SISTEMA DE FABRICACIÓN FLEXIBLE

CONCEPTO• El concepto de fabricación flexible se ha desarrollado simultáneamente

con el desarrollo de tecnología de informática en las áreas de diseño y fabricación de piezas, así como la tecnología de control y servomecanismos.

FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEMS (SMF)

• ¿Qué entendemos por sistema de manufactura flexible (traducción libre de Flexible Manufacturing Systems)?

• Para poder tener una mejor idea de esto, debemos recordar que la fabricación de piezas mecánicas sometidas a varios procesos, involucraban complejos sistemas de control y producción, tales como, proveer materias primas, materiales, órdenes de trabajo, entre otros.

FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEMS (SMF)

• Uno de los principales problemas consistía en el cambio y ajuste de herramientas de trabajo, lo que evidentemente imposibilitaba poder obtener altos índices de productividad, debido a los tiempos de recambio de piezas, cambios de formato de maquinas, ajuste y reprogramación de proceso de maquina.

Célula de fabricación Flexible

ORIGEN DEL CONCEPTO

• Este concepto nace de la necesidad continua de mejora que se establece en empresas Japonesas como Toyota, en donde logra imponerse, no solo un modelo de fabricación, sino una forma de excelencia de fabricación.

ORIGEN DEL CONCEPTO

• Podríamos decir que se fundamenta en algunos pilares básicos, como son: eliminación de desperdicios, mejora continua y participación consiente del trabajador, a pesar de que el accionar de las personas es reducida desde el punto puramente de control de operación, en el caso de una célula de fabricación como lo es el FMS. Esta concepción nos lleva a lo que hoy conocemos como fabricación flexible.

Que objetivos se desean alcanzar con la manufactura Flexible:

• Una marcada tendencia en la reducción de los costos de fabricación, al eliminar operaciones innecesarias, transporte materiales y producto terminado, desperdicio de materiales y disminución efectiva de piezas defectuosas.

• Un incremento sustancial de los indicadores de Productividad, al incrementar los volúmenes de fabricación significativamente

• Un grado significativo de Calidad del producto terminado.• Mejora el grado de satisfacción del cliente, al proporcionársele un

producto de alta calidad y en tiempo, • Reduce significativamente el espacio necesario o área de trabajo necesaria

para la operación de equipo y maquinaria.• Puede llevarse fácilmente al sistema JIT (Justo a tiempo) lo que puede

eliminar o disminuir significativamente las áreas de almacenamiento de producto terminado y materias primas

• Debido a que FMS es todo un concepto podemos concluir que la flexibilidad es un atributo general de su ámbito de acción, ya que hace flexible las aplicaciones tecnológicas, la fabricación, los productos, el diseño de productos y su adecuación a diferentes procesos.

• Sí es importante destacar que su aplicación esta orientada a la fabricación de elementos que necesitan procesos de trabajo de maquinas herramientas fundamentalmente. Lo anterior en contraste con lo que ocurre en el caso de una célula de fabricación CIM, de la que en la que fácilmente puede formar parte.

• La fórmula de reducción de costos es valiosa cuando se trabaja en el diseño de instalaciones Industriales. A continuación se presentan algunos ejemplos de fórmula de reducción de costos:

Pregunta Para todo Por tanto se puede¿Por qué? Operación Eliminar ¿Quién? Transporte Combinar¿Qué? Inspección Cambiar la secuencia¿Dónde? Almacenamiento Simplificar¿Cuándo? Retraso¿Cómo?

Los cinco principios son los siguientes:

• Implantar los cinco (5) principios y los cinco porqués también ayudará a reducir los costos.

1. Sacar sólo lo necesario (organización). Mantener el mínimo de lo que se requiere ahorrará espacio (afecta a la distribución de instalaciones), inventario y dinero.

2. Acomodar (arreglo). Un lugar para cada cosa y cada cosa en su lugar es una filosofía visual de administración que afecta a la distribución de la instalación.

3. Barrer (limpieza). Una planta limpia es resultado de una distribución de la instalación pensada para dar un lugar a todo.

4. Limpiar y ordenar (higiene). Una planta segura es resultado de una buena planeación de la distribución.

5. Ser estrictos (disciplina). Seguir procedimientos y métodos estandarizados hasta convertirlos en hábitos hará que la planta opere de manera eficiente y segura.

Por ejemplo: una máquina falló1. ¿Por qué? 2. La máquina se atascó. ¿Por qué? 3. La máquina no se limpió. ¿Por qué? 4. El operador no la limpió a intervalos regulares. ¿Por qué? 5. ¿Fue debido a la falta de capacitación? ¿Por qué? 6. Los supervisores lo olvidaron. Habían elaborado instrucciones por escrito

que debían montarse en la máquina. No volverá a pasar.

• En los últimos años se ha desarrollado un vocabulario nuevo, proveniente del sistema de producción Toyota y de un libro titulado Lean Thinking, de James Womack y Daniel Jones. La manufactura esbelta es un concepto mediante el cual todo el personal de producción trabaja en conjunto con el fin de eliminar el desperdicio.

Muda (desperdicio)

• Se define como cualquier gasto que no ayuda a producir valor. Hay ocho clases de muda: sobreproducción desperdicio, transporte procesamiento, inventario, movimiento, repeticiones y utilización deficiente del personal. La meta es tratar de eliminar o reducir estos costos. Una de las técnicas para lograrlo consiste en preguntar "por qué" cinco veces (cinco porqués). Preguntar el "porqué" de cualquier problema o costo al menos en cinco ocasiones tiene por objeto llegar a la causa original del problema.

• A los empleados de Toyota se les anima a detener la línea de producción o proceso si existe algún problema. Se coloca un tablero indicador luminoso (llamado andon) sobre la línea de producción. Cuando las operaciones son normales, permanece encendida una luz verde.

• Una luz amarilla indica que un operador necesita ayuda, y si el operador requiere detener la línea, una luz roja centellea. Se acuñó el término autonomización (jidoka) para indicar la transmisión del elemento humano a la automatización. Un ejemplo de lo anterior es la detención de una línea de producción hecha por un trabajador que detecta un problema.

• En la cultura de la mejora continua, kaizen es otra herramienta efectiva que puede aplicarse con facilidad a aspectos diferentes de la planeación de instalaciones Y manejo de materiales. Kaizen es la palabra japonesa para mejora constante o continua. El elemento principal de kaizen es la gente involucrada en el proceso de mejora.

• Kanban es otra técnica que afecta el diseño de las instalaciones de manufactura. Kanhan es un tablero de señales que comunica la necesidad de material e indica en forma visual al operador que produzca otra unidad o cantidad. El sistema kanhan, también conocido como sistema que “jala”, difiere de los sistemas tradicionales de inventario que "empujan", tales como el justo a tiempo (JIT) o la planeación de requerimientos de materiales (MRP). Con los sistemas que empujan, las partes se producen sólo cuando se necesitan y tienen que ser solicitadas o hay un "jalón" de las operaciones de producción.

PROCEDIMIENTO DEL DISEÑO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

• La calidad del diseño de una instalación industrial (plano de la distribución de la planta) depende de lo bien que el planeador recolecte y analice los datos básicos. El plano es la etapa final del proceso de diseño y aquella con la que los novatos en planeación quieren comenzar.

PROCEDIMIENTO DEL DISEÑO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

1. Determinar lo que se producirá; por ejemplo, una caja de herramientas, un estuche de dados o una podadora.

2. Calcular cuántos artículos se fabricarán por unidad de tiempo; por ejemplo, 1,500 por turno de 8 horas.

3. Definir qué partes se fabricarán o comprarán terminadas algunas compañías adquieren todas las partes y se denominan plantas de ensamble. Las partes que la empresa fabrique requieren equipo de manufactura y una considerable cantidad adicional de trabajo de diseño.

4. Determinar cómo se fabricará cada parte. Esto se denomina planeación del proceso y generalmente es realizado por un ingeniero de manufactura, pero en muchos proyectos el diseñador de instalaciones de manufactura también es responsable del diseño de herramientas, equipo y estaciones de trabajo.

5. Determinar la secuencia de ensamblado. Esto se llama balanceo de la línea de ensamble.

PROCEDIMIENTO DEL DISEÑO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

6. Establecer estándares de tiempo para cada operación. Es imposible diseñar una distribución de planta Sin estándares de tiempo.

7. Determinar la tasa de la planta (tiempo de procesamiento). Esto es qué tan rápido se necesita producir. Por ejemplo requiere hacer 1,500 unidades en ocho horas (480 minutos) por lo que 480 minutos divididos entre 1,500 unidades son igual a 0.32 minutos. La velocidad de la planta y de cada operación dentro de ella deben fabricar una parte cada 0.32 minutos (aproximadamente tres partes por minuto).

8. Calcular el número de máquinas necesarias. Una vez que se conoce la tasa de la planta y el tiempo estándar para cada operación hay que dividir el tiempo estándar entre la tasa de línea y el resultado es el número de máquinas. Por ejemplo usted tiene una operación con tiempo estándar de 0.75 minutos y una tasa de línea de 0.32 minutos. ¿Cuántas máquinas se necesitan (0.75 dividido entre 0.32 es igual a 2.34 máquinas)? Necesitará comprar tres máquinas. Si sólo adquiriera dos nunca produciría 1.500 unidades por turno sin trabajar tiempo extra. Esto causará un cuello de botella.

9. Balancear líneas de ensamble o celdas de trabajo. Esto es dividir el trabajo entre los ensambladores u operadores de celda de acuerdo con la tasa de línea. En la medida de lo posible, trate de dar a cada uno la misma cantidad de trabajo.

PROCEDIMIENTO DEL DISEÑO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

10. Estudiar los patrones de flujo del material para establecer cuál es el mejor (la distancia más corta a través de la instalación).– Diagrama de cadena.– Gráfica de proceso de productos múltiples.– Gráfica origen-destino.– Gráfica del proceso. – Gráfica del flujo del proceso.– Diagrama de flujo.

11. Determinar las relaciones entre actividades -¿qué tan cerca necesitan estar los departamentos uno de otro a fin de minimizar el movimiento de personas y de materiales?

12. Hacer la distribución de cada estación de trabajo. Estas distribuciones conducirán a las del departamento y después a la de toda la instalación.

13. Identificar las necesidades de servicios para el personal y la planta y proporcionar el espacio requerido.

14. Identificar las necesidades de oficina y hacer la distribución necesaria.

PROCEDIMIENTO DEL DISEÑO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

15. Desarrollar los requerimientos de espacio total a partir de la información anterior.

16. Seleccionar el equipo de manejo de materiales.17. Asignar el área de acuerdo con el espacio necesario y las relaciones de

actividades establecidas en el punto 11.18. Desarrollar un plan gráfico y la forma de la construcción. ¿Cómo se ajusta

la instalación al terreno?19. Construir un plan maestro. Éste es el diseño de la instalación de

manufactura –la última página del proyecto y el resultado de todos los datos recabados y las decisiones tomadas durante los meses anteriores.

20. Buscar fallas y ajustar. Pida a sus colegas ingenieros y administradores del mismo nivel que el suyo que revisen su plan para ver si pueden detectar errores en el diseño antes de que lo presente a la dirección para que lo apruebe.

PROCEDIMIENTO DEL DISEÑO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

21. Buscar las aprobaciones, acepte los consejos y cambie lo necesario.22. Instalar la distribución. En esta etapa, el plan se materializa y es uno de

los momentos más satisfactorios y también uno de los más tensos. 23. Comenzar la producción. Anticipar que muchas cosas marcharán mal.

Nadie ha comenzado alguna línea de producción sin ningún problema; no espere ser el primero. Cada vez lo hará mejor, pero nunca será perfecto.

24. Ajuste lo que se requiera y finalice el reporte del proyecto y desempeño presupuestal.

TIPOS Y FUENTES DE LOS PROYECTOS DEL DISEÑO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

1. Instalación nueva. Éste es por mucho el trabajo más divertido y en donde puede tener la mayor influencia en el proyecto de una instalación de manufactura nueva. En un proyecto nuevo hay pocas restricciones y limitantes porque no tiene que preocuparse de las instalaciones antiguas.

2. Producto nuevo. La compañía asigna una esquina de la planta para un producto nuevo. El producto nuevo debe incorporarse al flujo del resto de la planta, y ciertos equipos en común tal vez se compartan con los productos ya existentes.

3. Cambios en el diseño. Los cambios en el diseño del producto siempre se hacen para mejorar su costo y su calidad. La distribución podría verse afectada por dichos cambios y el diseñador de instalaciones debe revisar cada modificación del diseño.

4. Reducción del costo. El diseñador de las instalaciones de la planta podría encontrar una distribución mejor que produjera más unidades con menos esfuerzo de los trabajadores. Otras personas de la empresa podrían hacer sugerencias de mejoras y reducciones de costos que afecten la distribución. Todo esto debe tomarse en cuenta.

5. Retroajuste. Debido a que muchas plantas antiguas tienen distribuciones deficientes, los diseñadores de instalaciones de manufactura viejas quizá pasen la mayor parte de su tiempo trabajando en hacerlas más productivas. El procedimiento para el retroajuste es el mismo que para una planta nueva -excepto que hay más restricciones. Entre éstas se incluyen: paredes que ya existen, fosos, techos bajos y cualesquiera otros arreglos permanentes que representen un obstáculo para el flujo eficiente de los materiales.

Kaizen

• Palabra que significa mejora continua. El kaizen es realizado por un equipo de empleados o uno sólo. Es la búsqueda constante de formas de mejorar la situación existente.

Kanban

• Un kanban (tablero de señales) es una forma sencilla y directa de comunicación que siempre se coloca en el punto donde se necesita. Generalmente, el kanban es una tarjeta pequeña dentro de una envoltura de plástico, en ella se encuentra escrita información tal como el número de parte, la cantidad por contenedor, el punto de entrega, etcétera. La tarjeta kanban dice al operador que produzca la cantidad surgida del proceso anterior. La tarjeta es una herramienta usada para administrar y asegurar la producción JIT. Para obtener los resultados requeridos, pueden usarse contenedores o un cuadrado kanban en lugar de tarjetas

Mapeo de la corriente de valor (MCV)

• Representación pictórica de un proceso, que permite la evaluación sistemática de cada uno de sus componentes o etapas.

Manejo de materiales

• Esto significa manipular material, e incluye tanto los principios como el equipo.

Manufactura esbelta

• Es una continuación del pensamiento esbelto, en el que menos de todo es mejor. La filosofía que se sigue es la del valor agregado, por medio de la cual se eliminan los elementos de costo que no agregan valor al producto final.

Nivelación de la producción

• También se conoce como balanceo de línea, las fluctuaciones en el flujo de productos incrementan el desperdicio. Para impedirlo, las fluctuaciones al final de la línea de ensamblado deben llevarse a cero. La producción se nivela mediante la fabricación de un modelo, después la de otro, y así sucesivamente.

Ocho clases de muda (desperdicio)

Los tipos de muda incluyen:1. Sobreproducción, 2. Desperdicio, 3. Transporte, 4. Procesamiento,5. Inventario, 6. Movimiento, 7. Repetición, y 8. Utilización del personal. • La idea de mejorar es trabajar con más facilidad, rapidez, economía,

inteligencia y seguridad. Al tratar de eliminar el desperdicio, pregunte si puede eliminarlo, después combínelo con otro costo, cambie la ruta o simplifíquelo.

Pokayoke (a prueba de tontos)

• Con el fin de garantizar el cien por ciento de productos de calidad, debe impedirse que haya defectos. Pokayoke son las innovaciones que se hacen en las herramientas y los equipos para instalar dispositivos que prevengan los defectos.

Pokayoke (a prueba de tontos)

Algunos ejemplos son los siguientes: • Cuando una operación sea olvidada, no comenzará la siguiente.• Los problemas de las operaciones anteriores se revisan en las posteriores

para detener el producto defectuoso.• Cuando haya problemas con el material, la máquina no arrancará.• Las herramientas y los aditamentos se diseñan para que sólo admitan una

parte en la dirección correcta.

Retroajuste

• Significa volver a trabajar en el plan de las instalaciones y forma parte del plan de mejoramiento continuo (kaizen) o gran esfuerzo que se realiza cuando la situación se sale de control.

Simulación

• Éste es un medio de experimentación con un modelo detallado que representa las características de los sistemas reales, para determinar cómo responderá el sistema a varios cambios en sus componentes, ambiente y estructura. Para nuestros propósitos, puede definirse un sistema como celda de trabajo, línea de ensamblado, grupo de máquinas, o instalación completa de manufactura. La simulación proporciona la oportunidad de tener una serie de juegos del tipo "qué pasaría si…" y de observar los efectos de distintos cambios o manipulaciones en el modelo para optimizar o mejorar el sistema real.

Sistema de producción Toyota

• Es el inicio del concepto de pensamiento esbelto y manufactura esbelta.

Tiempo de procesamiento

• El tiempo de procesamiento, o valor R, se determina sobre la base de los requerimientos de producción periódica y la cantidad de tiempo de operación durante el periodo. Establecer el tiempo de procesamiento para cada actividad es la clave para reunir todas las partes diferentes en todas las etapas de ensamblado, exactamente en el tiempo correcto.

Tiempo de procesamiento

• Cada estación de trabajo necesita mantener el tiempo de procesamiento. Si cada actividad se hace de acuerdo con su tiempo de procesamiento, la producción será exactamente la necesaria cuando se requiere. Producir con el tiempo de procesamiento garantiza que toda la producción coincidirá en el proceso de ensamblado final.

• Trabajo con valor agregado.- Es el que en realidad transforma los materiales, cambiando su forma o calidad, por medio de actividades como ensamblar, moler, soldar, tratar con calor o pintar. En una fábrica común es frecuente que el 95 por ciento del tiempo de un operador no sea usado para agregar valor al producto. Pueden hacerse las preguntas siguientes al analizar el trabajo con valor agregado:

• 1. ¿Estas actividades son absolutamente necesarias para los trabajos de producción?

• 2. ¿Estas actividades agregan valor al producto en lugar de costo? • 3. ¿Las actividades están relacionadas con aspectos que el consumidor

observa o quizá no le importan?