Estación de Trabajo Lean: Organizada para la Productividad.
La producción jalada (pull) es el principio básico de la producción lean. En un sistema pull, las actividades aguas abajo (como el montaje) señalan o retiran del proceso anterior lo que las actividades aguas arriba necesitan, como la distribución de materiales. El mismo principio se aplica a una estación de trabajo lean; los operadores toman las piezas y acceden a las herramientas de trabajo cuando y donde las necesitan, en un proceso basado en el just-in-time.
Vista por primera vez, una estación de trabajo lean quizás parezca muy similar a las estaciones tradicionales, pero son conceptualmente diferentes. Por ejemplo, las estaciones de trabajo lean deben diseñarse para que haya el mínimo desperdicio en el movimiento del operador, es decir, cualquier tiempo y esfuerzo innecesario requerido para montar el producto con calidad y ergonomía. Los giros o vueltas excesivos, los lugares de difícil acceso y los desplazamientos innecesarios contribuyen al desperdicio de movimiento.
“Con una estación de trabajo lean, todo debe estar coreografiado y afinado como una orquesta, para que cada movimiento tenga un propósito”, dice Rick Harris, presidente de Harris Lean Systems Inc. (Murrels Inlet, SC). “Se necesita una nueva forma de pensar. Tradicionalmente, muchas estaciones de trabajo se disponían para facilitar el manejo de los materiales, y no para la agregación de valor realizada por el operador”.
Una estación de trabajo lean debe centrarse en cuestiones críticas del operador, como la seguridad, la ergonomía, la facilidad para tomar las piezas y la rapidez para encontrar las herramientas. Una estación de trabajo lean pone todo el material necesario para la producción al alcance de las manos del operador. Los elementos se posicionan estratégicamente para que los operarios puedan alcanzar las herramientas y/o piezas sin siquiera tener que mirar, utilizando la mayor parte del tiempo ambas manos.
Además, una estación de trabajo lean está obligatoriamente centrada en el tiempo takt. El tiempo takt es un término común de la producción lean que se refiere al ritmo de trabajo (cadencia productiva), normalmente utilizado para relacionar la demanda con la producción real. El tiempo takt se determina dividiendo el tiempo total de producción disponible en cada turno entre la demanda por turno de producción.
“Una estación de trabajo lean es un área preparada para realizar una tarea que se ha considerado un paso esencial en el proceso de manufactura”, dice John O’Kelly, vicepresidente de ventas y marketing de Production Basics (Watertown, MA). “La estación debe ser cómoda para el operador, además de disponer de herramientas y suministros para completar la tarea actual con seguridad, al mismo tiempo que se integra al proceso de manufactura. La estación de trabajo puede funcionar de forma independiente y ser lean, pero parte del esfuerzo se pierde si las demás estaciones de trabajo, procesos e instalaciones no están sincronizados”.
En una estación de trabajo tradicional, las piezas y herramientas se disponen horizontalmente a lo largo de toda la superficie de trabajo. “No se pensó mucho para hacerlo”, explica Eric Dotson, director general de GWS Inc. (Kennesaw, GA). “En cambio, una estación de trabajo lean tiene una presentación más vertical, para que las herramientas y piezas estén más cerca del operador. Esto reduce el espacio y el tiempo dedicado a buscar material”.
“Las estaciones de trabajo alcanzan varias etapas de lean manufacturing según cómo sustentemos los principios de la producción lean mediante sus conceptos inherentes”, añade Ray Gottsleben, gerente de ventas y marketing de Arlink Workstation Systems (Burlington, ON). “Normalmente, las estaciones de trabajo lean están ampliamente adaptadas para aceptar cambios en los tipos de tareas o productos, y pueden reconfigurarse rápidamente. Así pueden ayudar a obtener la máxima agilidad mediante posibilidades ilimitadas de layout, lo que las convierte en estaciones de trabajo lean de alto nivel”.
Muchos especialistas consideran a Toyota Motor Corp. (Aichi, Japón) como el benchmark para todos los esfuerzos orientados a la producción lean. Según Art Smalley, presidente de Art of Lean Inc. (Huntington Beach,CA), los ingenieros de Toyota trabajan arduamente para crear estaciones de trabajo capaces de seguir el trabajo estandarizado y, al mismo tiempo, ser flexibles.
Se necesitan cuatro precondiciones y tres elementos de trabajo puro para lograr el trabajo estandarizado, dice Smalley, antiguo ingeniero de Toyota. Las cuatro precondiciones son:
- La estación de trabajo debe cumplir con todos los reglamentos de seguridad;
- El tiempo “en trabajo” de la estación debe estar próximo a la ergonomía planificada;
- La entrada y salida de productos con calidad deben ser confiables para que se incorpore la calidad al proceso;
- El trabajo (en especial el manual) debe ser cíclico y repetible.
Los tres elementos de trabajo son:
- La carga de trabajo del operador debe estar próxima al tiempo takt;
- Mantenga solo la cantidad correcta de inventario (estándar) para el trabajo propuesto;
- Cree estaciones de trabajo donde el operador trabaje siguiendo la secuencia ideal;
“Estación de trabajo flexible significa: ‘¿Puede modificarse el volumen de trabajo del operador a medida que cambian la demanda del cliente y los tipos de productos?’”, dice Smalley. “A medida que el volumen varía, usted debería poder cambiar el número de operadores en un lugar, en proporción al cambio. En un entorno lean, siempre debe tener presente la flexibilidad y estar preparado para las variaciones A, B o C de la estación de trabajo, con el fin de producir diferentes (artículos) con un cambio rápido”.
Lamentablemente, dice Smalley, las estaciones de trabajo a veces quedan descuidadas, principalmente cuando solo los ingenieros se enfocan en las iniciativas lean de producción. “Hay muchas variaciones en las estaciones de trabajo lean”, señala. “El lean es muy subjetivo. Veo enormes variaciones”.
Movimiento Desperdiciado
La eliminación del desperdicio de movimientos es un componente crítico de cualquier iniciativa de producción lean. Lamentablemente, las estaciones de trabajo son fuentes notorias de desperdicio.
Según O’Kelly, de Production Basics, el desperdicio de movimiento más común ocurre cuando se intenta alcanzar algo. “Esto tiene un enorme impacto en la productividad de la estación de trabajo y puede evitarse fácilmente con el tamaño, la altura y la configuración correctos de la estación de trabajo (ergonomía)”, afirma.
“La acción de alcanzar es un “desperdicio” de tiempo, ya que no se agrega ningún valor cuando se intenta alcanzar algo”, añade Gottsleben, de Arlink. “El exceso de este movimiento probablemente sea el tipo de desperdicio más común, y normalmente el más fácil de identificar. “Alcanzar” combinado con “quedarse parado de pie”, agacharse y estirarse agravan el problema mediante el uso excesivo de fuerza física y el desperdicio de tiempo”.
Cuando la tensión de los músculos se asocia con el exceso de movimiento de alcanzar, como cuando se curva la espalda para levantar objetos pesados o buscar herramientas, estas son causas de la caída de la productividad, que aumentan la fatiga a lo largo del turno. “Caminar en exceso es otro indicador de una estación de trabajo suboptimizada”, dice gottsleben, “excepto en los casos de producción en células, donde un operador circula entre estaciones adyacentes”.
El desperdicio de movimiento en una línea de montaje puede variar con la producción y el volumen asociado. “En situaciones de bajo volumen, de fabricación MTO, el desperdicio típico ocurre buscando herramientas, piezas e información para terminar el trabajo”, explica Art Smalley. “En una producción de alto volumen, el desperdicio está típicamente relacionado con que el operador se vuelva, gire, intente alcanzar algo o camine tras las piezas”.
Quarteman Lee, presidente de Strategos Inc. (Kansas City, MO), cree que es el momento de que los ingenieros resuciten “los principios de la economía de movimientos”. Ralph Barnes, profesor de administración de empresas de la Universidad de California – Los Ángeles (UCLA), sistematizó los principios en 1930 y estos se aplicaron con éxito durante la Segunda Guerra Mundial. En 1950, Toyota incorporó la economía de movimientos a su famoso sistema de producción, que constituye la base de la mayoría de los esfuerzos de producción lean en la actualidad.
“Luego, en su fascinación por las computadoras, la industria estadounidense se olvidó considerablemente de la economía de movimientos durante los años 60”, señala Lee. “Cuando la producción lean se reimportó de Japón, la economía de movimientos quedó abandonada”.
“Los principios de la economía de movimientos reducen el desperdicio en la estación de trabajo a microescala”, explica Lee. “Hacen que las tareas repetitivas sean más fáciles, más eficientes y más efectivas. También reducen las lesiones acumulativas, como las tendinitis y el Síndrome del Túnel Carpiano”.
“A primera vista, parecen simples, evidentes y mero sentido común”, añade Lee. “Pero si la economía de movimientos es sentido común, entonces el sentido común no es muy común”.
Sin embargo, Lee advierte que la economía de movimientos tiene limitaciones. Por ejemplo, no considera las limitaciones o diferencias físicas de los operadores.
“Un movimiento que parece ineficiente, desde la óptica y el análisis de la economía de movimientos, puede prevenir la fatiga y posibles lesiones derivadas de posturas de carga estática”, refuerza Lee. “Sin embargo, usarlos junto con los principios de la ergonomía y procedimientos racionalizados garantizará la productividad, la seguridad y la optimización de la estación de trabajo”.
Qué Buscar
Para que sea realmente una herramienta lean eficiente, los ingenieros de producción deben dedicar más tiempo y esfuerzo antes de desarrollar una estación de trabajo.
“Muchas estaciones de trabajo simplemente surgen”, dice Lee. “Nadie dedica mucho tiempo a desarrollarlas”. Al evaluar una estación de trabajo, recomienda enfocarse en áreas específicas, como el transporte y manejo de producto o materiales, de herramientas y piezas, además de la organización y el almacenamiento.
“Es especialmente importante analizar la frecuencia con que se intenta alcanzar una pieza”, añade Lee. “Las piezas más comúnmente usadas siempre deben estar ubicadas lo más cerca posible del operador”.
Otros especialistas creen que la adaptabilidad a los cambios de procesos y productos es lo más importante. “La única certeza es la inevitabilidad del cambio en los productos, en los procesos y en las herramientas utilizadas para producirlos”, observa Gottsleben. “La estación de trabajo no debe ser una barrera para los cambios, sino un complemento y una ayuda para el cambio”.
“La estación de trabajo debe poder adaptarse fácilmente y con bajo costo a los cambios de procesos y tareas, además, claro está, de estar preparada según los atributos físicos y los hábitos de trabajo de quienes la usan”, argumenta Gottsleben. “Como herramienta de producción, el objetivo final de la estación de trabajo es aumentar la productividad de las personas que la utilizan, a la vez que proporciona flexibilidad y agilidad constantes para atender los cambios en los procesos de montaje definidos por los ingenieros”.
Gottsleben desea que los ingenieros de producción se familiaricen con los principios básicos de la ergonomía. Por ejemplo, dice que es importante conocer las tres zonas de operación de la ergonomía primaria: la zona de trabajo optimizada, la zona de manipulación optimizada y la zona de manipulación maximizada.
“La secuencia de montaje, el movimiento de las piezas y la organización de las herramientas y el equipo deberían considerarse todos desde la óptica de estas tres zonas”, afirma Gottsleben. “Y (los ingenieros deberían hacer) un esfuerzo para abarcar todo el trabajo dentro de estas zonas, con énfasis en las dos zonas optimizadas”.
“Al desarrollar una estación de trabajo, es importante recordar que las personas se mueven en curvas, no en líneas rectas”, dice Chris McIntyre, presidente de Ergonomics at Work Inc. (Waterloo, ON). “Muchas estaciones de trabajo tienden a diseñarse con un formato rectangular. A medida que usted aleja las piezas y herramientas del cuerpo, terminan volviéndose difíciles de alcanzar”.
Las zonas de alcance ergonómico se extienden vertical y horizontalmente. Los lugares de alcance más bajos que la altura del hombro son menos fatigantes. Las herramientas y piezas utilizadas habitualmente deben colocarse dentro de las áreas de alcance horizontal, siempre que sea posible.
Los ingenieros también deberían elegir estaciones de trabajo que estén de acuerdo con los principios de la producción lean. Por ejemplo, los ingenieros deberían incorporar las 5S en todas las estaciones de trabajo que diseñan.
El Lean Enterprise Institute (Brookline, MA) define las 5S como cinco términos relacionados, cada uno de los cuales comienza con una S, que describen las prácticas del lugar de trabajo que conducen al Control Visual y a la producción lean. Por ejemplo, debería usarse un enfoque 5S para etiquetar y marcar las herramientas. Un simple contorno de una herramienta serviría como referencia visual y ayudaría a asegurar una fácil identificación y un acceso rápido.
Las 5S se basan en palabras japonesas traducidas al portugués como Sentido de Utilización, Sentido de Organización, Sentido de Limpieza, Sentido de Estandarización y Sentido de Disciplina. Sin embargo, Toyota tradicionalmente se refiere solo a 4 S:
- Analizar – analizar lo que se encuentra en el área de trabajo, separando y eliminando lo que no es necesario;
- Clasificar – organizar los elementos necesarios de forma clara y fácil de usar;
- Limpiar – limpiar el área de trabajo, los equipos y las herramientas;
- Quedar como nuevo – organización y limpieza general resultantes de la práctica disciplinada de las tres primeras S.
La quinta S, sostener, no es utilizada por Toyota por ser redundante dentro del sistema de la compañía de auditorías diarias, semanales y mensuales que verifican la estandarización del trabajo.
Smalley dice que Toyota enfatiza en primer lugar la Seguridad, en segundo lugar el Aseguramiento de la Calidad y después el Trabajo Estandarizado. Al planificar una operación de producción, los ingenieros de Toyota completan formularios detallados para pensar en los movimientos que el operador deberá realizar. “Es un sistema de verificación basado en hechos reales que es muy riguroso, pero que conduce a procesos de fabricación seguros y repetibles”, observa Smalley.
“Cuando le pregunto a un operador ‘¿Qué hace que el día sea bueno?’, la respuesta típica que recibo es: ‘Mi máquina está funcionando bien hoy; tengo las piezas que necesito en el momento adecuado y no tengo problemas de calidad”, añade Smalley. “Toyota (asegura que eso ocurra mediante) el trabajo estandarizado y creando un modelo de trabajo seguro y repetible, estimado cerca del tiempo takt. Cuando las personas pueden encontrar un ritmo sin interrupciones, el día pasa más rápido, y la calidad y la productividad tienden a aumentar”.
Intereses del Operador
Observar al operador trabajando es una parte importante del proceso de mejora de la estación de trabajo. “Ellos conocen mejor que nadie cómo se fabrican y procesan los productos”, dice O’Kelly, de Production Basics. Sugiere hacer una serie de preguntas a los operadores, como: ¿Qué lo atormenta o le molesta? ¿Cómo encaja la estación de trabajo en la simplificación del entorno? ¿Qué ocurre antes y después de que el producto llegue a la estación de trabajo? ¿Qué desea cambiar en el área de trabajo? ¿Qué aprecia aquí?
“Estos factores afectan el tamaño, la forma, la elección de accesorios y la ubicación de la estación de trabajo, y si debe ser móvil o fija”, dice O’Kelly. “Documente las diferentes tareas que deben realizarse en la estación de trabajo y los accesorios que quizás puedan ayudar. Utilice la información del operador para definir estaciones de trabajo modulares que ofrezcan variaciones de área de trabajo, configuraciones o tamaño, como altura, profundidad y ancho”.
Por ejemplo, O’Kelly dice que los ingenieros pueden agregar componentes ajustables, como brazos articulados que permiten mover las herramientas dentro de la zona de trabajo optimizada del operador. “Las mesas de trabajo con ajuste de altura son las mejores opciones para ubicar en áreas de trabajo utilizadas por varias personas”, señala. “Usando una manivela o un botón eléctrico, los operadores pueden ajustar fácilmente la altura de la superficie de trabajo. Estos factores contribuyen a una estación de trabajo lean, eliminando el movimiento innecesario y aumentando la productividad del operador”.
Según Gottsleben, plantear discusiones ergonómicas como parte del proceso de desarrollo de la estación de trabajo evitará muchos costos a largo plazo. “Los operadores necesitan sentir que tienen cierto control sobre su entorno de trabajo y que pueden adecuar la estación de trabajo lo mejor posible sin comprometer el proceso de fabricación”, señala.
Sin embargo, los ingenieros de producción deben hacer más que solo observar a los operarios trabajando. “Los ingenieros necesitan entrar y realizar la tarea para tener una mejor perspectiva de la realidad”, dice McIntyre. “Inténtelo usted mismo. Pruebe trabajar en las estaciones de trabajo que diseñó. Hágase preguntas como: ¿Cuánta fuerza tengo que usar? ¿Qué posición debo adoptar?”
“La mayoría de los ingenieros conversan con los operadores, pero realmente no se sientan a hacer el trabajo”, añade Ken McCormick, gerente de producción en célula de flujo de Unex Manufacturing Inc. (Jackson, NJ).
“Muchos ingenieros también dejan de hacer un prototipo de la estación de trabajo, usando cartulina, polietileno y tubos de PVC”, dice Harris, de Harris Lean Systems. “Siempre invitamos al operador durante la simulación. En ese momento él se convierte en el rey. Lo colocamos en su lugar de trabajo y lo dejamos evaluar la estación”.
Piezas vs. Herramientas
Al diseñar una estación de trabajo lean, los ingenieros deben determinar si es más importante que los operadores puedan tomar las piezas de manera eficiente o encontrar las herramientas rápidamente. La respuesta depende de varios factores, como el tipo de producto que se fabrica.
“Los ingenieros deben considerar la comparación entre eficiencia y velocidad”, dice Dotson, de GWS Inc. Para algunas aplicaciones, una estación de trabajo exitosa comienza con las herramientas en un lugar central donde se usarán. El resto de la estación de trabajo puede diseñarse alrededor de ese lugar, colocando las piezas donde se necesitan. En otros casos, las piezas reciben mayor consideración que las herramientas.
“Ambas son necesarias para realizar el trabajo”, explica O’Kelly. “La estación de trabajo ideal permite que las piezas y las herramientas coexistan pacíficamente”. Dice que las estaciones pueden diseñarse para acomodar todas las piezas y herramientas necesarias para una jornada de trabajo, incorporando cajones, estantes, racks y carritos modulares.
Si bien las piezas y las herramientas son igualmente importantes, Harris cree que debe haber cierto equilibrio. “Las herramientas que el operador utilizará en todos los ciclos deben colocarse lo más cerca posible”, señala. “Muchos ingenieros se enfocan masivamente en la posición de la herramienta sin suficiente interacción con el operador. Fallan al no recoger información del operador”.
El dilema piezas vs. herramientas debe resolverse según la naturaleza del trabajo que se realiza. “Si es una tarea con uso intensivo de piezas, con la necesidad de incorporar muchas piezas en un corto tiempo de ciclo de producción, entonces probablemente sea más importante tener un acceso eficiente a las piezas”, comenta Gottsleben. “Si es una tarea con uso intensivo de herramientas, en la que solo se necesitan unas pocas piezas, pero se requieren muchas y variadas herramientas para producir, ajustar o calibrar el montaje, entonces puede ser mejor enfocarse en la recuperación de la herramienta”.
“De cualquier modo, el ingeniero que desarrolla el proceso debería categorizar la operación de montaje según su actividad dominante, sea ‘piezas’ o ‘herramientas’, y luego optimizar el proceso colocando los elementos más utilizados dentro de las zonas de trabajo y manipulación optimizadas”, añade Gottsleben.
El volumen también determina cuál de las dos, las piezas o las herramientas, es más importante para la estación de trabajo. Típicamente, con volúmenes menores, la ubicación de las herramientas se vuelve más importante, especialmente si se requiere un uso especial de las herramientas para el montaje del producto. En entornos de producción de alto volumen que utilizan piezas estandarizadas, que el operador tome las piezas de manera eficiente se convierte en una consideración más importante.
“Depende del tipo de producto que está pasando”, concluye Smalley. “Con un volumen bajo, típicamente hay mayor movimiento del operador, como tener que caminar más. La flexibilidad puede ser más importante para acomodar una mayor variedad de productos. En un entorno de producción de alto volumen, el operador rara vez puede dar vueltas durante el turno”.
Principios de la Economía de Movimientos:
- Las dos manos deben comenzar y terminar sus movimientos al mismo tiempo;
- Las dos manos no deben estar inactivas al mismo tiempo, excepto durante los períodos de descanso;
- Los movimientos de los brazos deben realizarse en direcciones opuestas y simétricas y deben hacerse simultáneamente;
- Los movimientos de las manos deben ser los más simples posibles con los que se realice el trabajo satisfactoriamente;
- Si el movimiento mediante esfuerzo muscular es necesario, debe minimizarse;
- Se prefieren los movimientos continuos y suaves de las manos en lugar de movimientos en zigzag o movimientos rectilíneos con cambios súbitos y bruscos de dirección;
- Los movimientos dinámicos son más rápidos, fáciles y exactos que los movimientos restringidos o controlados;
- El ritmo favorece un desempeño suave y automático. Organice el trabajo para que tenga un ritmo natural y fácil;
- Debe haber un lugar definido y fijo para todas las herramientas y materiales;
- Las herramientas, los materiales y los controles deben estar ubicados cerca y directamente frente al operador;
- Deben usarse recipientes y contenedores abastecidos por gravedad siempre que sea posible;
- Los materiales y herramientas deben estar ubicados de forma que permitan la mejor secuencia de movimientos;
- Libere a las manos del trabajo que pueda realizarse con mayor ventaja mediante una plantilla, un dispositivo eléctrico o un dispositivo accionado con los pies;
- Combine las herramientas siempre que sea posible;
- Preposicione las herramientas y los materiales;
- Cuando cada dedo realiza algún movimiento específico, la carga debe distribuirse de acuerdo con la capacidad de cada dedo;
- Las palancas, barras y volantes manuales deben colocarse en posiciones en las que el operador pueda manipularlos con el mínimo cambio de posición del cuerpo y con la máxima ventaja mecánica.
Fuente: Strategos Inc.
Fecha de la edición: 02/01/2005
