Cómo afecta la variabilidad en la célula de producción
26 de mayo de 2023Para saber cuál es el sistema de fabricación más adecuado, conocer cómo se produce un producto no es suficiente. Además, debemos hacerlo de forma eficiente y cubrir las expectativas de los clientes.
Veremos que estas necesidades cambian según el ciclo de vida de nuestro producto, por lo que es algo que debemos tener en cuenta para adaptar el sistema de fabricación en cada fase.
¿De qué va a depender nuestro sistema de fabricación?
Cuando queremos diseñar nuestro sistema de fabricación, es habitual que nos centremos en el producto que queremos fabricar, así como en el propio proceso a seguir. Vamos a ver que este criterio, siendo importante, no es ni el único ni definitivo para definir nuestro sistema de fabricación. Éste va a tener una dependencia muy importante con el momento en el que se encuentra de su ciclo de vida, debido fundamentalmente a los requerimientos por parte del cliente en cada momento.
Entendemos por ciclo de vida de un producto como las distintas etapas por las que pasa un artículo desde que se desarrolla hasta que deja de existir. De forma resumida, y focalizándonos en la parte productiva, podemos considerar:
- INTRODUCCIÓN EN EL MERCADO: lanzamiento al mercado con los primeros compradores.
- CRECIMIENTO: extensión a más canales y aumento de venta.
- MADUREZ: producto ampliamente conocido y distribuido por los clientes.
- DECLIVE: descenso de ventas y aparición de alternativas a este artículo.
¿Qué entendemos por proceso de fabricación?
Recordemos qué entendemos por un sistema productivo y qué relaciones tiene. Una forma de definirlo podría ser como un “conjunto de elementos que dan como resultado la obtención un unos bienes o servicios, a partir de unas entradas, transformadas por unos medios, siguiendo un proceso definido”.
La obtención de esos productos finales que llegarán al cliente es el objetivo que justifica la existencia de este proceso, pero como casi cualquier cosa, se puede hacer de muchas maneras. Deberemos buscar el proceso que, además de ofrecer ese producto, lo haga en la cantidad que el cliente la demanda, en el momento adecuado (es decir, cuando el cliente lo pide) y de una manera eficiente para que le pidamos al cliente lo que está dispuesto a pagar y maximicemos nuestro beneficio al mismo tiempo.
Como vemos son muchos factores a tener en cuenta. Si nos centramos en el proceso, será Ingeniería de Producción uno de los pilares que buscará esa optimización, a través de asegurar un buen uso de las entradas (cumpliendo los estándares), seleccionando los medios adecuados y asegurando su disponibilidad, y maximizando la productividad GLOBAL del sistema. Para ello, una de las herramientas de que dispone es la definición del lay-out y distribución de los procesos.
Distribución en planta
Nos determinará el sistema de fabricación y la eficiencia de utilización de los recursos, así como el espacio requerido para maquinaria, zona productiva, almacenaje, zonas de paso, etc, sin olvidar que están relacionados entre sí.
Por ejemplo, si las máquinas se encuentran muy alejadas, necesitaremos:
- Espacio necesario para almacenar producto intermedio.
- Pasillos para en transporte de material.
- Medios de transporte: zona de parking, carga, etc.
- Más recursos humanos, además de taquillas, comedor,…
Al definir la distribución, tampoco podemos olvidarnos de otros requerimientos como:
- Legales.
- Seguridad e higiene.
- Normativa (según el producto o mercado).
- Presupuesto.
- Mantenimiento.
- Ampliaciones futuras.
Tipos de distribución según el sistema de fabricación
Se pueden considerar los siguientes tipos de distribución en planta:
Por talleres o funcional.
Este sistema está orientado al proceso. Las máquinas se agrupan por su funcionalidad, definiendo de esta manera zonas bien diferenciadas. En ocasiones estas zonas están divididas por paredes o incluso en naves distintas. En este tipo de distribución, los flujos de material y de información serán complejos.
En cadena.
En este caso la distribución está orientada al producto. Para ello se define la secuencia de operaciones para los productos de una misma familia, distribuyendo las máquinas y procesos para facilitar la fabricación de los productos. Normalmente se considera para productos con volúmenes de fabricación altos.
Continua.
Se puede considerar como un caso límite de la producción en cadena. Esto se da en las producciones en flujo, habitual por ejemplo en la industria química.
Por puesto fijo.
En este caso de inmoviliza el producto y se mueven las herramientas y operarios. Se suele dar en productos de grandes dimensiones, como un avión o un barco.
Según el tipo que escojamos, los efectos serán totalmente distintos. En la siguiente tabla se muestra un resumen de los principales parámetros que afectan a un entorno productivo:
Dependencia por el ciclo de vida
Vamos a ver que el sistema de distribución no depende únicamente del producto, sino que hay otros factores que afectan a la demanda por parte del cliente, y por lo tanto harán que adaptemos nuestro sistema de fabricación a los momentos de vida del producto.
Según volumen de producción:
En primer lugar, comencemos cómo debemos adaptar los sistemas productivos según el nivel de producción, es decir, según la cantidad solicitada por nuestros clientes.
Si queremos fabricar un prototipo, lo haremos en una parte del taller. Para producciones pequeñas, iremos fabricando las piezas o subconjuntos en las diferentes partes de la fábrica en las que disponemos de las máquinas. Será más adelante, cuando las unidades fabricadas lo justifiquen, cuando adaptaremos el lay-out para fabricar nuestro producto, y en los casos de demandas muy elevadas, dispondremos de sistemas optimizados y únicos para maximizar la eficiencia de fabricación.
Volumen y costes según el ciclo de vida:
Ya conocemos que los volúmenes van a depender del momento en el ciclo de vida de un producto.
Al comienzo de la misma, un producto todavía no es conocido, por lo que las ventas son bajas. Asimismo, como producto nuevo o único, los precios son muy elevados.
Según se introduzca en el mercado, las ventas subirán y progresivamente los precios para el cliente disminuyen, por lo que es necesario ajustar los costes de fabricación. Al final de la vida de un producto, nos encontramos con un producto totalmente introducido en el mercado, muy maduro y basado en el precio, teniendo que asegurarse un sistema de costos en producción muy eficientes.
Un ejemplo podría ser los reproductores de DVD para uso doméstico. Los primeros que llegaron al mercado de consumo tenían un precio muy elevado, y eran pocos los clientes que los compraban. Progresivamente, tanto la introducción en el mercado como los precios siguieron un comportamiento como el descrito, hasta ser un producto basado en el coste.
Conclusiones
Es importante adaptar el sistema de fabricación a los requerimientos del cliente y a nuestras necesidades de maximizar el beneficio. Esta combinación definirá el sistema óptimo, el cual podrá ir cambiando a lo largo del tiempo, según el ciclo de vida del producto. Por lo tanto, deberemos adaptarnos a esas condiciones para poder seguir siendo competitivos en cada momento.
Para conseguir adaptarnos de manera eficiente, disponemos de herramientas que nos permitirán conseguir nuestros objetivos. Consideremos alguna de ellas:
Value Stream Mapping (VSM)
Nos ayudará a entender mejor nuestro proceso y las desviaciones respecto a las necesidades de nuestro cliente. De esta forma podremos definir las acciones a llevar a cabo y el modelo que debemos adaptar en cada momento.
Para conseguir adaptarnos de manera eficiente, disponemos de herramientas que nos permitirán conseguir nuestros objetivos. Consideremos alguna de ellas:
Sistemas de diseño de lay-out 3D
Podremos plasmar de forma gráfica, a escala y alineado con la realidad el lay-out y el detalle de la distribución de nuestros procesos. De esta manera nos podemos anticipar a posibles problemas, además de permitir que todo el equipo vea de manera anticipada lo que se encontrarán cuando se implementen todas las acciones y se «construya» el proceso. Es un sistema rápido y económico que nos reduce las iteraciones o cambios posteriores.
Sistemas de simulación de procesos.
Depende del nivel de implementación podemos tener desde una simple simulación para anticiparnos al comportamiento de un proceso, con el nivel de complejidad que decidamos, hasta un gemelo digital, con muchos beneficios añadidos, como la posibilidad de mejora continua y ampliación de información una vez implementado el sistema productivo seleccionado.
Sistema de producción celular
Las células de producción son sistemas productivos de que nos permiten reducir el plazo de entrega, minimizando el stock en proceso, identificando problemas fácilmente (ver Método 8D para resolver problemas), facilitando la no producción de defectos y permitiendo mayor flexibilidad de los trabajadores. Por lo tanto, este sistema va a ser apropiado en muchos casos, por lo que se requerirá un diseño adecuado.
En cualquier caso, será necesario realizar un estudio previo serio que como resultado nos defina el modelo más adecuado para nuestro sistema de fabricación, así como los detalles para llevarlo a cabo de manera eficiente.
ACLARACIÓN TÉCNICA: ¿Qué pasa cuando tengo varios productos?
Cuando fabricamos un solo producto, una distribución orientada a este producto (en cadena) es sin duda la más adecuada por los beneficios obtenidos y resumidos en la tabla anterior. Pero cuando hay gran variedad de productos o modelos, no se pueden tener líneas dedicadas para cada uno de ellos, por lo que se requiere disponer de líneas multiproducto.
Dichos productos deben tener unos procesos similares para poder ser fabricados en las mismas instalaciones. Las características de estas líneas que agrupan varios productos dependerán de la cantidad que haya que fabricar cada uno de ellos, es decir, de la variabilidad producida.
Cuanto mayor sea esta variabilidad, nuestro proceso requerirá ser más flexible. Veamos un par de casos para mostrar este concepto.
En el gráfico mostramos las unidades fabricadas en un periodo de tiempo para cada uno de los modelos que tenemos.
- CASO 1: Si está muy polarizada (80% producción por 20% productos) la producción se puede personalizar bastante, con menos requisitos de flexibilidad. Es decir, sistemas más rígidos adaptados a los modelos de alta producción.
- CASO 2: Si está muy distribuida (60% producción por 40% productos) la producción debe ser muy flexible. Prepararemos células de producción para adaptarse de forma ágil a los cambios requeridos.