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Implementacion del Sistema Kanban | Calculo de piezas del Kanban

Para explicar mejor el funcionamiento práctico del sistema se toma como ejemplo un caso con dos estaciones de trabajo que se designan por A y B. Se han representado los kanbans mediante unos cuadros pintados en el suelo, en este caso se dispone de tres kanbans.

La definición del número de kanbans sigue un método de prueba y error, y podrá modificarse posteriormente si se observa que la cosa no funciona, de manera que en Toyota tardaron diez años en afinar el sistema. Para directivos con mentalidad cuantitativa, el número de tarjetas se puede calcular de la siguiente manera:

N° Kanbans = [(Cons. medio diario)*(Dur. Stock deseado) + Stock curso] / Cant. Piezas Cuadro

1. Funcionamiento del Sistema Kanban

Si se analiza con más detalle lo que sucede entre dos centros de trabajo, donde por ejemplo A suministra componentes a B.
En estas condiciones:

• El operario A siempre producirá cuatro unidades que completarán un cuadro que haya quedado vacío.

• El operario B consume un lote completo de cuatro unidades, quedando un cuadro vacío, generándose una orden de fabricación para el proceso anterior. El operario de la estación de trabajo A ha fabricado tres lotes de cuatro unidades, y ha dejado estos lotes en los espacios reservados. Cuando los tres cuadros están llenos, este operario se para. Obsérvese que la orden de fabricación son los mismos cuadros pintados, bien sea en el suelo o sobre la mesa de trabajo.
Cuando el operario de la estación de trabajo B necesita las tres piezas para satisfacer el pedido del cliente, toma las tres del primer cuadro. El primer cuadro no queda vacío de manera que el operario A sigue sin tener que hacer nada, al no haberse liberado ningún kanban. Los operarios deben aprender a crear conexiones fluidas entre procesos con la intervención y soporte de los encargados para perfilar y ajustar el sistema.
Cuando un cliente nuevo hace llegar su pedido de cuatro unidades genera inmediatamente una orden de producción para el operario B, que comenzará a fabricar un lote de cuatro unidades. Tomará la única unidad que queda del primer cuadro y tres del segundo. Esta acción liberará un kanban que servirá para que el operario A inicie su trabajo para producir las cuatro piezas que necesita para llenar el primer cuadro. En el segundo cuadro quedará una sola pieza.

Obsérvese que el procedimiento sigue un sistema FIFO, de manera que se retiran primero los artículos que entraron en primer lugar en el stock.
Cuando el operario A ha completado las cuatro unidades del primer cuadro, deja el kanban en su sitio y se para. De la misma manera, cuando el operario B ha acabado el trabajo y ha satisfecho la demanda del cliente también se para, ya que no ha llegado ningún pedido nuevo. 

Se observa que este mecanismo retrocede hacia atrás a lo largo de toda la cadena de producción, obviamente es un pull system. El trabajo se hace más sencillo y eficiente y el sistema se desplegará más fácilmente al resto de la fábrica.

Cuando en toda la planta se implante este sistema, se podrá pensar en desembarazarse de los stocks entre estaciones de trabajo y líneas de montaje, mediante el estudio de los procesos y las líneas de toda la fábrica, la búsqueda de procesos separados y el intento de crear un nuevo layout más eficiente. Un layout más racional y simple implica, entre otras mejoras, menos transportes internos y una reducción de los puntos de almacenaje.

En resumen, el funcionamiento de un sistema kanban se basa en las reglas siguientes:

• El proceso posterior recogerá del anterior, en el lugar adecuado, los productos necesarios en las cantidades justas.

• El proceso precedente fabricará sus productos en las cantidades recogidas por el proceso siguiente.

• El número de kanbans ha de tender a disminuir.

• Los productos defectuosos nunca han de pasar al proceso siguiente, esto implica que las relaciones con el proveedor son muy importantes, y se basan en una tremenda confianza mutua. 

2. ¿Qué hay que hacer con los operarios parados?

Seguramente esta pregunta pone nerviosos a los trabajadores que piensan que les van a despedir porque no trabajan y a los empresarios porque han de pagar a operarios que están parados.

  • A los trabajadores se les puede decir que no hemos encontrado ninguna publicación relativa a técnicas de lean manufacturing que considere que la reducción del número de empleados de una empresa sea un objetivo.
  • A los gerentes se les podría recordar el despilfarro que generan los stocks de productos acabados en los almacenes y el impacto negativo de éstos para la rentabilidad de la empresa.

Rentabilidad Económica = (Beneficio Neto)*(100) / Activo

Este ratio es conocido por su gran importancia, porque pone de manifiesto que producir sin tener un pedido en firme reduce la rentabilidad económica de la empresa. A pesar de la meridiana claridad de este razonamiento, la tendencia natural es producir cosas aunque no se necesiten.

Tres casos, que explican qué pasa cuando los operarios “A” o “B” siguen  parados:

Según Schonberger (1999), en octubre de 1981 Kawasaki (EEUU) prestó 11 de sus empleados sobrantes a la ciudad de Lincoln, que trabajaron para dicha ciudad durante varios meses mientras Kawasaki les pagaba sus salarios y sus prestaciones.

En Industrial Bolsera, S.A., los operarios parados realizan tareas de mantenimiento de máquinas (en un 80% del tiempo), preparan futuros trabajos, reciben cursos de formación y reciclaje para potenciar su polivalencia o trabajan en temas de seguridad e higiene en el trabajo.

A Genichi Kawakami no le gustaba ver que algunas de las máquinas de su padre estuviesen paradas. Para darles una salida, intentó fabricar con ellas máquinas de coser, componentes de vehículos, coches de tres ruedas,…hasta que dio con las motocicletas, de manera que después de convertir a Yamaha en el mayor fabricante del mundo de pianos, se lanzó con las motos. Kawakami decía: “Haz de cada reto, una oportunidad”. 

Desde una perspectiva teórica pueden adoptarse las siguientes acciones: enviar trabajadores polivalentes sobrantes a otros procesos, abortar las acciones emprendidas de reclutamiento o selección en el caso de nuevas necesidades de personal, plantearse producir materiales o componentes adquiridos o subcontratados, promover reuniones de grupos de mejora.

Si después de estas consideraciones los operarios “A” y “B” siguen estando parados,… entonces hay un problema derivado de equivocadas estrategias de marketing o por la comercialización de productos obsoletos que no satisfacen las necesidades ni las exigencias de un mercado muy competitivo.

3. Calculo de piezas del Kanban

Un kanban define la cantidad de cada pieza que debería llevarse hasta el área de trabajo cuando se necesita un nuevo suministro de ésta. El kanban se calcula para cada una de las piezas utilizadas en cada estación de trabajo. Dicha cantidad prevé el exceso de stock y la rotura del mismo.

Conociendo el kanban, se asegura el aprovisionamiento de las piezas necesarias para la producción del día. También se reduce el coste al disponer solo del inventario que se necesita para un flujo equilibrado. Hay un interés en medir el kanban para tener solamente piezas suficientes para trabajar mientras un segundo lote se está preparando.

Para calcular el kanban de un artículo se propone la siguiente expresión:

K = (D*Q)*R / H*P

Donde:
  • D = El número de productos (los llamamos subconjuntos) que necesitan los grupos de trabajo para producir cada turno.
  • Q = Cantidad total de esta pieza usada en el producto (de la lista de materiales).
  • R = Tiempo de reposición (cuántas horas se tarda en tener un nuevo suministro de piezas, después de haberlas pedido)... del almacén o del área WIP (área de material en proceso).
  • H = El número de horas de trabajo por turno (el número de horas de trabajo menos los descansos, los desayunos, los tiempos improductivos, etc.).
  • P = El número de piezas que el almacén sitúa en el paquete o contenedor. Por ejemplo, unos tornillos deben empaquetarse con 50 unidades en cada caja.
Ejemplo:
En una fábrica de bisutería se empaquetan collares de fantasía en bolsas de papel y se producen 200 bolsas cada día. Si se trabaja en un turno de siete horas y se tardan cuatro horas en recibir un nuevo suministro de bolsas (enviadas 25 en un paquete) después de hacer un pedido con el sistema de suministro, ¿cuál es la medida del kanban de bolsas para asegurarse una gestión eficiente?

D = Porcentaje diario por turno = 200 (bolsas por día)
Q = Cantidad total de bolsas que se necesitan por tipo de producto = 1 bolsa
R = Tiempo de reposición de stock = 4 horas
H = Número de horas de trabajo por turno = 7 horas
P = Número de bolsas que el suministrador pone en un paquete = 25 bolsas por paquete

Entonces:
K = (200*1)*4 / 7*25 = 4.6 = 5 paquetes

Esto significa que siempre que se necesita un aprovisionamiento de bolsas, se deberían de recibir cinco paquetes a la vez para llenar el primer kanban (container) vacío en un sistema de dos (containers).

Si se supone ahora que cuando se piden las bolsas al proveedor transcurre un periodo de 24 horas (tiempo de reposición).  ¿Cuál es la medida kanban para las bolsas que vienen del proveedor?

K = (200*1)*24 / 7*25 = 27,4 = 28 paquetes

En este segundo caso es prácticamente seis veces mayor que la cantidad del kanban en la línea. La diferencia se justifica por el hecho de que el tiempo de reposición (R en la fórmula anterior) del proveedor es seis veces mayor.

4. Numero de Kanbans (tarjetas en circulación)

Es obvio que el cálculo del número de tarjetas kanban facilita la medida del stock entre dos procesos. El procedimiento empleado para calcular el número de tarjetas es una aplicación del clásico método del punto de pedido (pero con los objetivos previos de introducir mejoras para reducir los tiempos de preparación de manera que los lotes de entrega sean pequeños).

El número de kanbans debe ser suficiente para cubrir la demanda durante el plazo de entrega más un cierto stock de seguridad, en previsión de pequeñas variaciones. Se utilizan los siguientes parámetros:
  • DM = Demanda media diaria del programa uniforme
  • TD = Retraso del tránsito, # de viajes de recogida entre la entrega de la tarjeta y la recogida del material
  • 2 = Constante que dice que el # mínimo de viajes para completar una transacción es 2
  • ND = Número diario de entregas
  • CC = Capacidad del contenedor
  • SS = Stock de seguridad

N° de kanbans = [DM*(2+RT)*(1+SS)] / (NN * CC)

La expresión que se reproduce a continuación es la utilizada en Toyota: DMU, es la demanda por unidad de tiempo durante el periodo firme tratado, TR es el tiempo de reposición de un contenedor (este tiempo incluye los tiempos de transportes de fabricación, esperas y vaciado), CS es un coeficiente de seguridad (del que no se disponen pistas que ayuden a determinarlo), y CC es la capacidad del contenedor.

N° de Kanbans >= [DMU*(TR*(1+CS))] / CC

Una nueva propuesta de fórmula para calcular el número de kanbans es la que se expone a continuación mediante un ejemplo: 

  • N = Número de tarjetas o contenedores necesarios entre dos estaciones de trabajo.
  • U = Ritmo de uso de la estación de trabajo “cliente” medido en piezas o componentes hora.
  • T = Tiempo necesario para que una tarjeta o contenedor recorra todo un ciclo, es decir, abandone la estación de trabajo y regrese vacío, se vuelva a llenar y vuelva a salir lleno.
  • P = Coeficiente que mide la eficiencia del sistema. P puede tomar valores entre 0 y 1. Un 0 correspondería a la eficiencia perfecta, y un 1 a la ineficiencia pura.
  • C = Capacidad del contenedor estándar o número de unidades del kanban.

Ejemplo:
En un proceso industrial hay dos estaciones de trabajo adyacentes, una es la cliente y la otra es el centro de producción. La estación de trabajo usuaria o cliente presenta un ritmo de producción de 175 componentes o piezas por hora. Cada contenedor o kanban tiene una capacidad de 100 componentes.

En promedio se necesitan 1,10 horas para que un contenedor lleno con 100 piezas, que sale de la estación de trabajo productora, regrese vacío (después de haber abastecido a la estación de trabajo cliente), se vuelva a llenar y salga de nuevo. Se trata de calcular la cantidad de contenedores necesarios, si el sistema se clasifica con una eficiencia de 0,25.

N = [1,75*1,1*(1+0,25)] / 100 = 2,4

En estas condiciones se necesitan tres contenedores, porque al redondear hacia arriba se introduce una holgura o stock de seguridad y  generalmente esto es preferible a tener muy pocos contenedores. Se puede utilizar más del mínimo de contenedores entre dos estaciones de trabajo, ya que el centro productor pudiera no ser capaz de llenar de forma inmediata el contenedor.

5. Numero de Kanbans de transporte

Para el cálculo del número de tarjetas kanban de transporte se propone a siguiente formula:

Numero de Kanban de transporte = [Nl + Nt] / E

  • Tl = Tamaño de lote mínimo (en el caso de que exista).
  • Tt = Tiempo de respuestas del transporte (desde que se consume el contenedor hasta la llegada de los contenedores llenos del stock de aprovisionamiento).
  • Tcc= Tiempo de ciclo de una pieza en la etapa de consumo.
  • E = Número de piezas de cada contenedor.
  • Nl = Tl (Número de piezas por lote).
  • Nt = Tt/Tcc Número de piezas para cubrir el tiempo de transporte.

Si hay un tiempo de stock de seguridad Ts, hay que añadir Ns = Ts / Tcc

Numero de Kanban de transporte = [Nl + Nt + Ns] / E
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