El nivel de automatización ideal para sistemas lean
El nivel de automatización ideal para sistemas lean
Autor: Rick Harris
Publicado en "Lean Directions", un boletín electrónico elaborado por la Society of Manufacturing Engineers.
Por alguna razón, las personas asimilaron la idea de que los sistemas lean requieren operaciones manuales, correspondiendo a los operadores las tareas de cargar las máquinas, operar el ciclo, retirar la pieza y pasarla adelante. Sin embargo, esto es un gran error. Lograr una fluidez eficiente en el "proceso marcapasos" del flujo de valor, elemento indispensable para una conversión lean exitosa, es prácticamente imposible sin un cierto nivel mínimo de automatización.
El "truco" está en determinar el nivel ideal de automatización. Poca automatización puede representar pérdida de eficiencia. Y demasiada automatización puede significar una caída de la confiabilidad y un menor dominio sobre el sistema. El nivel correcto es aquel en el que el mantenimiento no consume recursos injustificables. Esto puede facilitar sus decisiones y permitir que se alcance del 95 al 100% del tiempo de utilización requerido por el proceso marcapasos.
Nivel de automatización
| N i v e l | Carga de la máquina | Ciclo de la máquina | Descarga de la máquina | Transferencia de piezas | |
1 |  | | | | |
2 | | Auto | | | |
3 | | Auto | Auto | | |
| La gran división | |||||
4 | Auto | Auto | Auto | | |
5 | Auto | Auto | Auto | Auto | |
Dentro de las cinco posibilidades relacionadas con los niveles de automatización, usted podrá contar con esa confiabilidad sólida posicionándose cerca de lo que nosotros, en el Lean Enterprise Institute, llamamos Automatización de 3.er Nivel (vea la figura). Este Nivel proporciona la combinación más eficiente y flexible entre los movimientos del operador y de los materiales. Entienda por qué.
En primer lugar, usted necesita comprender que el "proceso marcapasos" debe obedecer a una mecánica semejante a la de un jugador de fútbol que nunca se lesiona y nunca es expulsado de un partido. Es decir, está presente en todos los partidos.
La razón de esto es que el "proceso marcapasos" es su punto de referencia de programación. Generalmente es donde comienza la implementación del Estado Futuro, más lean, esbozado a partir del Mapeo del Flujo de Valor. El "proceso marcapasos" generalmente se encuentra al final del flujo de valor, donde los productos toman su forma definitiva. La mayoría de las veces es el proceso final de todo el flujo de valor, pero hay excepciones.
El proceso se llama "marcapasos" porque la cadencia con la que los materiales fluyen a través de él es lo que determina el ritmo al que deben obedecer las operaciones anteriores en el flujo de valor. La precisión con la que transcurren esas operaciones que determinan el ritmo define la forma en que se atiende la demanda del cliente final. Las disfunciones en el "proceso marcapasos" comprometen todo el flujo de valor, que jamás será realmente lean. Se necesitarán más personas, equipos y materiales para atender la demanda.
Explorando los Niveles de Automatización
Con el Nivel de Automatización 1, el operador es quien carga la máquina, opera el ciclo, retira la pieza y la transfiere a la estación de trabajo siguiente. Los problemas, en este caso, son los elevados costos y la calidad, que hacen de este un Nivel impracticable. Los ciclos automáticos son necesarios para garantizar estándares mínimos de calidad; además, los ciclos manuales son demasiado caros en algunas regiones, debido a los elevados costos de la mano de obra.
El Nivel 2 ya representa alguna mejora. Los operadores cargan la máquina, cuyo ciclo ahora es automático, retiran manualmente la pieza terminada y la transfieren, también manualmente, al proceso siguiente. Pero existen serios inconvenientes. El operador llegará al proceso siguiente cargando la pieza que acaba de retirar de la primera máquina. El operador tendrá que dejar la pieza en algún lugar, retirar la pieza terminada de esa segunda máquina y cargar la segunda máquina con la pieza aún por procesar para solo entonces ejecutar el ciclo. Luego, el operador del proceso siguiente tendrá que proceder de la misma forma, repitiendo esos esfuerzos desperdiciados.
El problema más obvio remite al hecho de que el operador manipula más de una pieza en etapas diferentes de producción: tanto aquella que todavía no pasó por determinado proceso como la pieza lista para seguir hacia la operación siguiente. Algunas veces, los gerentes imaginan que pueden eliminar ese desperdicio colocando las piezas ya procesadas en contenedores o racks. En realidad, el desperdicio no se elimina y el problema persiste sin solución. La doble manipulación se convierte en una mayor carga de trabajo para dos o más operadores y en los inventarios entre procesos que de ello resultarán.
El Nivel 3, en cambio, logra optimizar el flujo a través del "proceso marcapasos" haciendo uso de la automatización para que las piezas puedan expulsarse automáticamente una vez finalizado el ciclo. Con ello, la máquina estará siempre vacía cuando lleguen a ella los ítems provenientes de operaciones anteriores. La descarga automática eliminará aproximadamente el 50% de la manipulación necesaria. Además, las máquinas pueden ser más pequeñas, más eficientes y menos complejas cuando se emplea el Nivel 3, lo que requiere menos recursos para mantenimiento y soporte técnico.
Otro beneficio: los sistemas de descarga automática no son complicados de diseñar (en comparación con sistemas en los que la carga también es automática), lo que hace que el Nivel 3 sea relativamente barato. Es la mejor estrategia de inversión, pues el operador carga la máquina, la máquina opera el ciclo y expulsa la pieza automáticamente. Cuando el operador llega con el próximo ítem, basta con cargar la posición vacía, accionar la máquina, tomar el ítem procesado y transferirlo a la operación siguiente.
Con el Nivel 4 de automatización, se dejan atrás la simplicidad, la confiabilidad y los bajos costos del Nivel 3 y se pasa a lidiar con mayor complejidad, tiempo desperdiciado y gastos elevados. La máquina se carga y se descarga automáticamente. El operador todavía transfiere manualmente los ítems a la operación siguiente. El problema con este Nivel es que la carga automática requiere sensores o "sistemas de visión" para posicionar correctamente el ítem. El operador es generalmente más eficiente, ya que es capaz de hacer los ajustes de inmediato al alimentar la máquina.
La complejidad adicional que comienza a aparecer con la utilización del Nivel 4 se vuelve más problemática cuando se emplea el Nivel 5, en el que todo el proceso está automatizado. La confiabilidad de un "proceso marcapasos" con este grado de automatización ronda el 70% o menos. Imagine las implicaciones de esto para el resto de las operaciones y, en consecuencia, para el cliente final.
Otro problema con los Niveles de Automatización más allá del Nivel 3 es que los tiempos de cambio pueden volverse demasiado largos, debido a la mayor complejidad involucrada. Esto lleva a la necesidad de turnos más largos y mayores inventarios. Y lo que es peor: si la demanda queda por debajo de lo previsto, usted estará ante una situación económicamente desfavorable. Si la demanda es mayor de lo esperado, su única solución será invertir, a toda prisa, en otra línea igualmente automatizada.
Con el Nivel 3, por otro lado, será posible agregar operadores para aumentar la productividad, en lugar de invertir en nuevos equipos. Observe, sin embargo, que si el "takt time" es de apenas uno o dos segundos por pieza, los Niveles 4 y 5 deben considerarse opciones reales.
No es que la automatización sea un mal. En realidad, no existe sistema lean sin un mínimo de automatización. Pero tenemos cierta cautela con respecto a la sobreautomatización, sustentada por el amor a la tecnología y por el enfoque de nuestros sistemas contables en el costo directo de mano de obra - sin la necesaria preocupación por el tiempo de utilización y por la subutilización de la capacidad instalada. Así, uno de los grandes desafíos en la implementación de la manufactura lean es la correcta determinación del Nivel de Automatización que se empleará. El secreto es usar el Nivel correcto - el 3.er Nivel.
Rick Harris
Exgerente de manufactura de Toyota, Rick Harris es coautor, con Mike Rother, del manual Creando Flujo Continuo. También es presidente de Harris Lean System Inc., con sede en Kentucky, EE. UU.).
