hombre + grupo maq.)

P A N

=100

3

( )

(unidades/hr)

Producción (hombre+ grupo de máquinas) =

DMHhr

10.000 DMH

A(N)

t =

=⋅

A N ( )300

1





Vamos a ver quécoste nos da N = 29

Ejemplo problema 2 de interferencias aleatorias:

En una empresa de producción de cables metálicos hay 20 má-quinas automáticas idénticas donde cada máquina puede producir 1 mlineal de cable cada 65 segundos.

N A( N ) C = (84 + 105 · N )/ A( N )

5 4,84 125,8310 9,66 117,39

15 14,42 115,05

20 19,10 114,35

25 23,60 114,79

Vamos a ver qué pasa con N = 19, 21

19 18,17 114,4220 19,10 114,35

21 20,02 114,34

22 20,93 114,38 Comprobamos N = 22

N A(N) C = (84 + 105 · N)/A(N)

15 14,65 113,2420 19,50 112,00

25 24,23 111,80

30 28,93 111,79

29 28,00 111,7500

28 27,06 111,7517Siguimosdisminuyendo N hasta

que el coste ascienda

Tabla 6.7. Costes unitarios para valores de N con operarios expertos

Tabla 6.6. Costes unitarios para valores de N con operarios inexpertos




El coste de operario es de 25 EUR/hr y el coste de máquina es:

a) 180 EUR/h en concepto de amortizaciones.

b) 15 EUR/h como coste de funcionamiento por consumo deenergía eléctrica.

Aleatoriamente, con una frecuencia de 9 averías por hora de fun-cionamiento de máquina, se produce una rotura del cable y su repa-ración requiere una intervención manual del operario cuya medida detiempo se ha realizado por cronometraje (actividad A normal = 100,tiempo de reloj T en segundos):

T 68 75 63 60 66 80 71 77 61 69

A 102 95 110 112 103 93 107 96 107 109

En esta operación hay un coeficiente de descanso del 24%.1. Calcular el tiempo normal representativo y el tiempo estándar

para la reparación del cable.

2. Que hipótesis, no explicadas en el enunciado, se tienen que ha-cer para aplicar el modelo de Ashcroft al calculo de las inter-ferencias?

3. Utilizando las tablas de Ashcroft, determinar el número opti-

mo de máquinas a asignar a cada operario teniendo en cuenta:Cada operario tiene que tener el mismo número de máquinas.

El coste de cada m lineal de cable producido tiene que ser mí-nimo.

¿Qué producción total de la sección (en m/h) se obtendrá?

¿Qué % de carga de trabajo tendrá cada operario?

Tabla 6.8. Muestreo de tiempos y niveles de actividad asociados



Solución:

1. Tiempo normal representativo (TNr )

Donde FA es el factor de actividad = Actividad / Actividad nor-mal

TS es el tiempo estándar y K es el suplemento de trabajo.

TS = 71 · (1 + 0,24) = 88,04 = 88 s.

Consideramos el TS de 88 s. como la actividad exigible para la

reparación del cable (τ)

2. Hipótesis de Ashcroft:

— Tiempo de servicio constante.

— Preparación con máquina parada.

— Una máquina parada no genera nuevas incidencias.

— Las máquinas son independientes.

— Paros exponenciales.3. Los operarios tienen que tener el mismo número de máquinas

con lo que N tiene que ser divisor de 20 : 1, 2, 4, 5, 10 y 20

Vamos a buscar el valor del parámetro p = λ · τ , donde λ es elnúmero medio de incidencias por hora de funcionamiento de má-quina.

p = ⋅ ⋅ ⋅ =9 88 0 22incidenciash

s 1 h3.600 s

,

TNr =⋅ + ⋅ + + ⋅

= =68 102

10075 95

10069 109

10010

70 99 71L

, s.

TNr TR FA

=⋅

⋅∑Núm. de valores

(1+ )TS = TNr K




Con el parámetro p y los valores N (número de máquinas por ope-rario) podemos encontrar el número medio de máquinas en funcio-namiento (número de Ashcroft A( N )).

Primero tendremos que calcular para los diferentes valores de N los siguientes datos:

— Producción horaria por operario

— Producción horaria total

— Coste total hora

— Coste unitario

— % carga del operario

C = 0,22 · A( N ) · 100

El coste unitario mínimo se obtiene para N = 2 con lo que haránfalta 10 operarios que se harán cargo de 2 máquinas cada uno. Laproducción total de la sección será de 891,69 m de cable/hr.

La carga de cada operario es del 35% con lo que le queda un 65%de tiempo libre para poder hacer operaciones que no impliquen des-

€

€

m.hm.

h

=

€

h= ⋅ + ⋅ + ⋅20 180 15 25 20( ( ) ) A N

N

m.

h

m.

h operario=

−

⋅

20

N

m.

h operario−= ⋅3 600

65.

( ) A N





plazamientos del lugar donde están las máquinas y que se puedan in-terrumpir en cualquier momento (ejemplo: hacer bobinas de 1.000 m,paletizarlas y retractilarlas).

N A( N ) m/h-op m/h €/h €/m % cargaop.

1 0,82 45,4154 908,308 4346 4,785 18

2 1,61 89,1692 891,692 4091,5 4,588 35

4 3,03 167,8153 839,077 3952,3 4,710 67

5 3,61 199,9384 799,754 3916,6 4,897 79

10 4,54 251,4461 502,892 3786,2 7,529 100




p N = 1 N = 2 N = 3 N = 4 N = 5 N = 6 N = 7 N = 8 N = 9 N = 10

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

0,01 0,99 1,98 2,97 3,96 4,95 5,94 6,93 7,92 8,91 9,90

0,02 0,98 1,96 2,94 3,92 4,90 5,88 6,85 7,83 8,81 9,78

0,03 0,97 1,94 2,91 3,88 4,84 5,81 6,77 7,74 8,70 9,66

0,04 0,96 1,92 2,88 3,84 4,79 5,74 6,69 7,64 8,58 9,52

0,05 0,95 1,90 2,85 3,79 4,74 5,67 6,61 7,53 8,45 9,37

0,06 0,94 1,88 2,82 3,75 4,68 5,60 6,51 7,42 8,31 9,19

0,07 0,93 1,86 2,79 3,71 4,62 5,52 6,42 7,29 8,15 8,99

0,08 0,93 1,85 2,76 3,67 4,56 5,44 6,31 7,16 7,98 8,76

0,09 0,92 1,83 2,73 3,62 4,50 5,36 6,20 7,01 7,78 8,50

0,10 0,91 1,81 2,70 3,58 4,44 5,28 6,08 6,85 7,57 8,21

0,11 0,90 1,79 2,67 3,53 4,38 5,19 5,96 6,68 7,33 7,89

0,12 0,89 1,77 2,64 3,49 4,31 5,10 5,83 6,50 7,08 7,550,13 0,88 1,76 2,61 3,44 4,24 5,00 5,69 6,31 6,81 7,19

0,14 0,88 1,74 2,58 3,40 4,18 4,90 5,55 6,10 6,53 6,83

0,15 0,87 1,72 2,55 3,35 4,11 4,80 5,40 5,90 6,25 6,48

0,16 0,86 1,71 2,52 3,31 4,04 4,70 5,25 5,68 5,97 6,14

0,17 0,85 1,69 2,50 3,26 3,97 4,59 5,10 5,47 5,70 5,82

0,18 0,85 1,67 2,48 3,22 3,90 4,48 4,94 5,26 5,44 5,520,19 0,84 1,66 2,44 3,17 3,83 4,37 4,79 5,05 5,19 5,24

0,20 0,83 1,64 2,41 3,12 3,75 4,26 4,63 4,85 4,95 4,99

0,21 0,83 1,62 2,38 3,08 3,68 4,15 4,48 4,66 4,73 4,75

0,22 0,82 1,61 2,35 3,03 3,61 4,04 4,33 4,47 4,53 4,54

0,23 0,81 1,59 2,33 2,98 3,53 3,94 4,18 4,30 4,34 4,34

0,24 0,81 1,58 2,30 2,94 3,46 3,83 4,04 4,13 4,16 4,160,25 0,80 1,56 2,27 2,89 3,39 3,73 3,90 3,98 4,00 4,00

Anexo: Tablas de Ashcroft




p N = 11 N = 12 N = 13 N = 14 N = 15 N = 16 N = 17 N = 18 N = 19 N = 20

0,000 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00

0,005 10,94 11,94 12,93 13,93 14,92 15,92 16,91 17,91 18,90 19,89

0,010 10,88 11,87 12,86 13,85 14,84 15,83 16,82 17,80 18,79 19,78

0,015 10,82 11,80 12,79 13,77 14,75 15,73 16,71 17,69 18,69 19,65

0,020 10,76 11,73 12,71 13,68 14,65 15,62 16,59 17,56 18,53 19,50

0,025 10,69 11,66 12,62 13,58 14,54 15,50 16,46 17,41 18,37 19,32

0,030 10,62 11,57 12,53 13,48 14,42 15,37 16,31 17,24 18,17 19,10

0,035 10,54 11,48 12,42 13,36 14,29 15,21 16,13 17,04 17,94 18,82

0,040 10,46 11,39 12,31 13,23 14,13 15,03 15,92 16,79 17,64 18,48

0,045 10,37 11,28 12,18 13,08 13,95 14,82 15,66 16,48 17,27 18,03

0,050 10,27 11,16 12,04 12,91 13,75 14,57 15,35 16,10 16,81 17,45

0,055 10,17 11,04 11,89 12,71 13,51 14,27 14,98 15,64 16,25 16,75

0,060 10,05 10,90 11,71 12,49 13,23 13,92 14,54 15,09 15,56 15,93

0,065 9,93 10,74 11,51 12,24 12,91 13,52 14,04 14,47 14,80 15,04

0,070 9,80 10,57 11,29 11,96 12,55 13,06 13,47 13,78 14,00 14,14

0,075 9,65 10,38 11,05 11,65 12,15 12,56 12,87 13,08 13,20 13,28

0,080 9,50 10,18 10,79 11,30 11,72 12,03 12,25 12,38 12,45 12,48

0,085 9,33 9,96 10,50 10,94 11,27 11,49 11,63 11,71 11,74 11,76

0,090 9,15 9,72 10,19 10,55 10,80 10,96 11,05 11,09 11,10 11,11

0,095 8,96 9,47 9,87 10,16 10,34 10,45 10,49 10,52 10,52 10,52

0,100 8,76 9,21 9,54 9,76 9,89 9,96 9,98 9,99 10,00 10,00

0,105 8,55 8,94 9,21 9,38 9,46 9,50 9,52 9,52 9,52 9,52

0,110 8,34 8,67 8,88 9,00 9,06 9,08 9,09 9,09 9,09 9,09

0,115 8,12 8,39 8,56 8,64 8,68 8,69 8,69 8,69 8,69 8,69

0,120 7,89 8,12 8,24 8,30 8,32 8,33 8,33 8,33 8,33 8,330,125 7,67 7,85 7,94 7,98 7,99 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00




p N = 21 N = 22 N = 23 N = 24 N = 25 N = 26 N = 27 N = 28 N = 29 N = 30

0,0000 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00

0,0025 20,95 21,94 22,94 23,94 24,94 25,93 26,93 27,93 28,92 29,92

0,0035 20,92 21,82 22,92 23,91 24,91 25,90 26,90 27,90 28,89 29,89

0,0045 20,90 21,90 22,89 23,89 24,88 25,88 26,87 27,87 28,86 29,86

0,0055 20,88 21,87 22,87 23,86 24,85 25,85 26,84 27,83 28,83 29,82

0,0065 20,85 21,85 22,84 23,83 24,82 25,82 26,81 27,80 28,79 29,78

0,0075 20,83 21,82 22,81 23,80 24,79 25,78 26,77 27,77 28,76 29,75

0,0085 20,80 21,79 22,78 23,77 24,76 25,75 26,74 27,73 28,72 29,71

0,0095 20,78 21,77 22,76 23,74 24,73 25,72 26,71 27,69 28,68 29,67

0,0105 20,75 21,74 22,73 23,71 24,70 25,68 26,67 27,65 28,64 29,62

0,0115 20,73 21,71 22,70 23,68 24,66 25,65 26,63 27,61 28,59 29,58

0,0125 20,70 21,68 22,66 23,65 24,63 25,61 26,59 27,57 28,55 29,53

0,0135 20,67 21,65 22,63 23,61 24,59 25,57 26,55 27,53 28,50 29,48

0,0145 20,64 21,62 22,60 23,58 24,55 25,53 26,50 27,48 28,45 29,43

0,0155 20,61 21,59 22,57 23,54 24,51 25,48 26,46 27,43 28,40 29,37

0,0165 20,58 21,55 22,53 23,50 24,47 25,44 26,41 27,38 28,34 29,31

0,0175 20,55 21,52 22,49 23,46 24,43 25,39 26,36 27,32 28,28 29,24

0,0185 20,51 21,48 22,45 23,42 24,38 25,34 26,30 27,26 28,22 29,17

0,0195 20,48 21,44 22,41 23,37 24,33 25,29 26,24 27,20 28,15 29,10

0,0200 20,46 21,43 22,39 23,35 24,31 25,26 26,21 27,17 28,11 29,06

0,0205 20,44 21,41 22,37 23,32 24,28 25,23 26,18 27,13 28,08 29,02

0,0210 20,43 21,39 22,34 23,30 24,25 25,20 26,15 27,10 28,04 28,97

0,0215 20,41 21,36 22,32 23,27 24,23 25,17 26,12 27,06 28,00 28,93

0,0220 20,39 21,34 22,30 23,25 24,20 25,14 26,08 27,02 27,95 28,88

0,0225 20,37 21,32 22,27 23,22 24,17 25,11 26,05 26,98 27,91 28,83




p N = 21 N = 22 N = 23 N = 24 N = 25 N = 26 N = 27 N = 28 N = 29 N = 30

0,0230 20,35 21,30 22,25 23,20 24,14 25,08 26,01 26,94 27,86 28,78

0,0235 20,33 21,28 22,22 23,17 24,11 25,04 25,97 26,90 27,81 28,73

0,0240 20,31 21,25 22,20 23,14 24,07 25,00 25,93 26,85 27,76 28,67

0,0245 20,29 21,23 22,17 23,11 24,04 24,97 25,89 26,81 27,71 28,61

0,0250 20,26 21,21 22,14 23,08 24,01 24,93 25,85 26,76 27,66 28,55

0,0255 20,24 21,18 22,12 23,05 23,97 24,89 25,80 26,71 27,60 28,43

0,0260 20,22 21,16 22,09 23,02 23,94 24,85 25,76 26,65 27,54 28,41

0,0265 20,20 21,13 22,06 22,99 23,90 24,81 25,71 26,60 27,48 28,34

0,0270 20,17 21,10 22,03 22,95 23,86 24,76 25,66 26,54 27,41 28,26

0,0275 20,15 21,08 22,00 22,91 23,82 24,72 25,61 26,48 27,34 28,18

0,0280 20,12 21,05 21,97 22,88 23,78 24,67 25,55 26,42 27,27 28,10

0,0285 20,10 21,02 21,93 22,84 23,74 24,62 25,49 26,35 27,19 28,01

0,0290 20,07 21,00 21,90 22,80 23,69 24,57 25,43 26,28 27,11 27,92

0,0295 20,04 20,96 21,86 22,76 23,65 24,51 25,37 26,21 27,03 27,80

0,0300 20,02 20,93 21,83 22,72 23,60 24,46 25,31 26,14 26,94 27,72

0,0305 19,99 20,90 21,79 22,68 23,55 24,40 25,24 26,06 26,85 27,61

0,0310 19,96 20,86 21,75 22,63 23,50 24,34 24,17 25,97 26,75 27,49

0,0315 19,93 20,83 21,71 22,59 23,44 24,28 25,10 25,89 26,65 27,37

0,0320 19,90 20,79 21,67 22,54 23,39 24,22 25,02 25,80 26,54 27,25

0,0325 19,87 20,76 21,63 22,49 23,33 24,15 24,94 25,70 26,43 27,11

0,0330 19,84 20,72 21,59 22,44 23,27 24,08 24,86 25,60 26,31 26,98

0,0335 19,80 20,68 21,54 22,39 23,21 24,00 24,77 25,50 26,19 26,83

0,0340 19,77 20,64 21,50 22,33 23,14 23,93 24,68 25,39 26,06 26,68

0,0345 19,73 20,60 21,45 22,27 23,08 23,85 24,58 25,28 25,93 26,52

0,0350 19,70 20,55 21,40 22,22 23,01 23,77 24,49 25,16 25,79 26,350,0355 19,66 20,51 21,35 22,15 22,93 23,68 24,38 25,04 25,64 26,18




p N = 21 N = 22 N = 23 N = 24 N = 25 N = 26 N = 27 N = 28 N = 29 N = 30

0,0360 19,63 20,47 21,29 22,09 22,86 23,59 24,28 24,91 25,49 26,00

0,0365 19,59 20,45 21,24 22,03 22,78 23,50 24,16 24,78 25,33 25,82

0,0370 19,55 20,38 21,18 21,96 22,70 23,40 24,05 24,64 25,17 25,63

0,0375 19,51 20,33 21,13 21,89 22,62 23,30 23,93 24,50 25,00 25,43

0,0380 19,46 20,28 21,07 21,82 22,53 23,19 23,80 24,35 24,83 25,23

0,0385 19,42 20,23 21,00 21,74 22,44 23,09 23,68 24,20 24,65 25,02

0,0390 19,38 20,17 20,94 21,67 22,35 22,98 23,54 24,04 24,46 24,810,0395 19,33 20,12 20,87 21,59 22,25 22,86 23,40 23,88 24,28 24,60

0,0400 19,28 20,06 20,80 21,50 22,15 22,74 23,26 23,71 24,08 24,38

0,0405 19,24 20,00 20,73 21,42 22,05 22,62 23,12 23,54 23,89 24,15

0,0410 19,19 19,94 20,66 21,33 21,94 22,50 22,97 23,37 23,69 23,93

0,0415 19,13 19,88 20,59 21,24 21,83 22,36 22,81 23,19 23,48 23,70

0,0420 19,08 19,82 20,51 21,15 21,72 22,23 22,66 23,01 23,28 23,47

0,0425 19,03 19,75 20,43 21,05 21,61 22,09 22,50 22,82 23,07 23,25

0,0430 18,97 19,69 20,35 20,95 21,49 21,95 22,33 22,63 22,86 23,02

0,0435 18,92 19,62 20,26 20,85 21,37 21,81 22,15 22,44 22,65 22,79

0,0440 18,86 19,55 20,18 20,75 21,24 21,66 21,99 22,25 22,43 22,56

0,0445 18,80 19,47 20,09 20,64 21,11 21,51 21,82 22,06 22,22 22,33

0,0450 18,74 19,40 20,00 20,53 20,98 21,36 21,65 21,86 22,01 22,10

0,0460 18,61 19,24 19,81 20,30 20,72 21,04 21,29 21,47 21,59 21,66

0,0470 18,48 19,08 19,61 20,07 20,44 20,73 20,94 21,08 21,17 21,22

0,0480 18,34 18,91 19,41 19,82 20,15 20,40 20,57 20,69 20,76 20,80

0,0490 18,19 18,73 19,19 19,57 19,86 20,07 20,21 20,30 20,36 20,38

0,0500 18,04 18,54 18,97 19,31 19,56 19,74 19,86 19,93 19,96 19,98



BIBLIOGRAFÍA

CHASE, R. B.; AQUILANO, N. J., y JACOBS, F. R. (2002): Manual de opera-

ciones de manufactura y servicios. Madrid: Ed. McGraw Hill.R. COMPANYS, A. COROMINAS (1994): Diseño de sistemas productivos 2, en

la colección Organización de la producción I. Barcelona: Ed. UPC.




7.1. PROBLEMA 1. ESTUDIO DEL TRABAJO


Este problema pretende ilustrar mediante un ejemplo los con-ceptos de medición del trabajo.

Para resolverlo es necesario haber adquirido los conocimientossiguientes:

• Tiempo normal, actividad y tiempo estándar.

• Ciclo total, ciclo manual, concedidos y producción.

7.1.2. Enunciado

Se ha hecho un cronometraje para una operación donde hay unoperario que lleva una sola máquina. Los datos que se han obtenidose muestran a continuación:

7Ejercicios resueltos

237



La actividad pactada con los trabajadores es 120 centesimal. Sepide:

a) Ciclo total, ciclo manual y producción horaria en los nivelesnormal, exigible y óptimo.

b) Con el fin de ocupar los tiempos concedidos, se asigna aloperario la realización de la operación adicional de llenar ca-

jas con otras piezas, actividad manual e ininterrumpible, el ci-clo normal de la cual es de 71°°. ¿Cuál es la producción exi-gible en cajas / hora? (tened en cuenta que no está llenandocajas todo el tiempo!)

c) En seis horas y media de trabajo, el operario ha hecho 43 uni-dades con la máquina y ha llenado 525 cajas. ¿Ha cumplidocon la producción exigible?

7.1.2. Resolución

a) Ciclo total, ciclo manual y producción horaria en los nivelesnormal, exigible y óptimo.


Elemento Tipo TN Supl. Frec.(oo)

1 Manual, MP 560 17% 3/4

2 Manual, MP 442 20% 1/4

3 Manual, MM 300 16% 1

4 Màquina 1.000 — 1



Ts = TN (1 + K )

b) Con el fin de ocupar los tiempos concedidos, se asigna aloperario la realización de la operación adicional de llenar cajascon otras piezas, actividad manual e ininterrumpible, el ciclo normalde la cual es de 71°°. ¿Cuál es la producción exigible en cajas /hora?

P120

710

1 52010 000

711 2

78 947=

+

≈

..

,

, c/h.

EJERCICIOS RESUELTOS 239

Elemento TN K Ts f Cs = f · Ts

1 560 17% 655,2 0,75 491,1 MP

C MP = 6242 442 20% 530,4 0,25 132,6 MP

3 300 16% 348 1 348 MM

4 1.000 — 1.000 1 1.000 Máq.

Normal Exigible Optim.

Actividad 100 120 133,3

T ′ 624 520 468

T ″ 348 290 261

T 972 810 729

t 1.000 1.000 1.000

Concedidos 652 710 739

Ciclo 1.624 1.520 1.468

u.f./hora 6,158 6,579 6,812



t – T ″ = Concedidos T ′ + t = Ciclo

c) En seis horas y media de trabajo, el operario ha hecho 43 uni-

dades con la máquina y ha llenado 525 cajas. ¿Ha cumplido con la producción exigible?

Ha cumplido 65.000 = 6,5 horas.

7.2. PROBLEMA 2. EQUILIBRADO DE LÍNEASDE PRODUCCIÓN (CISA)


Este problema pretende ilustrar mediante un ejemplo prácticolos conceptos de diseño y equilibrado de una línea de ensamblaje, re-

lacionándolos con las condiciones laborales del entorno.Para resolverlo es necesario haber adquirido los conocimientos si-

guientes:

• Takt time y tiempo ciclo: diferencias y similitudes. Cálculo.

• Diagrama de proceso: herramienta para describir un procesoproductivo.

• Equilibrado de una línea de producción. Descripción del equi-

librado mediante cronogramas y diagramas de equilibrado.• Stock en curso de fabricación y buffers (pulmones) dinámi-

cos.

• Distribución en planta de células en U .

7.2.2. Enunciado

La empresa CISA (Cosas Inútiles S.A.) tiene en la actualidadun producto en el mercado de gran éxito comercial. Prevé un au-

AObs =× × ×

× = >71 525 43 972

65 000100 121 6 120

.,




mento importante en la demanda durante los próximos meses y por ello quiere rediseñar su proceso productivo para ser capaz de abas-tecer dicha demanda con el mínimo stock de producto acabado

posible. Dicha demanda se espera que sea de 70.800 piezas por mes.

El producto en cuestión es un juguete formado por 8 piezas que co-rresponden a 6 referencias de fabricación diferentes (véase Figura 7.1).

Se dispone de un diagrama de proceso (véase Figura 7.1) facili-tado por los ingenieros de producto donde se detalla un posible pro-ceso de ensamblaje para el juguete. No hay ningún requerimiento es-

pecífico respecto al orden de ejecución de las operaciones, salvo losmarcados por la lógica de montaje del producto.

Cabe destacar que las dos semiesferas que forman el cuerpodel muñeco se pegan con un pegamento que tiene un tiempo de se-cado de 3 minutos. A su vez, el proceso de impresión de la etiquetase realiza mediante una impresora automática que requiere 2 s ma-nuales para iniciar la impresión, la cual se realiza automáticamentedurante 15 s.

Debe considerarse que cada mes tiene 20 días laborables, en losque el trabajo se realiza en tres turnos y en cada turno se destina (si-guiendo el convenio colectivo) un 10% del tiempo a descansos lega-les y actividades varias.

Se pide:

1. Takt time y tiempo ciclo óptimo para la línea de producción enlas condiciones indicadas.

2. Teniendo en cuenta que se desea organizar una célula de tra-bajo en «U »; determinar: tiempo de proceso, tiempo máquina,tiempo manual y número de estaciones mínimo para poder cubrir la demanda.

3. Definir un equilibrado adecuado para la célula de montajemediante un cronograma.

4. Hacer el diagrama de equilibrado de la célula, determinar sueficiencia y determinar la capacidad real del proceso (en uni-dades por turno).




5. Cual será el stock de cuerpos semiesféricos en curso de fabri-cación mínimo para que la línea funcione adecuadamente (enunidades).

6. Dibuje, de forma esquemática, cómo distribuiría los puestos detrabajo y los elementos productivos en una célula U .


1A- Cuerpo semiesférico en

contenedor

1B- Caja plegada en

contenedor

6B- Posicionar caja para

meter muñeco

5B- Pegar etiqueta

impresa en caja

7B- Cerrar caja

8B- Colocar caja en

contenedor final

10B- Stock de producto

acabado

1C- Etiquetas en rollo

original

2C- Accionar impresora

3C- Impresión

automática

4C- Despegar etiqueta

y posicionar sobre

4B- Posicionar caja para

colocar etiqueta

3B- Montar caja

2B- Coger caja y poner

sobre la mesa

14A- Meter muñeco acabado

en caja

13A- Pegar pegatina ojos

12A- Coger brazo y clipar en

taladro 3

11A- Coger brazo y clipar en

taladro 2

10A- Coger peluca y clipar en

taladro 1

9A- Poner subconjunto en

soporte de ensamblaje

8A- Espera de secado (3

minutos)

7A- Colocar conjunto en

soporte de secado

6A- Coger segundo cuerpo

semiesférico y pegarlo

5A- Depositar cordón de

pegamento sobre cuerpo

4A- Coger cuerpo

taladrado y coger

3A- Hacer taladros 1, 2 y 3.

en su soporte

2A- Coger cuerpo

semiesférico y colocado

P2. Peluca P4. Pegatina ojos

P3. BrazoP3. Brazo

P1. Cuerpo semiesférico

P6. Caja cartón

P5. Etiqueta impresa

Taladro 1

Taladro 2

Taladro 3

Cordón

pegamento

1

1

1

1 2

31

1

1

1

1

5

5

5 15

4

3

3

3

4

4

10

180

´

Figura 7.1. Diagrama de proceso y esquema de montaje.



7.2.3. Solución

1. Takt time y tiempo ciclo óptimo para la línea de producción en

las condiciones indicadas.

El takt time es la pregunta ¿cada cuánto tiempo debería producir una unidad para satisfacer EXACTAMENTE la demanda del cliente?

El takt time es la expresión de la demanda del cliente «traducida»mediante el esquema productivo (turnos de trabajo, tiempo producti-vo...).

El cálculo se detalla en la tabla siguiente:


Demanda por mes 70.800

DÍAS POR MES 20

DEMANDA en Unidades / día 3.540

Minutos por turno 480

Tiempo no productivo por turno (10%) 48

Numero de turnos 3

Tiempo total diario para producir (min) 1.296

TAKT TIME (s) = Tiempo total/demanda diaria 22,0

El tiempo de ciclo es la respuesta a la pregunta ¿cada cuántotiempo la línea de producción real produce una unidad?

Si queremos producir sin stock de producto acabado, el tiempo deciclo óptimo será el que coincida exactamente con el takt time. Por tanto:

Tiempo ciclo óptimo (s) 22,00



Debido a los condicionantes del proceso y el producto, no siem-pre será posible diseñar de forma que takt time y tiempo ciclo coin-cidan. En estas condiciones, para asegurar el servicio al cliente siem-

pre se debe asegurar:


tiempo Ciclo < takt Time

2. Teniendo en cuenta que se desea organizar una célula de tra-bajo en «U»; determinar: tiempo de proceso, tiempo máquina, tiempo manual y número de estaciones mínimo para poder cubrir la de-

manda.El tiempo de proceso es el tiempo total que hay que invertir

para ensamblar una unidad (sería el tiempo que a una única personale costaría ensamblar una única unidad de principio a fin). Por lo tan-to, el tiempo de proceso será la suma de todos los tiempos de en-samblaje.

El tiempo máquina será la parte del tiempo de proceso que se rea-liza automáticamente sin la intervención del operador. En nuestro pro-blema estos tiempos corresponden al tiempo de secado y al tiempo au-tomático de impresión.

El tiempo manual será la suma de todos los tiempos de procesoque requieren intervención del operador.

En general se cumple:

Tiempo de proceso = Tiempo máquina + Tiempo manual

De esta manera:

Tiempo de proceso (s) (T manual + T automático) 255

Tiempo máquina (incluye secado) (s) 195

Tiempo manual (s) 60



El número de estaciones mínimo corresponde a repartir el tiempomanual (se supone que el tiempo máquina se realiza en paralelocon el tiempo manual) de forma que consigamos el tiempo ciclo

previsto.Es decir:


N.o estaciones mínimo = Tiempo manual / Tiempo ciclo = 60/22 = 2,73

Si asociamos el concepto estación a «espacio físico en una distri-bución en planta», es evidente que el resultado deberá ser un numeroentero. Por tanto, el número mínimo de estaciones para poder cumplir los requisitos será el entero inmediatamente superior:

Estaciones mínimas 3

3. Definir un equilibrado adecuado para la célula de montajemediante un cronograma.

Un cronograma describe los ciclos productivos de cada estaciónde trabajo, mostrando los solapes hombre máquina. En la Figura 7.2se presenta un cronograma posible para la línea.

Obsérvese que:

• La línea funcionará al ritmo del puesto más lento y por tanto,el tiempo ciclo de cada puesto debe ser menor o igual que eltiempo ciclo que se quiere conseguir

• El tiempo de secado no se ha descrito, pues se creará para elloun pulmón (buffer ) dinámico.

• No ha sido posible conseguir un tiempo ciclo real igual al tiem-po ciclo objetivo pero si se cumple que TC < Takt time.




F i g u r a

7 . 2 .

C r o n o g r a m a d e l e q u i l i b r a d o c o n 3 p u e s t o

s .




4. Hacer el diagrama de equilibrado de la célula, determinar sueficiencia y determinar la capacidad real del proceso (en unidades por turno).

El diagrama de equilibrado se muestra en la Figura 7.3.

TT=22s

P1 P2 P3

El tiempo de ciclo real de la línea será de 21 segundos (el puestomás lento).

La eficiencia del equilibrado será:

Figura 7.3. Diagrama de equilibrado.

La capacidad real del proceso por turno será:

Eficiencia = (TC1 + TC2 + TC3)/(n × TC)

Eficiencia = (19 + 20 + 21)/(3 × 21) = 0,95

Capacidad real = Tiempo para producir/ TC

Capacidad real = (480 – 48) × 60/21 = 1.234 u/turno

5. Cuál será el stock de cuerpos semiesféricos en curso de fabrica-ción mínimo para que la línea funcione adecuadamente (en unidades).

El stock mínimo corresponderá a tener una unidad de producto (1producto = 2 cuerpos semiesféricos) en cada estación más el stock encurso debido al tiempo de secado.




El stock de secado será: 9 (3 × 60 / 22 = 8,18 y debemos escoger el entero superior).

Stock en estaciones: 3 × 2 6

Stock de secado: 9 × 2 18

TOTAL 25

6. Dibuje, de forma esquemática, cómo distribuiría los puestosde trabajo y los elementos productivos en una célula U.

SOPORTE PARA TRANSPASARLA UNIDAD SEMIELABORADA

IMPRESORA

STOCK DEAPROVISIONAMIENTO

SOPORTE DEEMSAMBLAJE

CARRILES DE SALIDA DELPRODUCTO ACABADO

STOCK DINÁMICODE SECADO (9 u)

Figura 7.4. Distribución en planta de la célula U.

7.3. PROBLEMA 3. ANÁLISIS DE VARIABILIDAD


Este caso resuelto plantea las observaciones obtenidas de un análisisde variabilidad e ilustra las conclusiones que se pueden extraer a partir de su estudio y las acciones a emprender para mejorar la situación.




Para resolverlo es necesario haber adquirido los conocimientos si-guientes:

• Medición del trabajo.• Análisis de variabilidad.• Equilibrado de una línea de producción.• Capacidad, productividad y tiempo ciclo.

7.3.2. Enunciado

En una planta de producción nos encontramos con el problema

de que una línea de ensamblaje no cumple con los objetivos previs-tos de capacidad y productividad.

La línea ensambla un producto de forma manual mediante herra-mientas sencillas. Solo la estación P2 utiliza una pequeña prensa au-tomática algo más complicada.

La línea está diseñada con 4 estaciones de trabajo y cada una tie-ne un ciclo productivo con un tiempo asignado de 29 segundos, loque implica una producción por turno de trabajo de 794 unidades.

La realidad es que se producen un total de 600 unidades al turno.

Consultados los afectados sobre las causas del problema las res-puestas han sido las siguientes:

• Por una parte los operarios de producción argumentan que lostiempos están mal calculados porque no tienen en cuenta mu-chos tiempos de paro que se producen, como por ejemplo eltiempo de reaprovisionamiento (cada operario debe aprovisio-nar su puesto cuando de queda sin un componente).

• Los técnicos de métodos y tiempos argumentan que estos tiem-pos ya se han incluido en el cálculo de tiempos y que el pro-blema es la actividad de los trabajadores y el hecho de queutilizan más tiempo del legalmente establecido para «necesi-dades personales».

Para intentar resolver el problema se ha decidido realizar un aná-

lisis de variabilidad . Los datos del cronometraje se expresan en la Ta-bla 7.1 (se ha anotado la lectura directa del cronometro sexagesimalal final de cada ciclo).




A partir de estos datos:

1. Construir el gráfico de variabilidad .

2. A partir del gráfico y teniendo en cuenta las opiniones de losimplicados: hacer un diagnostico de los problemas principalesde la línea.

3. Plantear las dos principales acciones para mejorar esta situa-ción.

7.3.3. Resolución

1. Construir el gráfico de variabilidad .

A partir de los datos de la Tabla 7.1 (en tiempo sexagesimal), po-demos construir una tabla de duración de cada ciclo (en segundos se-xagesimales) e identificar para cada puesto el tiempo máximo, elmínimo y la media.

También calcularemos la variabilidad (en %) de cada puesto y lis-taremos la causa de la aleatoriedad mayor.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Aleatoriedadesobservadas

P1 0:27 0:53 1:22 1:53 2:24 2:50 3:21 3:50 4:18 4:50 Operador se apro-visiona de una caja

P2 0:23 0:46 1:16 1:44 2:19 2:49 3:34 3:16 4:40 5:20 Aprovisionamientocaja, atranqueprensa (3)

P3 0:24 0:56 1:37 2:07 2:35 2:59 3:32 4:12 4:36 5:00 Muelles enredados,problema al coger-los

P4 0:22 0:45 2:07 2:47 3:47 4:12 4:53 5:17 5:40 6:40 Evacuacióncaja (2),producto defec-tuoso (2)

Tabla 7.1. Datos obtenidos por cronometraje




A partir de la Tabla 7.2 dibujamos el gráfico de variabilidad

(Figura 7.5), en el que incluiremos el tiempo ciclo objetivo para la lí-nea de producción.

2. A partir de la Figura 7.5, y teniendo en cuenta las opiniones delos implicados, hacer un diagnóstico de los problemas princi-pales de la línea.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Min Media Max VAR Causa del máximo

P1 27 26 29 31 31 26 31 29 28 32 26 29 32 23% Aprovisionamientocaja

P2 23 23 30 28 35 30 45 42 24 40 23 32 45 95% Atranque prensa

P3 24 32 41 30 28 24 33 40 24 24 24 30 41 70% Muelles enredados

P4 22 23 22 40 60 25 41 24 23 60 22 34 60 170% Evacuación cajaproducto acabado

Del análisis del grafico de variabilidad podemos extraer las si-guientes conclusiones:

• El tiempo ciclo de la línea de producción corresponde al tiem-po ciclo del puesto más lento, por tanto 34 segundos. Ello im-plica una capacidad de la línea de 677 unidades/turno.

Tabla 7.2. Datos de variabilidad por puestos y causas de las mismas

32

2926

4541

30

24

60

34

22

32

23

Tiempo

Tc=29s

P1 P2 P3 P4 Estación

Figura 7.5. Gráfico de variabilidad de línea.



• La línea está bastante desequilibrada si nos fijamos en el tiem-po medio (mucha diferencia entre el tiempo de un puesto yotro). Sin embargo, los tiempos mínimos están bastante equili-

brados (similares entre sí).• Todos los ciclos son muy irregulares, con un alto índice de

variabilidad.

• Solo el primer ciclo productivo cumple con el tiempo cicloasignado (29 s); coincide que este ciclo es el más regularizado(variabilidad 23%).

• El ultimo puesto es el más lento y también el más irregular (a

pesar de tener el tiempo mínimo más bajo).• Muchas de las aleatoriedades se producen por causa del apro-visionamiento.

El diagnóstico de la línea podría ser el siguiente:

La línea parece bien equilibrada ya que los tiempos mínimos sonbastante homogéneos y situados por debajo del tiempo ciclo objetivode 29 segundos.

Sin embargo, muy probablemente las aleatoriedades que se pro-ducen son muy superiores a las que se habían previsto, lo que haceque los tiempos medios de operación sean mucho más elevados.Esta hipótesis está avalada por el hecho de que el puesto más regula-rizado sí que cumple con el tiempo ciclo (a pesar de tener el tiempomínimo más elevado), mientras que los otros no.

Por otra parte, la producción esperada para un tiempo de ciclo dela línea de 34 segundos (en vez de 29) sería: 794*29/34 = 677 uni-dades/turno, mientras que solo se producen 600. Ello puede ser un in-dicio de que efectivamente los trabajadores gastan más tiempo del es-tablecido en descansos.

3. Plantear las dos principales acciones para mejorar esta situa-ción.

Podemos plantear dos acciones, una de carácter más general yotra más centrada en la línea.

• De carácter general: estudiar con más detalle los problemas enel aprovisionamiento-evacuación de materiales. Muy proba-




blemente habría que reconsiderar si el autoaprovisionamiento esla forma más adecuada de trabajo.

• De carácter más particular. Actuar sobre el cuello de botella (eneste momento el puesto 4) intentando regularizarlo al máximo.Una disminución del tiempo medio de este puesto implica au-tomáticamente un aumento de la capacidad de la línea.

7.4. PROBLEMA 4. INTERFERENCIAS / ESTUDIODEL TRABAJO (CISA [B])

7.4.1. Enunciado

La empresa CISA (Cosas Inútiles S.A.) continúa llevando a cabosus proyectos de reingeniería de procesos. En este caso pretende es-tudiar la productividad de un operario destinado en la sección depintura. El operario en particular se encarga de la preparación ypuesta en marcha de un proceso de pintado que lleva a cabo un robot.El proceso consiste en un conjunto de actividades manuales y auto-

máticas que se detallan a continuación, y que componen un ciclo detrabajo:


Operación Tiempo Tipo Descripciónnormal (MP/MM)

A1 Operario 25 s Máquina Colocar 5 unidades en una bandeja,Parada disponer la bandeja en el área de

pintado y puesta en marcha del robot.

A2 Operario 10 s Máquina Control de ejecución inicial / ajustes.Marcha

A3 Robot 45 s Máquina Pintado de las 5 unidades por parte delMarcha robot (proceso automático).

A4 Operario 15 s Máquina Retirada de la bandeja con las unida-Parada des pintadas y transporte de la bandeja

a la etapa siguiente.

Tabla 7.3. Datos de operaciones «A» y tiempos asociados



Sabiendo que en cada ciclo de trabajo se pinta una bandeja quecontiene 5 unidades, y que el puesto de estudio trabaja un turno de 8horas al día, de las cuales el 15% se destina a reservas, se pide:

a) La capacidad normal proyectada y efectiva del conjunto ope-rario + robot en una jornada de trabajo en unidades / día.

b) La capacidad proyectada y efectiva del conjunto operario + ro-bot en una jornada de trabajo en el caso que el nivel de acti-vidad (o desempeño) fuera de 110 centesimal.

En la etapa posterior al proceso de pintado enunciado más arriba,otro operario se encarga del proceso de cocido de la pintura, en el

que la bandeja extraída se introduce en un horno de cocción rápidadonde la superficie pintada se calienta durante 150 segundos paraacelerar el proceso de secado de la pintura. El horno está diseñadopara poder secar 1, 2 o 3 bandejas simultáneamente. El proceso de laetapa de cocido se detalla a continuación:


Operaciones Tiempo Tipo Descripciónnormal (MP/MM)

B1 Operario 10 s Máquina Colocar las bandejas, cerrar la puertaParada del horno y accionar el botón de en-

cendido.

B2 Horno 150 s Máquina Proceso de cocido automático.Marcha

B3 Operario 20 s Máquina Retirar las bandejas y disponerlas enParada el pulmón de enfriado.

Tabla 7.4. Datos de operaciones «B» y tiempos asociados

c) Calculen la capacidad normal proyectada y efectiva de estaetapa en unidades / día con el horno trabajando a 1, 2 y 3bandejas, considerando que las condiciones laborales son lasmismas que en la etapa anterior.

Dado que los operarios de las dos etapas tienen una gran cantidadde tiempo inactivo (especialmente el de la etapa de cocido), se hapensado en unificar los dos puestos y trasladar uno de los operarios a




Secuencia Operario + Robot de pintura:

Operario

Robot (pintura)

otra sección. Desea mantenerse una capacidad efectiva del conjuntono inferior a las 1.300 unidades / día.

Finalmente se pide:

d ) Diseñe el nuevo puesto de trabajo bajo las condiciones espe-cificadas y con un solo operario, para ello debe calcular el ni-vel de actividad del operario, el número de bandejas simultá-neas en el horno y la capacidad efectiva del conjunto.

e) Dibuje un cronograma en el que se muestren detalladamentelas operaciones y tiempos del operario, robot y horno en el ci-clo conjunto definitivo.

NOTA: Tenga en cuenta que el operario solo puede llevar acabo una actividad simultáneamente.

7.4.2. Resolución

a) La capacidad normal proyectada y efectiva del conjunto ope-rario + robot en una jornada de trabajo en unidades / día.

A1 = 25 s.

A2 = 10 s.A3 = 45 s.

A4 = 15 s.

Tiempo ciclo normal = 25+45+15 = 85s.

Capacidad normal proyectada:

Cn _ .proyectada = 8 h 3.600 s1 h

bandeja85 s

unidades1 bandeja

un/día⋅ ⋅ ⋅ =1 5 1 694

Figura 7.6. Esquema de cronograma del ciclo productivo «A».



Capacidad normal efectiva:

De la jornada de trabajo hay que restar el tiempo destinado a re-servas (15%)

b) La capacidad proyectada y efectiva del conjunto operario +robot en una jornada de trabajo en el caso que el nivel de ac-tividad (o desempeño) fuera de 110 centesimal.

El hecho de aumentar la actividad solo afectará a las operacionesmanuales, es decir, a las que realiza el operario. Concretamente:

A1’ = 22,73 s.A2’ = 9,1 s.A3’ = 45 s.A4’ = 13,64 s.

Tiempo ciclo actual 110 = 22,73+45+13,64 = 81,4

c) Calculen la capacidad normal proyectada y efectiva de estaetapa en unidades / día con el horno trabajando a 1, 2 y 3bandejas, considerando que las condiciones laborales son lasmismas que en la etapa anterior.

Cefectiva = 83.600

1

bandeja

81,4

unidades

1 bandeja

un/día

_ ( , )

.

110 1 0 151 5

1 504

hh s

⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ =

=

s

Cproyectada = 8 h3.600

1 h

bandeja

81,4 s

unidades

1 bandejaun/día_ .110

1 51 769⋅ ⋅ ⋅ =

s

Cn _ ( , )

.

efectiva = 8 h3.600 s

1 h

bandeja

85 s

unidades

1 bandeja

un/día

⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ =

=

1 0 151 5

1 440


Secuencia operario + Horno de cocción

Operario

HornoFigura 7.7. Esquema de cronograma del ciclo productivo «B».



B1 = 10 s.B2 = 150 s.

B3 = 20 s.Tiempo ciclo = 10 + 150 + 20 = 180 s.

Capacidad normal proyectada con 1 bandeja:

Capacidad normal efectiva con 1 bandeja:

El hecho de aumentar el número de bandejas no añade tiempo,pero sí que duplica o triplica la capacidad de esta etapa, por lo que:

Cn_proyectada_2bandejas = 1.600 un/día

Cn_proyectada_3bandejas = 2.400 un/díaCn_efectiva_2bandejas = 1.360 un/día

Cn_efectiva_3bandejas = 2.040 un/día

d) Diseñe el nuevo puesto de trabajo bajo las condiciones espe-cificadas y con un solo operario, para ello debe calcular el ni-vel de actividad del operario, el número de bandejas simultá-

neas en el horno y la capacidad efectiva del conjunto.

Nos piden que unifiquemos los dos puestos en uno y definamoslas operaciones que debería realizar el operario:

Teniendo en cuenta la productividad de ambos puestos, nos da-mos cuenta de que, a priori, se cumple la condición de obtener unaproductividad superior a 1.300 con un nivel de actividad normal y 2bandejas. No obstante, al realizar el cronograma (véase Figura 7.8) de

la secuencia de actividades dando prioridad (evitando tiempos muer-tos) al proceso de cocido (180 s frente a 2 operaciones de pintado quesuman 170 s) vemos que se producen interferencias sobre el operario

Cnefectiva = 8 h3.600 s

1 hbandeja180 s

unidades1 bandeja

un/día⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ =( , )1 0 151 5

680

Cnproyectada = 8 h3.600 s

1 h

bandeja

180 s

unidades

1 bandejaun/día⋅ ⋅ ⋅ =

1 5800




y que no resulta factible terminar todas las operaciones en 180 s. Seproduce un retraso de 20 segundos al final del ciclo con lo que sealarga el ciclo hasta 200 segundos para obtener 2 bandejas (10 uni-

dades).Bajo las condiciones anteriormente expuestas la capacidad efec-

tiva del conjunto sería de 1.224 un/día que resulta inferior a las 1.300solicidadas.

Ante esta cuestión se plantean dos alternativas 1, Aumentar la ac-tividad del operario; 2, Estudiar un ciclo con 3 bandejas.

La alternativa 1 nos resultaría poco atractiva pues el operario

tendría una actividad superior a la normal junto con los tiempos con-cedidos; a pesar de ello podría estudiarse, concluyendo que el tiempode ciclo objetivo sería de 188 segundos y el nivel de actividad dese-ado próximo al 112 centesimal.

Mucho más interesante acaba siendo la alternativa 2. Donde seconsigue un ciclo de 255 segundos (véase Figura 7.8) dando priori-dad a la restricción más importante (que en este caso sería tres ope-raciones de pintado con un tiempo mínimo de 255 s frente al cocido

de 180 s). En este caso se consiguen intercalar todas las operacionessin interferir al operario y sin incurrir en retrasos. Con ello obtenemosun tiempo de ciclo de 255 s. Y 15 unidades por ciclo.

En esta segunda alternativa la capacidad efectiva del conjunto re-sulta de 1.440 un/día (coincidiendo con la capacidad de la etapa depintura que funciona sin retrasos), que cumple la condición de estar por encima de 1.300 un/día y pudiendo mantener un nivel de activi-dad normal del operario.


Operario

Pintura

Cocido

Operario

Pintura

Cocido

B1 A1 A2 A4 A1 A2

A3 A3

B2

A4 B3

A1 A2 B1

A3

A4 A1

A3 A3

A2 A4 A4A1 A2 B3

B2Tc = 225 s

(No se interfieren)

Tc = 200 s(Se interfieren)

180

Figura 7.8. Cronograma de operaciones «A» y «B» con 2 o 3 bandejas en el horno.



7.5. PROBLEMA 5. CAPACIDAD Y EQUILIBRADO( IMAGINATIUM )

7.5.1. Enunciado

La empresa «Imaginatium» va a empezar a producir un juguetedenominado «Ranita Saltarina» del que ya tiene un prototipo (véaseFigura 7.10), formado por 9 piezas diferentes (véase Tabla 7.5).

En la Figura 7.11 se puede ver el esquema de montaje. El proce-so de fabricación se describe a continuación con más detalle:

El Cuerpo Chapa (1) se fabrica a partir de un rollo de chapa que sealimenta automáticamente a una prensa de embutición de tiempo deciclo 5 s. Una vez conformado se pinta con una máquina automáticade tiempo de ciclo 20 s. La pintura tarda 5 minutos en secarse. Tras elsecado es necesario un control visual del acabado de la pintura.

Una vez completo el Cuerpo Chapa (1) se inserta en el Cuerpo Plástico (2) y se une a él doblando las pestañas metálicas. A esteconjunto se le denomina Cuerpo.

Por otro lado, las Patas (5) se posicionan en un soporte de mon-taje que las mantiene fijas. A continuación se hacen pasar las Patas

por los orificios situados en la parte baja de la Pancha (6) . El Me-canismo (3) —al que previamente se le ha insertado la Cuerda (4)—,se posiciona encima de la Pancha entre las partes superiores de las

Patas. Se ensamblan Patas y Mecanismo introduciendo la leva deeste último en la ranura de las Patas y se une todo mediante el Pasa-dor (7). A continuación se coloca el Muelle (8) entre los ganchos co-

rrespondientes del Mecanismo y las Patas.

Para terminar se coloca el Cuerpo (previamente montado) amodo de tapa sobre la Pancha, haciendo encajar los diferentes bu-lones que posicionan todas las piezas internamente. Se extrae concuidado todo el conjunto del útil de montaje, se gira y se colocaboca abajo sobre otro soporte. A continuación se atornillan los dosTornillos (9) de sujeción.

Antes de depositar el juguete en su contenedor final se prueba su funcionamiento dándole cuerda y dejándolo funcionar autónoma-mente durante 15 s.




A partir del análisis de este diagrama se pide:

3. Calcular razonadamente el Tiempo de Ciclo de la línea, laeficiencia del equilibrado y la productividad prevista.

Si queremos producir con el mínimo stock posible de productoacabado pero con la máxima productividad (teórica) posible en estascondiciones, se pide:

4. Calcular razonadamente cuántas estaciones de trabajo deberíatener la línea y que productividad obtendríamos.

5. Trabajando con esta configuración optimizada a plena capaci-dad ¿podremos cubrir el objetivo producir sin stock de pro-ducto acabado? En caso negativo ¿cuántas unidades en stock

de producto acabado se acumulará por día de producción?¿Cuántos días de stock de producto acabado tendremos alcabo de 30 días de producción?


P1 P1 P1 P1 Puesto

T(s)

20

1517

10

Figura 7.9. Diagrama de equilibrado.

A partir de estos datos se pide:

1. Construir el diagrama de proceso para la fabricación de la«Ranita Saltarina».

2. Calcular razonadamente el tiempo máquina.

La demanda esperada para este juguete es de 2.000 unidades aldía y se va a fabricar en una factoría que trabaja a 2 turnos con untiempo efectivo de trabajo por turno de 7 horas.

Después de varios ajustes y de afinar los tiempos de las opera-ciones necesarias, se ha diseñado una línea de producción cuyo dia-grama de equilibrado se muestra en la Figura 7.9.




Ref Nombre Descripción Imagen

1 Cuerpo Cuerpo de chapa conformadoChapa por embutición y pintado

2 Cuerpo Base de plástico para sobre laPlástico que va sujeto el cuerpo de

chapa

3 Mecanismo Mecanismo de cuerda preen-samblado con leva de transmi-sión

4 Cuerda Girador de plástico para poder dar la cuerda

5 Patas Patitas de plástico inyectado

6 Pancha Base de plástico sobre la queencaja el Cuerpo Plástico

7 Pasador Barrita de metal para unir las

Patas y el Mecanismo8 Muelle Muelle para unir Mecanismo

y Patas

9 Tornillo Tornillos de unión (2) de todoel conjunto

Figura 7.10.

Vista de conjunto del prototipo «ranitasaltarina» terminado.

Tabla 7.5. Referencias y componentes del producto «ranita saltarina»




Figura 7.11.Esquema demontaje de la «ranita saltarina».



7.5.2. Resolución

CUESTIÓN 1:


1B- Chapa en rolloMateria Prima

1A- Mecanismo y cuerdaen contenedor

1- Patas en contenedores

2- Posicionar patas ensoporte de montaje.Coger pancha

3- Introducir panchaen patas

5- Montar patas y meca-nismo introduciendoleva en ranura

6- Coger pasador

7- Introducir pasadorpara unir patasy mecanismo

8- Coger muelle

9- Enganchar muelleentre ganchos demecanismo y patas

10- Posicionar cuerpoa modo de tapa

11- Encajar cuerpoen pancha

12- Coger tornillo 1y atornillar


14- Extraer jugueteacabado de soporte

15- Dar cuenta de la"Ranita saltadora"

16- Poner en contenedorfinal

17- Stock de productos

acabado

16- Dejarlo funcionar15 segundos

11- Coger conjunto, girary poner sobre soportede atornillado

4- Coger mecanismo concuenta y posicionarsobre las patas

2A- Coger mecanismoy cuerda

3A- Introducir cuentaen pivote del meca-nismo y presionar

2B- Alimentación automáticade la prensa

3B- Embutición automática

4B- Retirar pieza de laprensa e introduciren cabina de pintado

5B- Pintado automático

6B- Sacar de cabina depintura y poner en unsoporte de secado

7B- Secado de la pinturaal aire

8B- Coger cuerpo chapaseco

9B- Control visual delacabado de la pintura

10B- Coger cuerpo plástico

y posicionar sobrecuerpo chapa

11B- Doblar patillasdel cuerpo chapa

5

20

300

15

Figura 7.12. Diagrama de proceso del ensamblaje.



CUESTIÓN 2:

El tiempo maquina está compuesto por:

Tiempo de embutición, tiempo de pintado, tiempo de secado ytest de funcionamiento.

El resto de los tiempos requieren de intervención humana.

Por tanto el tiempo máquina será: Tm = 5 + 20 +300 +15 = 340 s.

CUESTIÓN 3:

Analizando el diagrama de equilibrado podemos concluir:

La línea diseñada tiene 4 puestos de trabajo. N = 4.

La estación con el tiempo ciclo más lento es la P1 con 20 s. Estaestación marcará el ritmo de la línea. Por tanto Tc = 20 s.

El tiempo manual será la suma de los tiempos de ciclo de cada es-tación: Th = 20 + 15 + 17 + 10 = 62 s.

La eficiencia del equilibrado será: Ef = Th /( N *Tc) = 62/(4*20) =0,775 Ef (%) = 77,5%

La línea producirá en una hora de trabajo: 3.600/20 = 180 u/h con4 personas. La productividad esperada será: Productividad = 180/4 =45 Ud./(h · pers.)

CUESTIÓN 4:Si queremos producir con el mínimo stock de P.A., tendremos

que producir a un ritmo lo más cercano posible al takt time.

Si queremos producir con la mayor productividad deberemosconseguir un equilibrado lo más eficiente posible.

Takt time: tiempo efectivo de producción 14 horas. Unidades aproducir: 2.000. TT = 14*3.600/2.000 = 25,2 s.

Si produjésemos exactamente con un Tc = TT , el numero de es-taciones sería: Th / TT = 62/25,2 = 2,46 → 3 estaciones de trabajo.




Si queremos la máxima productividad posible (eficiencia 100%),en realidad el tiempo ciclo con 3 personas podrá ser de: 62/3 = 20,6 s.

Por tanto, la productividad que obtendríamos sería: 3.600/(20,6 · 3)= 58,2 u/(h · pers.)

CUESTIÓN 5:

Para trabajar con al máxima productividad posible debemos pro-ducir a un Tc = 20,6 < 25,2 = TT . Por tanto acumularemos stock.

Con este Tc, cada día produciremos: 14*3.600/20,6 = 2,447. Solo

necesitamos 2.000. Por tanto cada día se acumularán 447 Ud.En 30 días se acumularán 30*447 = 13.410 unidades que suponen

13.410/2.000 = 6,7 días de consumo del cliente.

7.6. PROBLEMA 6. INTERFERENCIAS ALEATORIAS(LLAVEROS METÁLICOS)

7.6.1. Enunciado

Una empresa que fabrica llaveros metálicos tiene muchas máqui-nas idénticas de estampación de acero con un tiempo de producciónde 90 s para fabricar un llavero.

El coste del operario es de 24 EUR/hr, el coste de máquina enconcepto de amortización es de 180 EUR/hr y el coste de funciona-miento de la máquina, para obtener un llavero, es de 5 EUR.

Aleatoriamente, con una frecuencia media de dos averías cadahora de funcionamiento de máquina, se requiere la acción manual deloperario con la máquina parada cuyo tiempo de intervención sale delsiguiente cronometraje (actividad normal = 100 y tiempo en segundos):


t 25 21 20 18 15

A 94 100 103 105 107Esta operación tiene un tiempo de descanso del 20%.

Tabla 7.6. Muestreo de tiempos y niveles de actividad



Por otra parte, el tiempo de intervención del operario con la má-quina funcionando, para ajuste de la misma, es de 12 s (actividad nor-mal = 100).

Tenemos unos operarios en periodo de formación cuya actividades 80.

Tenemos unos operarios expertos cuya actividad es 120.

1. Calcular el tiempo normal representativo y el tiempo estándar que necesita el operario para reparar la máquina con actividad100. ¿Cuál es el tiempo estándar con actividades 80 y 120que requieren los operarios en formación y expertos, respecti-

vamente, para reparar la máquina? ¿Cuál es el tiempo ma-nual total que necesitan los operario en formación y expertos?

2. ¿Qué hipótesis no expresadas en el problema se han de hacer para poder aplicar el modelo de Ashcroft al cálculo de inter-ferencias?

3. Utilizando las tablas de Ashcroft, determinar el número demáquinas que debemos asignar a cada operario experto para

obtener el coste mínimo por llavero. ¿Qué % de tiempo libre lequeda a cada operario experto?

4. ¿Cuál es la producción horaria de un operario experto con elgrupo de máquinas asignado? Si el total de máquinas en la em-presa fuera de 190, ¿Cuál sería la producción horaria total enla fábrica?

7.6.2. Resolución

CUESTIÓN 1:

TNr = 20,0 sTS = TNr (1 + K ) = 20,0 (1 + 0,2) = 24,0 s

TNr ti f A i

ni f A i Ai= =

∑ ( )( ) / siendo 100




Tiempo manual total τ = TS + t2

τ (actividad 80) = TS (act. 80) + t2 (act. 80) = 30 + 12 × (100 / 80) = 45 s.

τ (actividad 120) = TS (act. 120) + t2 (act. 120) = 20 + 12 × (100

/ 120) = 30 s.

CUESTIÓN 2:

Las hipótesis que se hacen para aplicar el modelo de Ascroft alcálculo de interferencias:

— Las máquinas son independientes.

— Mientras el operario está reparando una máquina, esta no ge-nera una nueva incidencia.

— El tiempo de resolución de la incidencia es constante.

— El tiempo de funcionamiento de la máquina hasta la apariciónde una incidencia se distribuye exponencialmente con el pa-rámetro λ .

CUESTIÓN 3:

p (actividad 120) = λ × τ (act. 120) = 2 av. /hr × 30 s / av. (1 hr/ 3.600 s) = 0,0167

Al tener una intervención manual con máquina funcionando, cal-culamos el factor f

f = 1 / 1 – λ t 2(act.120) = 1,0056, donde t 2 = 10 s A( N ) = A′( N ) × f

TS (actividad 1 0) 20 s2 24 100120

= × =

TS (actividad 80) 30 s= × =24100

80




Tomamos el parámetro p de Ascroft más próximo a nuestro valor,en este caso:

Para N = 1-10 p = 0,02

Para N = 11-20 p = 0,015

Para N = 21-30 p = 0,0165

Coste (hombre + grupo máquinas asignado) = 24 + N × 180

Producción (hombre + grupo máquinas asignado) = A( N ) / t má-quina = 90 s × (1 hr / 3.600 s) × A( N ) = 40 A( N )

Coste por unidad de producción c = (24 + 180 N ) / 40 A( N ) + 5

Carga del operario C = p × A( N ) × 100, T libre = 100 – %C


N A′( N ) A( N ) = A′( N ) × f c p

15 14,74 14,8326 9,5912 0,01520 19,65 19,76 9,5850 0,015

25 24,47 24,61 9,5957 0,016521 20,58 20,695 9,5953 0,01519 18,69 18,7947 9,5811 0,01518 17,69 17,789 9,5870 0,015

Asignaremos 19 máquinas a cada operario experto.

Carga del operario, C = px A( N ) = 0,0167 × 18,7947 = 0,314, o lo

que es lo mismo, 31,4%T libre = 100 – C opr. = 68,6%

CUESTIÓN 4:

Producción (hombre + grupo máquinas asignadas) = A( N ) / t má-quinas = 751,8 llaveros /op.-hr

Producción total = P (hombre + grupo máquinas asignadas) ×190 / N = 7.518 llaveros/hr

Tabla 7.7. Valores de coste (c) para distintos valores de N



7. 7. PROBLEMA 7. TALLER DE ENSAMBLAJECON CÉLULAS U

7.7.1. Enunciado

Nos enfrentamos al diseño y análisis de una fábrica configuradapor dos talleres de producción:

• Un taller de pintura que trabaja a 2 turnos de 8 horas de formacontinua.

• Un taller de ensamblaje manual que trabaja a 2 turnos de 8horas con un tiempo no productivo del 13%.

La fábrica debe satisfacer una demanda Diaria de 8.200 unidades.

En el taller de ensamblaje se quieren disponer un número por de-terminar de células en U con las siguientes características:

• Cada célula en U estará formada por 4 puestos de trabajo y ten-drá un tiempo ciclo de 30 s.

• En el primer puesto de trabajo se introducen las piezas pintadas

provenientes del taller de pintura, en un embalaje de dimensio-nes 60 × 40 cm que contiene 48 piezas.

• Cada uno de los demás puestos utilizan dos componentes dife-rentes que son aprovisionados en contenedores de 40 × 30 cm.con 48 piezas.

• El puesto final, además, evacúa el producto acabado en uncontenedor de 60 × 40 cm con capacidad para 48 unidades.

• Para ensamblar un producto acabado se necesita un solo com-ponente de cada tipo.

• Se quiere que la autonomía de la célula sea como mínimo de 1hora.

Se pide:

1. Hacer un esquema a una escala aproximada de la célula en U indicando sus dimensiones más relevantes y los metros cua-drados que ocupa.

2. ¿Cuántas células en U , como mínimo, serán necesarias paracubrir la demanda?




El taller de pintura dispone del proceso que se describe a conti-nuación.

• Un robot toma una pieza, la desplaza hasta una pistola de pin-tura fija donde se realiza el pintado. Después la deposita en unacinta transportadora. La capacidad máxima de este proceso esde 600 u/h. En la actualidad el tiempo de ciclo de este procesoes de 8 s.

• La cinta transportadora desplaza las piezas pintadas por el in-terior de un horno de temperatura constante. La cinta tiene unavelocidad de 0,1 m/s, el horno tiene una longitud de 30 m.

• Cuando las piezas salen del horno se dejan enfriar en la mismacinta transportadora (en movimiento) a lo largo de 5 m y des-pués se colocan en cajas para ser suministradas al taller de en-samblaje.

Se pide:

3. Calcular el stock en curso de fabricación que genera este pro-ceso (en unidades).

4. ¿Tiene este proceso capacidad suficiente para cubrir la de-manda del taller de montaje? En caso negativo: explicar razo-nadamente cuál de las siguientes acciones sería más adecuadapara alcanzar esta capacidad y cuál sería la consecuencia másrelevante para el proceso:

a) Aumentar la velocidad de la cinta transportadora exclusi-vamente.

b) Disminuir el tiempo de ciclo del robot aumentando al mis-mo tiempo la velocidad de la cinta transportadora

c) Alargar el horno y aumentar la velocidad de la cinta trans-portadora.

d ) Disminuir el tiempo de ciclo del robot aumentando al mis-mo tiempo la velocidad de la cinta transportadora y la lon-gitud del horno.

e) Disminuir el tiempo de ciclo del robot exclusivamente.

5. Proponer un esquema de la distribución en planta de la fábricaindicando el flujo del producto.




7.7.2. Resolución

CUESTIÓN 1

DISEÑO DE LA CÉLULA EN U

Tiempo de ciclo (s): 30

Autonomia de la célula (min): 60

Consumo por hora (u/h/componente): 120

Unidades por embalaje: 48

Embalajes necesarios por ref.: 2,5 → 3ESQUEMA DEL LAYOUT (8,64 m2 ocupados)


1,2 m

4,8 m

0 , 8 m

1 , 8 m

CUESTIÓN 2

Cálculo de la capacidad de 1 célula en U

Tiempo de apertura (h) 16

Tiempo no productivo (13%) (h) 2,08

Tiempo para producir (s) 50112Tiempo de ciclo de la célula 30

Figura 7.13. Esquema del layout de la célula U .



CAPACIDAD (u/día) 1670,4

Demanda a cubrir (u/día) 8200

NÚMERO DE CELULAS 4,9 → 5

CUESTIÓN 3

CÁLCULO DEL STOCK EN CURSO

Piezas en proceso de pintura 1

Tiempo de ciclo de robot (s) 8

Velocidad cinta (m/s) 0,1Separación entre piezas en cinta (m) 0,8

Longitud del horno (m) 30

Piezas dentro del horno 37,5 → 38

Longitud cinta de secado (m) 5

Piezas en cinta de secado 6,25 → 7

Piezas en contenedor 48STOCK EN CURSO (un) 94

CUESTIÓN 4

CAPACIDAD DEL TÚNEL DE PINTURA

El cuello del botella es el robotTiempo de ciclo de robot (s) 8

Tiempo de apertura (h) 16

Capacidad del robot (u /día) 7200

Demanda (ensamblaje) 8200

CONCLUSIÓN: NO TIENE CAPACIDAD SUFICIENTE

SOLUCIÓN: reducir el tiempo de ciclo del robot a 7,02 s, es decir a 500 u /hora, esto es posible debido a que la máxima capacidad del ro-bot es de 600 u /h. Si hacemos esto disminuimos la distancia entre pie-




zas en la cinta a 0,7 m. Ello no parece ser problema dado el tamañoque se puede intuir de las piezas (caben 48 en una caja de 60*40).

Al no modificar la velocidad de la cinta MANTENDREMOS eltiempo de horneado y secado.

EL ÚNICO EFECTO SOBRE EL PROCESO SERÁ QUE AU-MENTARÁ EL STOCK EN CURSO

CUESTIÓN 5


AlmacénP.A.

Almacén

s

7.8. PROBLEMA 8. APROVISIONAMIENTOY AUTONOMÍA DE CÉLULA U

7.8.1. Enunciado

Se desea producir un determinado producto de forma totalmentemanual y para ello se ha definido un equilibrado para una línea de

producción del cual se facilitan los siguientes datos:

t

2325

23 22

P1 P2 P3 P4

Figura 7.14. Esquema de un taller compuesto por 5 células U .

Figura 7.15. Diagrama de equlibrado.



Lista de componentes que se introducen en cada puesto de trabajo y sus contenedores (debe considerarse que una unidad de produc-to acabado consume una pieza de cada tipo):


Dimensión

Puesto Referencia Descripcion Unidades por del contenedor:contenedor Largo × ancho × alto

(en cm)

P1 4210-001 Pieza a 96 60 × 40 × 30

P1 4210-002 Pieza b 150 20 × 15 × 10

P1 4210-003 Pieza c 200 20 × 15 × 10

P2 4210-004 Pieza d 120 30 × 20 × 20

P2 4210-005 Pieza e 60 20 × 15 × 10

P3 4210-007 Pieza f 96 20 × 15 × 20

P3 4210-008 Pieza g 500 20 × 15 × 20

P4 4210-009 Pieza h 36 30 × 20 × 10

P4 4210-010 Producto acabado 24 60 × 40 × 30

Queremos configurar la línea de producción como una célula enU y colocar los distintos contenedores de componentes a una sola al-tura.

Se pide:

1. ¿Cuál es el tiempo ciclo de la línea de producción?

2. Si se desea reaprovisionar la célula de producción cada hora yretirar el producto acabado cada 30 minutos. ¿Cuántos conte-nedores de cada referencia deberá haber en la línea de pro-ducción como mínimo?

3. Hacer un esquema a una escala aproximada del layout de lacélula U , incluyendo las medidas más relevantes. Indicar elflujo de producción y de aprovisionamiento.

4. Si disponemos en la planta de un espacio de 3,6 × 2 m rodea-do de pasillos de aprovisionamiento para ubicar la célula deproducción. ¿Tendremos suficiente espacio? En caso afirma-

Tabla 7.8. Componentes suministrados a cada puesto



tivo calcular la autonomía del puesto más crítico. En caso ne-gativo: definir el espacio rectangular que haría falta (sus di-mensiones).

7.8.2. Resolución

CUESTIÓN 1

— El tiempo de ciclo de la línea será el del puesto más lento

Tiempo de ciclo = 25 s

CUESTIÓN 2


Puesto Ref. u/caja Dim. T Consumo Consumo Mínimo(unidades) (cajas) de cajas

P1 4210-001 96 60×40×30 60 144 1,5 2P1 4210-002 150 20×15×10 60 144 0,96 2 (*)

P1 4210-003 200 20×15×10 60 144 0,72 2 (*)

P2 4210-004 120 30×20×20 60 144 1,2 2

P2 4210-005 60 20×15×10 60 144 2,4 3

P3 4210-007 96 20×15×20 60 144 1,5 2

P3 4210-008 500 20×15×20 60 144 0,288 2 (*)

P4 4210-009 36 30×20×10 60 144 4 4

P4 4210-010 24 60×40×30 30 72 3 3

(*) Recordar que para aprovisionar una célula en U cíclicamente en flujo tiradoal menos hay que poner 2 contenedores por referencia para garantizar que la línea nose para al terminarse un contenedor.

Tabla 7.9. Cálculo del número de contenedores por referencia



CUESTIÓN 4

Dimensiones necesarias:

En el esquema anterior la línea discontinua marca el espacio dis-

ponible.Como se ve el espacio no es suficiente.

La dimensiones del rectángulo necesario serán (véase dibujo):4,2 m × 2 m.

CUESTIÓN 3

Esquema de la célula U con sus dimensiones


3 m

1,2 m

0,9 m

3,6 m4,2 m

1,9 m

Figura 7.16. Esquema de layout de la célula U .



EJERCICIO 1: EQUILIBRADO

Manipuladores Stilo, S.A. acaba de recibir una oferta para pro-ducir 20.000 unidades de fragancias por una promoción de Navi-

dad.

Estas unidades tienen que estar en el almacén del cliente antesde dos meses (42 días laborables). Por otro lado, 2.500 unidadestienen que estar antes de los primeros 21 días laborables, ya queserán muestras que los vendedores utilizarán para vender el pro-ducto.

La manipulación de cada unidad consiste en poner un collarín de

plástico en cada botella y colocarla en una caja (con bandeja internay un lacito).

A continuación se adjunta el detalle del proceso:

8Ejercicios propuestos

277



Teniendo en cuenta que Manipuladores Stilo trabaja a 1,5 turnos / día (12 h/día) y que no trabaja los fines de semana:

¿Se puede asegurar el servicio de las primeras 2.500 unidades, te-niendo en cuenta que durante el primer mes solo dispone de unapersona libre para asignarla a esta línea? ¿Cuál será el tiempo de ciclodurante este primer mes?

¿Cuántas personas tendrá que asignar a la línea en el segundo mes(21 días laborables) para acabar el total de la promoción?

a) Diseñar la cadena de montaje para el segundo mes de produc-ción.

b) Basado en este diseño, ¿qué incremento de producción se po-

dría obtener el segundo mes?

RESPUESTAS AL EJERCICIO 1

Sí que es posible asegurar la entrega de las 2.500 unidades el pri-mer mes.

Tc del primer mes = 155 s.

Número mínimo de personas el segundo mes = 3.Tc segundo mes = 60 s.


Operación Descripción Precedentes Duración (s)

A Montar la caja y poner la — 30bandeja soporte

B Poner el lacito en la caja A 60

C Poner el collarín en la botella - 5

D Poner la botella con collarín C, B 45en la caja y cerrar la caja

E Pintar la caja con pintura D 15plateada

Tabla 8.1. Descripción de operaciones básicas



EJERCICIO 2: EQUILIBRADO

La empresa Islandian Cod-Fish, dedicada al salado de bacalao

fresco quiere reorganizar el proceso de limpiado de pescado de acuer-do con los nuevos datos previstos sobre la demanda del mercado.

El producto:

Los productos resultantes del proceso de limpiado son dos: por unlado se encuentran piezas grandes destinadas al secado y que se ven-derán enteras, y por otro lado, podemos encontrar piezas más peque-ñas destinadas al secado pero que se venderán troceadas. Ambosproductos proceden de pescado fresco que hay que limpiar y salar deacuerdo con las especificaciones del proceso establecido más abajo.

La materia prima se compra por peso y llega a la planta en enva-ses térmicos que aseguran una adecuada conservación durante untiempo máximo de 3 días. Las piezas se compran enteras con un pesode 3 y 2 kg. Según sean grandes o pequeñas respectivamente. Du-rante el proceso de limpiado se producen unas mermas por valor del40% del peso de la materia prima.

La empresa desea diseñar el proceso de acuerdo con las nuevasprevisiones de la demanda, lo que obliga a dimensionar la capacidadde la etapa de limpiado en un valor de 3.250 kg / día de producto lim-pio no secado, divididos en 2.170 kg / día de piezas grandes y 1.080kg / día de piezas pequeñas (una relación aproximada de 1/3 vs. 2/3).

El proceso:

El proceso de limpiado es, mayormente, manual. Por razonesasociadas al tiempo y coste de limpieza de los espacios de trabajo (degran importancia para las empresas del sector de alimentación) seproduce solamente durante un turno de 8 horas, entre las cuales se de-ben descontar las reservas pactadas: 2 descansos de 10 minutos, 20minutos de desayuno y 45 minutos de almuerzo.

Las actividades del proceso se detallan en el diagrama de flujoque encontrarán en el anexo y que están expresadas en segundos a unnivel de actividad normal.

Cuestiones:

Se pide que resuelvan las siguientes cuestiones:

EJERCICIOS PROPUESTOS 279



a) Determine el takt time del proceso.

b) Determine el número de puestos objetivo.

c) Determine el tiempo de ciclo y la capacidad máxima de laetapa de limpiado a su ritmo de producción normal.

d ) Defina el equilibrado de puestos de trabajo que le parezca másadecuado mediante un cronograma.

e) ¿Cuál es la eficiencia de la línea diseñada?

f ) ¿En qué puesto se encuentra la limitación más restrictiva?¿Cuál sería la capacidad máxima de la etapa de limpiado si se

aumentara el nivel de actividad de este puesto en un 10%?g) ¿Qué dimensión (en kg de pescado fresco) debería tener el al-

macén de materia prima si tenemos en cuenta la capacidad máximadel apartado f) y la caducidad del producto fresco?

ANEXO:


Pescado en contenedor térmico

A1- Desembalar y aprtar contenedor

A2- Lavado exterior y posicionado para traslado

A3- Traslado automático a línea de trabajo

Buffer de recepcidón

A4- Posicionar y cortar cabeza

A5- Depositar en máquina para corte longitudinal

A6- Actividad automática de corte longitudinaly eliminación espina central

A7- LImpieza de aletas, espinas y piel contorno

A8- Inspección y eliminación de espinas ocultas

A9- Salado y depósito en bandeja para secado

Pieza en bandeja para secado

4

7

5

5

3

4

35

10

4

Figura 8.1. Diagrama de proceso para la limpieza de un bacalao.




Takt time = 11,259 s/unidad

NME = 6,03 estaciones o puestos.Tc = 11 s.

Cmáx (A normal) = 2.155 unidades / día.

Eficiencia del equilibrado = 77 % con 8 operarios.

Limitación más restrictiva = primer puesto.

Cmáx (A 110 en limpiado) = 2.370 unidades / día.

Dimensión almacén MP =18.960 kg.

EJERCICIO 3: INTERFERENCIAS

En la operación de mecanizado de una cierta pieza se ha cuanti-ficado un ciclo manual de 77°°, de los cuales 40°° son con MP, y untiempo de máquina de 45°°. Esta operación se realiza en una seccióndonde hay 17 máquinas, cada una con su operario, que trabajan a tres

turnos; cada turno consta de 8 horas de presencia, pero de las cualeshay 20’ para el almuerzo.

a) Calcular la capacidad proyectada y la capacidad efectiva deltaller en piezas / día.

b) En un día determinado el taller ha hecho una producción real de47.472 piezas. ¿Cuál es la utilización y la eficiencia del taller?

c) Calcular la actividad observada según esta producción.


Figura 8.2. Tiempos básicos del ciclo productivo.




Capacidad proyectada = 48.000 un/día.

Capacidad efectiva = 46.000 un/día.

Utilización = 98,9 %.

Eficiencia = 103,2 %.

Actividad observada = 108 centesimal.

EJERCICIO 4: INTERFERENCIAS ALEATORIAS

Un conjunto muy grande de máquinas automáticas tienen queser atendidas por diversos operarios, los cuales tienen que atender lasincidencias que se producen de forma aleatoria con una tasa de 6 in-cidencias / hora · máquina. Cada máquina hace una unidad de pro-ducción cada 300°°.

El coste por hora de máquina es de 21,04 € /h y el coste de opera-

rio es de 16,83 € /h.Con el fin de determinar el tiempo necesario para atender una

incidencia se ha hecho un cronometraje, en sistema centesimal, queha dado los resultados siguientes:


T 30 26 40 36 32 A 115 135 90 100 120

Para este cronometraje hace falta contar un suplemento del 14%de fatiga adicional, además de los de NP (7%), y fatiga base.

a) Se ha pactado que los cálculos para la asignación de máquinasse harán utilizando las tablas de Ashcrotf, contando con una

actividad exigible de 90 o 125 si el operario está formado ono. ¿Qué hipótesis no descritas en el enunciado se suponeque se cumplen? ¿Con quién se debe pactar todo esto?




b) Determinar el número óptimo de máquinas a asignar a unoperario en período de formación, si se quiere minimizar elcoste unitario del producto.


Número óptimo de máquinas en formación = 21.

Coste unitario mínimo = 114,34 € /unidad.

EJERCICIO 5: INTERFERENCIAS ALEATORIAS

En el Departamento de Hiladoras de FICUSA (Hilos de Cobre,SA) hay 12 máquinas hiladoras automáticas idénticas que han reali-zado un trabajo en el que cada máquina puede obtener un kg de hilode cobre cada 95 s de funcionamiento.

El coste por operario es de 30 € /hora, mientras que el coste de unamáquina tiene dos componentes: 120 € /hora fijos en concepto deamortizaciones y otros conceptos, más 10 € /hora funcionando (esdecir, no parada) por la energía eléctrica consumida.

Aleatóriamente, con una frecuencia media de 6 averías por horade funcionamiento de máquina, se produce una rotura de hilo y su re-paración requiere una intervención manual del operario para la me-dida de la cual se ha hecho el siguiente cronometraje (act. normal =60; tiempo en segundos):


T 96 125 117 114 99 141 135 97 87 105 A 75 60 65 70 60 55 55 60 75 50

Esta operación se ha de suplementar con un coeficiente de des-canso del 20%.

a) Calcular el tiempo normal y el ciclo estándar de la operaciónde reparar el hilo roto.




b) ¿Qué hipótesis no explicitadas en el enunciado se tienen quehacer sobre el caso para poder aplicar el modelo de Ashcroftal cálculo de las interferencias?

c) Utilizando las tablas de Ashcroft, determinar el número ópti-mo de operarios a asignar si se quiere obtener el mínimo cos-te por kilogramo producido. ¿Qué producción en kg/hora seobtendrá?

d ) Con la solución dada en el punto anterior, ¿qué porcentajede tiempo tendrá disponible cada operario?, ¿qué tipo de ac-tividades se pueden asignar al operario para llenar este tiem-

po?


TN = 115 s.

TS operación de reparación = 138 s.

N = 3.

Número óptimo de operarios = 4.

Producción = 353,18 kg Cu /h.

Tiempo disponible = 46%.

EJERCICIO 6: DISEÑO CÉLULA U

Se quiere diseñar el layout de una línea de producción a partir delequilibrado descrito en la Tabla 8.4.

Los diferentes componentes llegarán a la célula de producción enlos embalajes que se definen en la Tabla 8.5.





Puesto Fase Operación Tiempo (s) Total

P1 010 Coger y acondicionar cuerpo rojo 10020 Coger y acondicionar cuerpo verde 10030 Clipar cuerpo verde con rojo 5040 Revisar unión 5 30 s

P2 050 Coger tornillo, posicionar y atornillar 10060 Coger clip, acondicionar e insertar 10

070 Cerrar clip con enganche 8 28 s

P3 080 Coger espuma y acondicionar 5090 Pegar espuma en cuerpo verde 5100 Coger espuma y acondicionar 5100 Pegar en cuerpo rojo 5100 Depositar producto en contenedor 7 27 s

final

Dimensión

Referencia Descripción Unidades del embalaje:por embalaje Largo × ancho × alto

en cm

X4413-00001 Cuerpo rojo 70 60 × 40 × 30X4413-30042 Cuerpo verde 70 60 × 40 × 30X4413-60002 Tornillo 1000 30 × 20 × 10X4413-60015 Clip 500 30 × 20 × 10X4413-60025 Espuma adhesiva 80 40 × 30 × 10

El producto acabado saldrá de la célula de fabricación en cajas dedimensiones 60 × 40 × 40 que contendrán 65 unidades cada uno.

Teniendo en cuenta que se quiere configurar la línea de produc-ción como una célula en «U », se pide:

Tabla 8.4. Descripción de las operaciones por puesto

Tabla 8.5. Detalles del embalaje de los componentes



1. Dibujar el layout en planta de la célula en U a una escalaaproximada detallando al máximo posible sus elementos (in-cluir medidas si se cree necesario), en especial:

— Superficies de trabajo.

— Elementos de aprovisionamiento.

— Otros elementos productivos (herramientas, soportes...).

2. Determinar las dimensiones optimas de la célula en U (largo to-tal × ancho total) si se desea que cada puesto de trabajo tenga unaautonomía mínima de 1 hora y el producto acabado se recogerá

cada 90 minutos. Incluir una explicación del diseño realizado.

EJERCICIO 7: FABRICACIÓN DE TUERCAS

En un taller de mecanizado se han calculado los siguientes tiem-pos normales en un puesto de trabajo en el que el operario lleva unamáquina de hacer tuercas:

El operario alimenta la máquina (máquina parada) cuyos tiemposnormales y actividades observadas expresadas en la escala centesimal(donde el valor 100 es la actividad normal) son:

Tabla 8.6. Tiempos normales y actividad observada para la operación 1

TN1 60,76 s 61,48 s 61,20 s 61,60 s

Aobs. 98 106 102 110

El tiempo estándar, en actividad normal, es de 199,08 DMH. Eloperario hace el control de calidad de la tuerca (máquina en marcha)con los siguientes tiempos normales y actividades observadas:

Tabla 8.7. Tiempos normales y actividad observada para la operación 2

TN2 83,7 s 82,45 s 78,54 s 74,90 s

Aobs. 93 97 102 107

El tiempo estándar, en actividad normal, es de 253,03 DMH.El tiempo de funcionamiento de la máquina es de 900 DMH.




Cuando la tuerca está terminada, un robot la saca de la máquina yla pone en la mesa de inspección, con un tiempo empleado de 9 s.Una vez el robot ha puesto la tuerca en la mesa de inspección, el ope-

rario vuelve a alimentar la máquina.La actividad exigible (pactada) con los operarios es de 110 en la

escala centesimal y la actividad máxima (óptima) es de 133,3 en la es-cala centesimal. Calcular:

a) Los tiempos de reloj (en segundos) y los suplementos de tra-bajo (en %), para las dos operaciones manuales.

b) El ciclo total, el ciclo manual, el tiempo concedido y la pro-ducción horaria de tuercas en los niveles de actividad nor-mal, exigible y óptimo.

c) Para llenar el tiempo libre del operario, se le asigna una ope-ración de llenado de cajas con tornillos que salen del mecani-zado de otra máquina y cuyo ciclo normal (de llenado de ca-

jas) es de 33 DMH. ¿Cuál es la producción horaria exigible enel llenado de cajas con tornillos?

d ) En 5 horas de trabajo el operario ha fabricado 48 tuercas y hallenado 1.030 cajas de tornillos. ¿Ha cumplido con la pro-ducción exigible de tuercas?, ¿Ha cumplido con el llenadoexigible de cajas?

Observamos este ciclo productivo de tuercas durante 10 cicloscompletos y anotamos los siguientes tiempos (en DMH):


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Ciclo deproducción 1.074 1.110 1.150 1.096 1.120 1.090 1.180 1200 1.140 1.130de tuercas

Se pide:

e1) Hacer el gráfico de variabilidad.e2) Calcular el índice de variabilidad en %.





Actividad Actividad Actividad

normal 110 133,3Tiempo concedido 672 695 735

Tuercas/h 8,9 9,04 9,31

Capacidad en tiempo concedido: 209,5 cajas/h.

Variabilidad: 11,73 %.

EJERCICIO 8: EMPAQUETADO

Se quiere diseñar una línea de producción para un proceso senci-llo que consiste en poner dentro de una caja diferentes componentes,cerrar la caja y configurar un palet de producto acabado.

Para ello disponemos del siguiente equipamiento:

• Una cinta transportadora de rodillos de anchura 40 cm, ajusta-

ble en longitud a la medida deseada y de altura 70 cm. Sobreella se desplazan (manualmente) las cajas en cuyo interior sevan depositando los componentes.

• Una máquina automática de encintar que se coloca al final delproceso y que cierra la caja con dos cintas adhesivas de formaautomática con un tiempo de ciclo de 5 s. Sus medidas son: 40cm (ancho) × 80 cm (largo) × 70 cm (alto).

• Unos carriles de aprovisionamiento dinámico adaptables en al-

tura y que pueden colocarse en el espacio por encima de lacinta transportadora, preparados para cajas de 40 × 30 cm y concapacidad para 4 cajas.

El proceso empieza con el desplegado de la caja y colocación so-bre la cinta transportadora (13 s). Después se van añadiendo loscomponentes (4 s por componente) hasta un total de 9 diferentes.

Todos ellos vienen en cajas de 100 unidades y medidas 40 × 30

cm. Finalmente la caja se introduce en la encintadora que la cierra au-tomáticamente. En una última operación, la caja cerrada se coloca enun palet europeo (13 s). El tiempo de transferencia manual de una es-



tación a la otra es de 4 s (2 s para la estación que entrega y 2 s para laestación que recoge).

El nivel de producción prevista es de 54.400 unidades al mes. Setrabaja 20 días al mes en dos turnos y con un porcentaje de paradaspor motivos varios del 15%.

Con estos datos se pide:

a) Calcular el takt time.b) Calcular detalladamente el mínimo número de estaciones que

son necesarios.c) Diseñar un equilibrado para la línea (no es necesario hacer un

cronograma, solo describir las tareas asignadas a cada puesto).Calcular le eficiencia del equilibrado.

d ) Calcular el tiempo de ciclo y el tiempo de proceso.e) Diseñar una línea de producción y hacer un esquema del la-

yout a una escala aproximada, mostrando las medidas másrelevantes. Calcular los metros cuadrados que ocupa.

RESPUESTAS AL EJERCICIO 8Takt time = 18 s.NME = 4,14.N.o de puestos = 5.Eficiencia del equilibrado = 97%.Tc = 16 s.Tp = 83 s.

Espacio ocupado = 2,5 m. × 6,6 m. Aproximadamente.

EJERCICIO 9: IMAGINATIUM (B)

La empresa «Imaginatium» va a empezar a producir un ju-guete denominado «Ranita Saltarina» del que ya tiene un prototi-po (véase Figuras 7.10 y 7.11 del problema 7.6), formado por 9piezas diferentes.

En la Figura 8.3 se muestra el diagrama de proceso definido paraeste producto:





1B- Chapa en rollode materia prima

2B- Alimentación automática

de la prensa

3B- Embutición automática

4B- Retirar pieza de la prensae introducir en cabinade pintado

5B- Pintado automático

6B- Sacar de cabina de pinturay poner en un soportede secado

7B- Secado de la pinturaal aire

8B- Coger cuerpo chapa seco

9B- Control visual del acabadode la pintura

10B- Coger cuerpo plasticoy posicionar sobrecuerpo chapa

11B- Doblar patillas del cuerpochapa para unir a cuerpoplástico

1A- Mecanismo y cuerdaen contenedor

2A- Coger mecanismou cuerda

3A- Introducir cuerdaen pivote delmecanismo y presionar

1- Pastas en contenedor

2- Posicionar patas

en soporte de montaje.Coger pancha

3- Introducir panchaen patas

4- Coger mecanismo concuerda y posicionarsobre patas

5- Montar patas y mecanis-mos introduciendo levaen ranura

6- Coger pasador

7- Introducir pasadorpara unir patasy mecanismo

8- Coger muelle

9- Enganchar muelle entreganchos de mecanismoy patas

10- Posicionar cuerpo a modode tapa

11- Encajar cuerpoen pancha y clipar

12- Coger conjunto, girary poner sobre soportede atornillado



15- Extraer juguete acabadode soporte

16- Dar cuerda a la "Ranitasaltadora"

17- Dajarlo funcionando15 segundosautomáticamente

18- Poner producto acabadoen contenedor final

19- Producto acabado

2

3

3

3

2

5

11

300

4

5

2

2

2

4

3

3

2

2

3

3

4

7

4

6

6

3

15

2

3

Figura 8.3. Diagrama de proceso ensamblaje de «rana saltarina».



La demanda estimada para el producto es de 67.000 unidades almes. Se producirá en una fábrica que trabaja a 3 turnos 5 días por se-mana. La legislación laboral prevé un 10% de tiempo de descanso

para los trabajadores.Se pide:

1. Calcular el takt time, el tiempo de proceso, el tiempo manual yel tiempo máquina.

2. Si queremos trabajar de forma continua en el tiempo y con elmínimo stock posible: ¿cuál será el numero de estaciones óp-timas que deberá tener la línea de producción? En estas con-diciones: ¿cuál será el tiempo de ciclo que nos da mayor pro-ductividad?

3. En las condiciones de la pregunta 2, definir un equilibradopara la línea de producción lo más eficaz posible. Describirlomediante un cronograma.

4. Calcular la eficiencia del equilibrado diseñado y el tiempo ci-clo de la línea. Calcular la capacidad diaria del sistema pro-

ductivo diseñado.NOTAS: Considerar que cada mes tiene 20 días. Considerar que

el tiempo «extra» de transporte entre dos estaciones es de 2 segundos(un segundo para «transferir» y 1 segundo para «recoger»).


Takt time = 23,21 s.Tp = 414 s.

T manual = 81 s.

T máquina = 333 s.

NME = 3,49 → 4.

Tc = 20,25 s.

Eficiencia del equilibrado = 96,6% con un Tc = 22 s.Capacidad diaria = 3534 un./día.




EJERCICIO 10: FABRICACIÓN DE ASIENTOS

Queremos diseñar un proceso industrial para fabricar la espuma

de un asiento de automóvil mediante un proceso de espumación depoliuretano.

El proceso se realiza depositando la espuma de poliuretano enunos moldes pesados que se cierran y calientan a una cierta tempe-ratura, produciéndose así la reacción de espumación, que al estar elmolde lleno y cerrado otorga al producto la forma deseada.

Para llevar a cabo el proceso se dispone de la siguiente maquina-ria (véase Figura 8.4):

• Un equipo de bombas y mezcladores que mezclan el Poliol y elIsocianato para dar lugar a la reacción química.

• Un robot de 5 ejes que deposita la mezcla líquida en el moldemediante una boquilla, siguiendo un trazado predeterminado.

• Moldes de aluminio con calentadores eléctricos y cierres neu-máticos. Cada molde tiene 4 cavidades (4 piezas son producidasen el mismo molde).

• Una máquina muy pesada en forma de carrusel que arrastralos moldes recorriendo una elipse y abre y cierra los moldes au-tomáticamente. La distancia entre centro y centro de molde esde 1,2 metros y son arrastrados por una cadena a una velocidadde 1,44 metros por minuto.

El proceso comienza con el molde abierto, colocando manual-mente 2 varillas metálicas en cada cavidad del molde para dar rigidez

a la pieza final; el tiempo de operación es de 5 segundos por cada va-rilla. Después el equipo de bombeo mezcla los ingredientes que sondepositados en el molde mediante una boquilla situada en la garra delrobot. El robot tiene un ciclo programado sincronizado con el movi-miento del carrusel y deposita la mezcla en las 4 cavidades consecu-tivamente. A continuación, el molde se calienta para favorecer lareacción durante 15 minutos. Después, durante 10 minutos más la es-puma se enfría antes de que el molde se abra automáticamente y la

espuma sea extraída manualmente (tiempo de operación 10 segundospor unidad). Una vez extraída la pieza se coloca en una cinta trans-portadora que la lleva a una zona donde se revisa y se eliminan las re-




babas (tiempo de operación 15 segundos por unidad) y se deposita enel contenedor final (tiempo de operación 5 segundos por unidad).Después se rocía el molde con una cera especial para facilitar la ex-

tracción (tiempo de operación 8 segundos por molde).Se pide:

• Dibujar el diagrama de proceso de este producto aplicando es-trictamente el concepto de valor añadido.

• Determinar razonadamente el tiempo de ciclo necesario para elrobot y la capacidad por hora de la instalación.

• Determinar razonadamente el número mínimo de operarios ne-cesarios para ejecutar el proceso.

• Definir razonadamente una distribución de tareas (equilibrado)para la línea de producción y calcular su eficiencia.

• Calcular razonadamente la longitud lineal total de la cadena delcarrusel y el stock en curso que se generará en el carrusel.


Cabezal de mezcla

Robot

Área de operación manual

Equipo debombeo

Producto acabado

Moldes

Carrusel

Unidaddosificadora

Figura 8.4. Maquinaria disponible y producto acabado.




Tc robot = 50 s.

Capacidad horaria = 288 ud/hNME = 4

Longitud = 39,6 m.

Stock en curso = 132 ud.

EJERCICIO 11: ENSAMBLAJE CON VARIABILIDAD

En una planta industrial tenemos una línea de ensamblaje de pie-zas que no cumple con los objetivos de productividad.

La línea tiene 3 estaciones de trabajo y cada una está preparadapara trabajar con un ciclo productivo de 36 segundos y una produc-ción por turno de 680 unidades (un turno de 8 horas tiene 72 minutosde descansos).

La realidad es que se producen un total de 544 ud/turnoLa línea está compuesta por 3 puestos que combinan operaciones

manuales y automáticas; en la estación P3 se realiza una operación desoldadura mediante un robot.

Se realizó un análisis de variabilidad para tratar de resolver el pro-blema de baja productividad y se obtuvo lo expuesto en la siguientetabla (se realizaron 10 mediciones cronometradas en las 3 estacionescon los siguientes tiempos normales) :


Observaciones:

P1 36 35 36 36 34 36 36 37 37 37 Sacar pieza-1 de máquina-1P2 43 29 42 34 36 39 40 42 40 45 Sacar pieza-2 de máquina-2, pro-

blemas de extracciónP3 29 50 48 47 49 48 37 55 36 51 Falta de sincronización H-M y

fallos soldadura

1. Dibujar el gráfico de variabilidad para las 3 estaciones y cal-cular el cociente de variabilidad para cada estación.



2. A partir del gráfico obtenido, contestar las siguientes cuestio-nes:

— ¿Qué estación marca el tiempo de ciclo? ¿Qué capacidadde línea nos daría en ud/turno?

— ¿Está equilibrada la línea? ¿Por qué?

— ¿Cuál podría ser el diagnóstico de la línea de ensamblaje?

3. En la estación 3 (hombre + robot) tenemos el siguiente proce-so:

A031-Operario coge pieza-1 y la coloca en soporte (4 s)

A032-Operario coge pieza-2 y la posiciona sobre la pieza-1 (6 s)A033-Operario introduce el subconjunto en robot y acciona el bo-

tón de arranque (3 s)

A034-Proceso automático de soldadura (8 s)

A035-Enfriamiento del subconjunto dentro de la jaula robot (8 s)

A036-Operario saca el subconjunto soldado del robot (2 s)

A037-Operario hace un control de calidad sobre la pieza soldada(6 s)

A038-Operario deposita el subconjunto, sin defectos, en conte-nedor de P.A. (2 s)

Se pide:

— Dibujar el cronograma de la situación actual en la estación 3.

— Proponer un sistema para mejorar la sincronización del ope-rario con el robot y poder reducir así el tiempo de ciclo de laestación 3.

— Dibujar el cronograma del sistema mejorado.


Capacidad = 544 ud/torno — La línea no está equilibrada.




— Los problemas aleatorios son superiores a los previstos.

— Propuestas para mejorar la sincronización hombre-robot:

• Colocación mesa giratoria.• Introducir una unidad adicional de stock en curso en mesa

giratoria.

• Aprovechar tiempo de robot para realizar las operaciones 7,8, 1 y parte de la 2.




NOTAS

Manual PrA!Ctico de DiseA_-o de Sistemas - SuA_-A(c) Torrents, Albert(Author)

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