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Perdidas por falta de balanceo | Heijunka o produccion nivelada

Las pérdidas por balanceo son el resultado de tener mal equilibradas las operaciones de un sistema productivo, de manera que hay uno o varios procesos que consumen más tiempo que el resto, mientras los otros procesos disponen de un tiempo ocioso.

Calculo de las Perdidas por falta de balanceo

A continuación se detalla matemáticamente el cálculo del potencial de mejora por la aplicación de un simple rebalanceo.

Perdidas balanceo = [(TC más largo)*(N° ope.) – (T total 1 pieza)] / [(TC más largo)*(N° ope.)]
Las pérdidas de balanceo del proceso productivo definido por estas cinco operaciones (A, B, C, D y E) consideradas en el ejemplo anterior son:

Perdidas por balanceo = [(1.5)*(5) – (5.3)] / [(1.5)*(5)] = 29.3%

En este ejemplo recordemos que se tiene un takt time de dos minutos. Las pérdidas totales ponen de manifiesto el potencial de mejora al volver a balancear la línea. Los pasos a seguir se definen a continuación.

1. Cálculo de las pérdidas totales antes de balancear las operaciones respecto al takt time.
2. Cálculo de las pérdidas totales después de equilibrar las operaciones respecto al takt time:

Pérdidas totales = (2)*(3) – (5.3) / (2)*(3) = 11.7% 
Por ejemplo, si se considera un proceso que fabrica cinco productos distintos de una familia en cantidades envasadas de 25, tal como muestra la tabla siguiente:
En cada caso, el número de kanbans se determina dividiendo los requerimientos diarios por la cantidad estándar de un contenedor. Dado que el requerimiento total diario es de 800 unidades y el tiempo de producción disponible en dos turnos es de 52.800 segundos.

Takt time = 52 800 / 800 = 66 segundos

Tiempo de paso = 66 * 25 = 1 650 segundos (27,5 minutos)

Esto quiere decir que, cada 27,5 minutos, deben terminarse 25 unidades para ser entregadas. Ahora la cuestión es: ¿25 unidades de qué producto? A lo largo de un día deben producirse 12 contenedores de A, 8 para cada uno de los tipos B y C, y 2 contenedores para cada tipo D y E. En otras palabras, la proporción entre A:B:C:D:E es 12:8:8:2:2. Reduciendo esta proporción a su expresión numérica más pequeña, en términos prácticos (dividiendo por 4), la proporción equivalente es: 3:2:2:0,5:0,5.

En otras palabras, por cada tres contenedores del producto A fabricados, deben producirse dos contenedores para B, dos para C, 0,5 para D y 0,5 para E.

Método practico

No todas las operaciones necesitan el mismo tiempo, de manera que los operarios que desarrollan las operaciones más cortas no tienen nada que hacer mientras esperan la siguiente pieza. El equilibrado de una línea es un proceso mediante el cual se distribuyen niveladamente los elementos del trabajo dentro de un flujo de valor con el fin de satisfacer el takt time.

El equilibrado de la línea ayuda a optimizar el uso del tiempo de personas, equilibra las cargas de trabajo de modo que nadie hace demasiado o demasiado poco. Como la demanda de clientes puede fluctuar, a menudo es necesario volver a equilibrar la línea porque cambian los takt time. 

El equilibrado de una línea parte del análisis de la situación actual, mediante un gráfico de balance de operario, donde se representan los elementos de trabajo, los requerimientos de tiempo y los operarios de la estación de trabajo. Se utilizan para mostrar las oportunidades de mejora visualizando los tiempos de cada operación en relación al tiempo de takt y el tiempo de ciclo total.

Para construir un gráfico de balance de operario se sigue el método adjunto:

1. Determinar los tiempos de ciclo corrientes y las asignaciones de elementos del trabajo. Por ejemplo, se tiene cinco operaciones, cuatro operarios, un takt time de 60 segundos y un tiempo de ciclo total de 200 segundos.
2. Puede prepararse un gráfico de barras que facilite la representación visual de la situación.
3. Determinar el número de operarios necesario dividiendo el tiempo de ciclo total del producto por el takt time.

Operarios necesarios = Tiempo Ciclo Total / Takt Time = 200 / 60 = 3,33

Una necesidad de 3,33 operarios significa que no hay suficiente trabajo para mantener ocupados cuatro operarios, pero hay más trabajo del que pueden realizar tres. Si se elimina el suficiente despilfarro del proceso quizás se pueda colocar el cuarto operario en otro proceso. Se establece en el pensamiento lean el convenio de considerar que un decimal de trabajador igual o inferior a 0,5 (en este caso, 0,33) es un buen indicador de que se trata de una meta realista.

En el proceso mejorado, cada uno de los tres operarios restantes redistribuyen oportunamente sus tareas para que sea necesario para fabricar una pieza dentro del takt time (o un pequeño lote dentro del tiempo de paso calculado). Por tanto, el tiempo de ciclo total debe ser inferior o igual a 180 segundos.
Una solución podría ser combinar las operaciones A-B por un lado, y C y D por otro, simplificando las operaciones combinadas, de modo que una persona pueda realizar cada uno de los tres subprocesos (A-B, C-D y E) en 60 segundos o menos. El problema queda reducido a conseguir que los tres operarios completen el trabajo en 60 segundos.

Para que exista un flujo continuo, los operarios han de ser capaces de producir en takt time con tiempos de ciclo consistentes para los elementos de trabajo asignados. No es deseable de ninguna manera que un operario individual logre un tiempo de ciclo de 45 segundos, y otro trabaje con un tiempo de ciclo de 60 segundos para la misma operación. Deberá estandarizar el tiempo de ciclo de 50 segundos y revisar cuidadosamente el método de trabajo, de forma que cada uno haga el trabajo del mismo modo. Esto se logra mediante la estandarización de tareas.

Trabajo estandarizado

El trabajo estandarizado hace referencia al conjunto de procedimientos que definen el mejor método posible de trabajar para que todos los operarios desarrollen de la misma manera los distintos procesos de fabricación y ensamble, lo cual facilita el éxito para la obtención de altos niveles de productividad, calidad y seguridad.

Para conseguir un trabajo estandarizado se consideran las siguientes líneas de actuación:

• Trabajar con los operarios para determinar los métodos de trabajo más eficientes y llegar a un consenso, porque éstos no deben imponerse de forma autoritaria.

• Contemplar las mejoras propuestas por los operarios (ideas kaizen).

• Adherirse al takt time como unidad crítica de medición del trabajo estandarizado. No debe intentarse acomodar los cambios en el takt time haciendo cambios sustanciales en las cargas de trabajo individuales. Cuando el takt time se reduce, racionalizar el trabajo y añadir empleados si es necesario, cuando aumenta, asignar menos operarios al proceso.

Flujo de una sola pieza (one piece flow)

El flujo de una sola pieza es la manera más eficiente de gestionar los recursos humanos y materiales, como consecuencia de fabricar los productos uno a uno. Cuando se usa el flujo secuencial de piezas cada operación debe equilibrarse de acuerdo con el takt time calculado y se observa que:

• Se utiliza el flujo de una pieza para reducir el wip y el tiempo de ciclo.
• Se eliminan los lotes grandes de fabricación. El flujo de una pieza hace visibles problemas que de otro modo permanecerían ocultos.
• Agiliza los cambios de modelo (mejora del SMED).
• Sistema de trabajo FIFO (first in first out): lo primero que entra es lo primero que sale.
• Reducción de espacio (proximidad de los puestos de trabajo). Los operarios no están aislados.
• En el proceso integran controles de calidad, con el objetivo de eliminar los controles de calidad al final de la línea.
• Automatización inteligente, a bajo coste.
• Máquinas sencillas de manejar y también de mantener.
• Alimentación de componentes y materiales desde fuera y no en la misma dirección del operario.
• Estandarización de las operaciones.

Stocks buffers y de seguridad

La voluntad de ofrecer la plena satisfacción del cliente, obliga a disponer de stocks buffer en caso de que la demanda aumente de golpe y los procesos sean incapaces de trabajar con un takt time menor (es decir, con mayor productividad).

Por otro lado, los stocks de seguridad protegen frente a la incertidumbre derivada de problemas internos (defectos de calidad, absentismo laboral, fiabilidad de las máquinas, etc.).

Disponiendo de stocks buffer y de seguridad, se satisface la demanda sin recurrir a las horas extras. Sin embargo, hay que tener presente que los stocks son compromisos temporales, ya que son un despilfarro, y a medida que la demanda de clientes se estabiliza y mejora la fiabilidad de sus procesos, se deben revisar de forma periódica estos stocks y minimizarlos o eliminarlos.
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