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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN
ESTRATEGIAS DE PRODUCTIVIDAD PARA UNA EMPRESA BASADAS EN MANUFACTURA
ESBELTA
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRÍA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
PRESENTA: MARÍA GUADALUPE AGUILAR OREJEL
DIRECTOR: M. EN C. JUAN JOSÉ HURTADO MORENO
JULIO 2016
II
III
CARTA DE CESIÓN DE DERECHOS
En la Ciudad de México, D.F., el día 31 de JULIO del 2016, el que suscribe MARÍA
GUADALUPE AGUILAR OREJEL, alumna del Programa de MAESTRÍA EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL con número de registro B141055, adscrito en la Sección de
Estudios de Posgrado e Investigación de la UPIICSA, manifiesta que es autor intelectual
del presente Trabajo de Tesis bajo la dirección del M. en I. Juan JOSÉ HURTADO
MORENO y cede los derechos de trabajo titulado “ESTRATEGIAS DE
PRODUCTIVIDAD PARA UNA EMPRESA BASADAS EN MANUFACTURA ESBELTA”
al Instituto Politécnico Nacional para su difusión, con fines académicos y de
investigación.
Los usuarios de la información no deben reproducir el contenido textual, gráficas o datos
del trabajo sin permiso expreso del autor y/o directores del trabajo. Este se puede
obtener con el siguiente correo electrónico [email protected]. Si el permiso se
otorga, el usuario deberá dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente del
mismo.
MARÍA GUADALUPE AGUILAR OREJEL_
Nombre y firma
IV
Agradecimientos
Este trabajo de tesis se ha enriquecido del conocimiento, competencia
y experiencia de muchas personas, en este apartado quiero expresar
mis agradecimientos.
Quiero agradecer a mi director de tesis el M. en I. Juan José
Hurtado Moreno, pieza clave en la realización de este trabajo, por sus
consejos, tiempo y paciencia.
A mis maestros por compartir sus conocimientos y contribuir a mi
formación académica. A mi comité tutorial, especialmente al Dr.
Juvenal Mendoza Valencia, por sus comentarios y críticas que me
ayudan a mejorar. A la Dra. María Pilar Lambán y al Dr. Jesús A.
Royo por guiarme durante mi estancia fuera del país.
Agradezco a mis padres, hermanas y familia por darme su apoyo
incondicional en todo momento, a mi amiga Danae que ha sido testigo
y compañía de muchísimas aventuras por el mundo y a Dios por
prestarme vida y salud para poder lograr este objetivo.
V
ÍNDICE
Resumen ............................................................................................................. IX
Abstract ............................................................................................................... X
Listado de Figuras .............................................................................................. XI
Listado de Tablas ............................................................................................... XIII
Glosario ............................................................................................................... XIV
Lista de Acrónimos y Siglas .............................................................................. XVI
Matriz de Congruencia Metodológica ............................................................... XVII
INTRODUCIÓN .................................................................................................... 1
JUSTIFICACIÓN .................................................................................................. 1
OBJETIVO GENERAL ......................................................................................... 1
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 2
CAPÍTULO 1: EMPRESA DE ESTUDIO .............................................................. 3
1.1 Descripción de la Empresa de estudio............................................................ 3
1.1.1 Carburadores ............................................................................................... 3
1.1.2 Módulos de ignición ..................................................................................... 3
1.2 Misión, Visión y Políticas ................................................................................ 3
1.3 Organigrama de la empresa ........................................................................... 4
1.4 Diagrama de producción ................................................................................. 5
1.5 Área de estudio .............................................................................................. 9
1.5.1 Inserción manual ......................................................................................... 9
1.5.2 Descripción del proceso .............................................................................. 9
VI
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO ....................................................................... 13
2.1 El enfoque de sistemas y producción ............................................................. 13
2.2 Cambio de paradigmas en los sistemas productivos ...................................... 14
2.3 Productividad ................................................................................................ 15
2.3.1 Definición ..................................................................................................... 15
2.3.2 Importancia de la productividad ................................................................... 17
2.3.3 Productividad y sus componentes ............................................................... 18
2.3.4 Como medir la productividad ....................................................................... 19
2.4 Manufactura Esbelta ..................................................................................... 21
2.4.1 Antecedentes ............................................................................................... 21
2.4.2 Beneficios de la manufactura esbelta .......................................................... 22
2.4.3 Herramientas de la manufactura esbelta ..................................................... 22
2.4.3.1 Mantenimiento Productivo Total (TPM) .................................................... 22
2.4.3.2 5S. ............................................................................................................ 23
2.4.3.3 Sistema Kanban. ...................................................................................... 26
2.4.3.4 Value Stream Mapping. ............................................................................ 26
2.4.3.5 Mejora Continua ....................................................................................... 29
2.4.3.6 Reducción de Setup. ................................................................................ 29
2.4.3.7 Sistema de Prueba y Error. ....................................................................... 31
2.4.3.8 Estandarización del trabajo....................................................................... 31
2.4.3.9 Flujo continuo de Manufactura .................................................................. 31
2.4.3.10 AMEF ...................................................................................................... 32
2.5 Los desperdicios en la manufactura esbelta ................................................... 32
2.6 Relación entre manufactura esbelta y productividad ...................................... 34
2.7. Enfoque a los procesos para mejorar resultados........................................... 34
VII
CAPÍTULO 3: Metodología ................................................................................. 36
3.1 Metodología .................................................................................................... 36
3.2 Diagnóstico de la empresa ............................................................................ 37
3.3 Herramientas de manufactura esbelta que se aplican en la empresa ........... 38
3.4 Instrumentos de recolección de datos ............................................................ 41
3.4.1 Registro por hora ......................................................................................... 41
3.4.2 Registro de scrap ......................................................................................... 42
3.5 Indicadores de productividad .......................................................................... 42
3.6 Indicadores de productividad del área de estudio ........................................... 43
3.6.1 Costos de scrap ........................................................................................... 43
3.6.2 Costos por defectos ..................................................................................... 44
3.6.3 Eficiencia ..................................................................................................... 46
3.6.4 Defectos de producción ............................................................................... 47
3.7 Mapa del flujo de valor ................................................................................... 47
3.7.1 Mapa de flujo de valor actual ....................................................................... 47
3.7.2 Identificación de las áreas de oportunidad .................................................. 52
CAPÍTULO 4: Propuesta .................................................................................... 57
4.1 Aplicación de las herramientas de manufactura esbelta ................................. 57
4.1.1 Value Stream Mapping Futuro ..................................................................... 57
4.1.2 5s ................................................................................................................. 60
4.1.3 AMEF ........................................................................................................... 62
VIII
4.1.4 SMED .......................................................................................................... 62
4.2 Reducción Del Defecto: Bobinas Reventadas ................................................ 63
4.3 Reducción de defectos en el proceso de soldadura por ola ........................... 64
CONCLUSIONES ................................................................................................. 70
ANEXOS .............................................................................................................. 71
REFERENCIAS ................................................................................................... 73
IX
Resumen
El presente trabajo es un caso de estudio que tiene como principal objetivo el desarrollo
de una estrategia que permita a la empresa estudiada mejorar sus indicadores de
productividad, mediante el uso de las herramientas de Manufactura Esbelta. La empresa
se dedica a la manufactura de carburadores y módulos de ignición. La investigación
sigue la metodología de una investigación de intervención que tiene por objetivo
transformar la realidad estudiada.
Se utilizó el mapeo de la cadena de valor (VSM, Value Stream Mapping) para
hacer un análisis y diagnóstico de la situación en la que se encontraban los procesos de
producción de la empresa. Con este mapa se encontraron las áreas de oportunidad que
permitirían mejorar el flujo de los procesos de producción y los índices de productividad.
Una vez encontradas las áreas de oportunidad se determinaron las herramientas
de manufactura esbelta, tales como 5S, TPM, AMEF, que tendrían que implementarse.
Con la aplicación de la estrategia propuesta pudieron reducirse desperdicios y mejorar
ciertos índices de productividad. Los resultados de esta investigación permiten concluir
que la aplicación de las herramientas de manufactura esbelta es de ayuda para mejorar
la productividad de una empresa.
X
Abstract
This paper is a case study that has as main goal the development of a strategy that
allows the studied company improve its productivity indicators, through the use of the
Lean Manufacturing tools. The company is dedicated to the manufacturing of carburetors
and ignition modules. The investigation follows the methodology of an intervention
research that has as objective to transform the studied reality.
The VSM (Value Stream Map) was used to analyse and diagnose the situation in
which the production processes were. With this map were found the opportunity areas
that would allow to improve the flow of the production processes and the productivity
indexes.
Once that the opportunity areas were found, the lean manufacturing tools, such as
5S, TPM, PMEAS, that should be implemented were determined. With the application of
the of the proposed strategy, the scrap was reduced and certain productivity indicators
were improved. The results of this investigation allow to conclude that the application of
Lean Manufacturing tools will help to improve the productivity of a company.
XI
Listado de Figuras
Figura 1.1.Organigrama de la empresa .................................................................... 4
Figura1.2.Diagrama de producción........................................................................... 5
Figura 1.3. Ensambles .............................................................................................. 10
Figura 1.4. Colocación de pallet en conveyor ........................................................... 10
Figura 1.5. Touch up ................................................................................................. 12
Figura 2.1. Aumento de complejidad en un sistema productivo ............................... 13
Figura 2.2. Importancia de la productividad .............................................................. 17
Figura 2.3. Indicadores nacionales de ocupación en los
diferentes sectores económicos ............................................................ 18
Figura 2.4. Íconos del flujo de material .................................................................... 28
Figura 3.1. Espiral lógica de la praxis investigativa de intervención ......................... 36
Figura 3.2. Formato de actividades de TPM ............................................................. 39
Figura 3.3. Ayudas visuales ...................................................................................... 40
Figura 3.4. Reporte de scrap de la producción general ............................................ 43
Figura 3.5. Costos de scrap en Módulos de Ignición ................................................ 44
Figura 3.6 Costos de defectos de Igniciones ............................................................ 44
Figura 3.7. Diagrama de Ishikawa de defectos por falla eléctrica ............................. 45
Figura 3.8. Diagrama de Pareto de reporte de fallas eléctricas ................................ 46
Figura 3.9. Colocación de PBC en pallet .................................................................. 48
Figura 3.10. Ensamble de bobina en PCB ................................................................ 48
Figura 3.11. PCB ensamblado .................................................................................. 49
Figura 3.12. Colocación de pallet en Wave Solder ................................................... 49
Figura 3.13. Wave Solder ......................................................................................... 50
Figura 3.14. Defectos de soldadura .......................................................................... 50
Figura 3.15. VSM estado actual ............................................................................... 51
XII
Figura 3.16. Depanelización ..................................................................................... 55
Figura 3.17. Tableros separados .............................................................................. 55
Figura 3.18. VSM áreas de oportunidad ................................................................... 56
Figura 4.1 VMS estado futuro .................................................................................. 60
Figura 4.2. Aplicación de 5S en área de corte de bobinas ....................................... 61
Figura 4.3. Bobina reventada ................................................................................... 63
Figura 4.4 Diseño de bobina ..................................................................................... 63
Figura 4.5 Amarre de bobina .................................................................................... 64
Figura 4.6. Reemplazo de dedos en Wave Solder ................................................... 66
Figura 4.7. Olla de soldadura ................................................................................... 66
Figura 4.8. Wave Solder ........................................................................................... 67
Figura 4.9. Efectos principales para defectos ........................................................... 68
Figura 4.10. Gráfica de cubo para defectos ................................................................... 68
XIII
Listado de Tablas
Tabla 3.1. Eficiencia en Inserción manual ................................................................ 46
Tabla 4.1 Desperdicios y herramienta Lean propuesta ............................................ 58
Tabla 4.2. Niveles de los parámetros ....................................................................... 67
Tabla 4.3. Nuevos parámetros de Wave Solder ....................................................... 69
XIV
GLOSARIO
Bobina: Es un componente de circuito eléctrico formado por un hilo conductor aislado
enrollado sobre un carrete. La forma de enrollarse varía según el modelo que se esté
produciendo.
Calidad: Que cumple o supera las expectativas y requerimientos del cliente.
Carrete: Es un componente plástico en el cual se enrolla una bobina.
Checklist: Es una lista de comprobación.
Conveyor: Es la cinta transportadora de pallets utilizada en la soldadura por ola.
Corto o puente de soldadura: Es la formación no deseada de una ruta de soldadura
entre los conductores.
Defecto: Que no cumple con los requerimientos del cliente.
Diagrama de Ishikawa: Es un diagrama de causa-efecto en forma de espinas de
pescado.
Diagrama de Pareto: Es una gráfica para organizar datos de forma descendente, de
modo que facilite la identificación de aquellos datos que tienen mayor importancia.
Escoria: Es un término metalúrgico que se utiliza para describir productos residuales no
metálicos como óxidos y sulfuros que se forman al fundir metal. La escoria se forma en
la superficie de soldadura fundida como resultado de la interacción con el ambiente
(aire).
Faltantes o insuficiencias de soldadura: Es la falta de soldadura en los componentes
de un PCB.
Fixture: En la empresa se le llama así a los accesorios, que se utilizan en las líneas de
producción, en los que se coloca el producto para facilitar su manejo.
Flux: Es un agente químico que al activarse con el calor elimina la oxidación de la
superficie en la que ha sido aplicado, reduce la tensión superficial de la soldadura
XV
fundida, protege la superficie durante el calentamiento para evitar que vuelva a oxidarse
y ayuda a transferir el calor uniformemente al área de soldado.
Módulo de PCB: Es una tarjeta de circuito impreso (PCB por sus siglas en inglés).
Muda: Desperdicios en los procesos, lo que no agrega valor.
Olla de soldadura: Es el recipiente que contiene la soldadura libre de plomo en el
proceso de soldado por ola.
Pallet: Es una estructura en la que se colocan los tableros que van a soldarse, permite
el uso de soldadura para componentes through-hole y evita el contacto de la soldadura
con las áreas críticas del tablero.
Path: Es el circuito que se encuentra impreso en un módulo de PCB.
Pines: Son terminales o “patitas” que conducen electricidad, puede encontrarse en los
componentes que se ensamblan en el PCB o en los fixtures que se utilizan en las líneas
de producción.
Scrap: Desperdicio.
Setup: Cambio de herramienta para un cambio modelo.
Sistema de ignición: Es el que enciende la mezcla de aire y combustible en la cámara
de combustión en el momento adecuado.
Soldadura por ola: Es un proceso de soldado automatizado de componentes
electrónicos sobre una placa de circuito impreso para formar un conjunto electrónico, se
utiliza para producción en gran escala.
XVI
Lista de Acrónimos y Siglas
AMEF: Análisis de Modo de Efecto y Falla.
INEGI: Instituto Nacional De Estadística Geografía.
JIT: Just In Time. Justo a tiempo.
PCB: Printed Circuit Board. Tarjeta de Circuito Impreso.
SMED: Single-Minute Exchange of Die. Cambio de herramienta en un solo dígito de
minuto.
TPM: Total Productivity Maintenance. Mantenimiento Productivo Total.
VMS: Value Stream Map. Mapa del Flujo de Valor.
XVII
MATRIZ DE CONGRUENCIA METODOLÓGICA
1
INTRODUCCIÓN
La productividad mide el rendimiento con el que se utilizan los recursos en una empresa,
para lograr sus objetivos. En esta investigación se quieren analizar los procesos de una
empresa manufacturera en la ciudad de Los Mochis, Sinaloa, para identificar el flujo de
valor.
Al analizar cada etapa del proceso, se podrán detectar aquellas que deterioran la
productividad y así poder proponer mejoras que repercutan favorablemente en la
productividad.
La propuesta de mejoras se basará en las herramientas de la manufactura
esbelta. Este enfoque, manufactura esbelta, se basa en la reducción de desperdicios.
JUSTIFICACIÓN
Debido a la cantidad de retrabajos y desperdicios generados durante el proceso de
manufactura de los módulos electrónicos de ignición, a la cantidad de pedidos atrasados
y a la cantidad de producto rechazado se generan costos innecesarios a la empresa. Es
por esto que se tiene la necesidad de dar más fluidez al proceso y mejorar su calidad,
por lo que van a utilizarse algunas de las herramientas de Manufactura Esbelta para
mejorar la eficiencia y eficacia de los procesos y de este modo reducir los desperdicios
en el proceso y mejorar la satisfacción de los clientes con una respuesta más rápida y de
mayor calidad.
OBJETIVO GENERAL
Determinar y analizar las áreas de oportunidad en la empresa en el proceso de
producción de módulos de ignición con el fin de generar una propuesta basada en la
Manufactura Esbelta que permita reducir desperdicios y costos, y aumentar la
productividad.
2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Mapear la cadena de valor del producto y definir los procesos que generan el
mayor desperdicio.
Definir las herramientas de la Manufactura Esbelta que se utilizarán en el proceso
de producción que permitan reducir los desperdicios y aumentar la productividad.
Diseñar estrategias de productividad.
3
CAPÍTULO 1: EMPRESA DE ESTUDIO
1.1DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA DE ESTUDIO
La empresa de estudio es una de las plantas que forman una corporación transnacional,
la cual dio inicio a sus operaciones en Cass City Michigan, en el año de 1954 con la
producción de carburadores; extendiendo sus compañías alrededor del mundo con la
elaboración de una gran gama de productos para el área automotriz, jardinería y
componentes electrónicos entre otros.
Esta empresa en Los Mochis, inició operaciones el 25 de Febrero del año 2002
con la manufactura de componentes para motores de combustión interna de 2 y 4
tiempos, y accesorios, posteriormente, en el año 2008 se introdujo la producción de
módulos electrónicos de ignición, incrementando así sus ventas y aumentando la gama
de sus productos.
1.1.1 CARBURADORES
Los carburadores son los dispositivos que se encargan de preparar la mezcla de aire y
combustible en los motores de gasolina.
1.1.2 MÓDULOS DE IGNICIÓN
Los módulos de ignición o sistemas de encendido tienen como propósito encender la
mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión en el momento adecuado.
1.2 MISIÓN, VISIÓN Y POLÍTICAS
MISIÓN: Ser la industria líder en el mercado de motores pequeños, anticipando las
necesidades del cliente y brindando soluciones innovadoras para un mundo que exige
un mejor medio ambiente.
VISIÓN: Habilitamos máquinas que mejoran la vida
4
OBJETIVOS DE CALIDAD: Los objetivos de calidad de la empresa son una serie de
tareas específicas que se desprenden de la Misión, Política de Calidad y Principios.
Estos objetivos son para asegurar que los esfuerzos de la organización sean en la
dirección correcta, para alcanzar nuestra Misión, Política y Principios.
POLÍTICA DE CALIDAD: La política de calidad de la empresa es proveer productos
competitivos que cumplan o excedan las expectativas, necesidades y satisfacción de
nuestros clientes, en funcionamiento, confiabilidad y seguridad, a través de la mejora
continua del sistema.
1.3ORGANIGRAMA
Figura 1.1.Organigrama de la empresa. Fuente: La empresa
5
1.4 DESCRIPCIÓN DE SU DIAGRAMA DE PRODUCCIÓN
En la empresa se maquilan dos tipos de productos:
Carburadores
Módulos de Ignición
Figura1.2.Diagrama de producción. Fuente: Elaboración propia.
El material se puede encontrar en las siguientes tres etapas:
Materia prima
Producto en proceso
Producto terminado
6
MATERIA PRIMA
RECIBO: En ésta área se recibe material dos veces por semana en temporada baja y
tres veces por semana en temporada alta. Aquí mismo el material recibido pasa por un
proceso de inspección que pude tardar de uno a tres días. Una vez que el material fue
aprobado para su uso, pasa al área de almacén.
ALMACÉN: Aquí se encuentra el material que ya ha sido aprobado para su uso. Se
procura tener almacenada la cantidad de materia prima necesaria para 15 días de
producción.
PRODUCTO EN PROCESO
CARBURADORES
Los carburadores pasan por un proceso que está dividido en dos áreas:
Maquinado y
Ensambles
Cada una de estas áreas lleva diferentes actividades que se describen a continuación:
MAQUINADO
ESTAMPADO: Aquí se recibe el cuerpo del carburador y se le estampa el modelo con el
que va a procesarse, la fecha de producción y un código de rastreabilidad. Una vez
estampado, el carburador pasa al proceso de maquinado.
MAQUINADO: Aquí se maquinan la mayoría de los agujeros que debe llevar el
carburador, por medio de una fresadora semiautomatizada. Una vez maquinado el
carburador, pasará al proceso de lavado ultrasónico.
LLAVADO ULTRASÓNICO: En esta etapa se lavan los carburadores para limpiarlos por
medio de ultrasonidos y eliminar los residuos y rebabas que quedaron del proceso de
maquinado.
7
IMPREGNADO: Una vez que se han lavado los carburadores, pasan al impregnado, en
donde se le aplica al carburador una cantidad de químicos que sellen las porosidades
que tiene, evitando de este modo problemas de calidad.
ORIFICIOS DE PROGRESIÓN: En este paso se le hacen los orificios que no se hacen
en el proceso de maquinado.
INSPECCIÓN: Todos los carburadores se inspeccionan para asegurar que lleguen con
todos los orificios correspondientes y con las dimensiones adecuadas a los siguientes
procesos.
ENSAMBLE: Al carburador se le ensamblan unas piezas pequeñas.
LAVADO: Es el último paso antes de que se mande el material al área de “Ensambles”.
Se lava el material y ya queda listo para pasar a la siguiente área.
ENSAMBLES
ENSAMBLES DE ACCESORIOS: En ésta etapa se ensamblan partes pequeñas o
“accesorios” que pasarán a las diferentes líneas de ensambles, dónde se ensamblarán
directamente sobre el carburador.
ENSAMBLES: Existen diferentes líneas de ensamble, para los diferentes modelos de
carburadores. Todos los ensambles se hacen directamente sobre el carburador.
PRUEBAS (INSPECCIÓN): Todos los carburadores pasan por diferentes pruebas para
asegurar su calidad y evitar que llegue material defectuoso al cliente.
EMPAQUE: Una vez que el material ha sido aprobado, se empaca y se alista para el
embarque.
MÓDULOS DE IGNICIÓN
VCD: En este proceso se ensamblan automáticamente diferentes resistencias y diodos
al PCB.
8
INSERCIÓN DE PINES: En esta etapa se reciben los carretes y se les insertan en una
máquina automatizada la cantidad de pines que se requieren para los diferentes
modelos.
PLASMADO: Todos los carretes que han pasado por la inserción de pines, se pasan por
el plasmado para eliminar la porosidad del carrete. De aquí ya están listos para pasar a
la etapa de embobinado.
BOBINAS: En este proceso se reciben los carretes y los diferentes tipos de alambre que
se requieren para hacer las bobinas. Las máquinas son, dependiendo del modelo,
automatizadas o semiautomatizadas.
INSERCIÓN MANUAL: Aquí se reciben las tiras de módulos de PCB (5 o 7 módulos por
tira), las bobinas y las diferentes terminales y capacitores que se van a insertar sobre los
PCB. Se insertan en los tableros (PCB) y se llevan al proceso de soldadura.
SOLDADURA DE OLA: Este es un proceso automatizado de soldadura en el que los
componentes insertados al tablero (PCB) se adhieren. Pasa por un proceso de
inspección manual.
DEPANEL: En este proceso se separan los diferentes módulos de PCB que se
encontraban unidos en tiras (5 o 7 módulos por tira).
PRUEBA ELÉCTRICA: Antes de que se sigan haciendo ensambles en los módulos de
ignición, se pasan por una prueba eléctrica, para detectar los defectos que se hayan
creado o que no se detectaron en los procesos anteriores. El material que se encuentra
defectuoso se manda a una mesa de retrabajo, en donde se identifica el defecto y se
repara o se separa para scrap.
SUBENSAMBLES: El material que ha pasado la prueba eléctrica se inserta en un
housing y se le ensamblan diferentes cables o componentes, dependiendo del modelo.
Al material se le hace una “prueba de Harris”, para comprobar que tenga continuidad
eléctrica, antes de pasarlo al siguiente proceso.
HORNO: Todos los módulos pasan por un horno.
EMPASTADO: En este proceso se rellena el housing con una resina.
CURADO: El módulo ya relleno se pasa por un horno de curado.
9
EMSAMBLE: En esta etapa se hacen los ensambles finales al módulo de ignición y
diferentes pruebas de calidad.
INSPECCIÓN: Aquí se inspeccionan visualmente todos los módulos antes de que se
empaquen.
EMPAQUE: Una vez que los módulos fueron aprobados, se empacan e identifican para
que estén listos para el embarque.
PRODUCTO TERMINADO
EMBARQUE: El material que está empacado e identificado se embarca.
1.5 ÁREA DE ESTUDIO
MÓDULOS DE IGNICIÓN
En el año 2008 se inició la producción de los módulos de ignición en la empresa
de estudio. Es en esta área en donde se concentró el estudio. Los módulos de ignición
son dispositivos electrónicos utilizados para abrir y cerrar el circuito primario del
encendido.
1.5.1 INSERCIÓN MANUAL
Dentro del área de producción de módulos de ignición, el área que reporta los
costos más altos de scrap es el área inserción manual. El scrap es detectado en el área
siguiente, sub ensambles, que tienen como primer actividad hacer una prueba eléctrica
al material que sale de inserción manual.
1.5.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
Ensamble
1. Se colocan tres tiras de tableros en cada pallet.
2. Se ensamblan los componentes (bobinas, capacitores, terminales, transistores,
etc.), que corresponden al modelo que se está trabajando, a cada uno de los
10
módulos en los tableros (cada tira contiene 5 ó 7 módulos dependiendo del
modelo que se esté fabricando).
Figura 1.3. Ensambles. Fuente: La empresa
3. Se coloca cada pallet terminado en la NU/ERA, cuidando que esté bien asido por
los “dedos” de la máquina.
Figura 1.4. Colocación de pallet en conveyor. Fuente: La empresa
11
Soldado
La máquina NU/ERA se divide en tres etapas diferentes:
1. Aspersión de flux:
El método de aplicación del flux dentro de la NU/ERA es de aspersión. El pallet
pasa primero por el aspersor de flux. El flux es un líquido que se rocía al tablero
por medio de presión y sirve para limpiar la superficie a soldar y ayuda a que la
soldadura de adhiera.
2. Precalentamiento:
El precalentamiento de las tarjetas de circuito impreso es una parte crítica del
proceso de soldadura por ola. El pallet pasa a una zona donde recibe calor, esto
sirve para que se evaporen los volátiles del flux, para que se activen las resinas
del flux y para que se reduzca el choque térmico entre la temperatura ambiente y
la temperatura de la soldadura.
3. Soldadura de ola:
En esta última etapa el pallet pasa por una ola de soldadura de metal líquido. Esto
involucra el contacto directo entre el fondo de la tarjeta y el metal fundido.
Lo que se busca en este proceso es obtener un alto grado de uniformidad y perfección
en el soldado, de modo que facilite la inspección y reduzca la necesidad de retocar las
uniones de soldadura.
Touch up
Como su nombre en inglés lo indica, en este proceso se hace un retoque del material
que sale de la NU/ERA revisando los errores que salen del ensamble y de la soldadura
por ola.
Las actividades son las siguientes:
1. Se toman las tiras de los pallets que han salido de la NU/ERA y se colocan sobre
un cartón (máximo 7 tiras por cartón).
2. Se toma tira por tira y se revisan y corrigen los defectos de soldadura, tales como
cortos y faltantes, se corrigen defectos de componentes mal ensamblados y
12
faltantes de componentes. Una vez revisada cada tira se pasa al proceso de
depanelización.
Figura 1.5. Touch up. Fuente: La empresa
Depanelización
Este proceso consiste en separar manualmente cada módulo de las tiras que salen de la
operación de Touch up para que pasen al proceso de sub ensamble.
Prueba Eléctrica
Es la primera actividad del área de ensambles, consiste en una inspección individual,
cada módulo se prueba en un fixture y se pasan a la línea los módulos que han pasado
la prueba y se separan aquellos que muestran una falla en la continuidad eléctrica para
llevarlos a la mesa de retrabajo.
13
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO
2.1 EL ENFOQUE DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
En el Diccionario de la lengua española de la Real Academia Española se define un
sistema como “Conjunto de cosas que relacionadas entre sí ordenadamente contribuyen
a determinado objeto” (Real Academia Española, 2014).
Un proceso de producción es un sistema con el que se obtienen productos y que
conjuga materiales, maquinaria, mano de obra, energía, capital e información. Este
proceso puede ser muy simple, como el que entran las materias, se procesan y se
obtiene un resultado; o puede ser muy complejo, como cuando hay desfases entre
procesos, o cuando se requiere un tiempo de preparación para hacer un cambio de un
producto a otro en una producción, sin contar las fallas en las máquinas, fallas en la
calidad, ausentismo del personal, entre otros (Juárez-lópez et. al, 2011).
Figura 2.1. Aumento de complejidad en un sistema productivo. Fuente: Elaboración propia
14
El filósofo alemán George Hegel fue uno de los pilares para el desarrollo de la
Teoría General de Sistemas y declaró que el todo es más que las suma de sus partes,
que el todo determina la naturaleza de las partes, que las partes no pueden
comprenderse si se consideran aisladamente y que las partes están dinámicamente
relacionadas o son interdependientes; seguramente los creadores de la Teoría General
de Sistemas supusieron que el todo es en realidad un sistema que está compuesto de
sistemas más pequeños o subsistemas (Baca U. et al., 2013). Se puede entonces
entender a una empresa como un sistema compuesto de muchos subsistemas.
2.2. CAMBIO DE PARADIGMAS EN LOS SISTEMAS PRODUCTIVOS
En este mundo cada vez más globalizado, las organizaciones se ven frente al reto de
mejorar su productividad continuamente para mantener y mejorar su competitividad
(Pulido, 2008).
La producción artesanal era la forma tradicional de producción en donde el
artesano (empresario) fabricaba personalmente los productos que iba a vender. Este tipo
de producción tiene como característica bajos volúmenes de producción, precios altos,
calidad impredecible y una organización descentralizada. Este tipo de producción aún
sobrevive en compañías como Lamborghini, Ferrari y Aston Martin(Villaseñor Contreras
& Galindo Cota, 2011).
Henry Ford a finales del siglo XIX fundó su fábrica de autos con la innovación de
que tenía una línea de ensamble movible, pues su principal interés era el de tener una
producción en masa a una velocidad rápida de producción para que todos los
estadounidenses pudieran poseer un automóvil a un precio accesible. Su idea fue que
en lugar de que los trabajadores acudieran al automóvil para ensamblarlo, el automóvil
acudiría a los trabajadores de modo que la producción fuera continua, no artesanal(Baca
U. et al., 2013).
Con Ford y la producción en masa, se tenía el paradigma de empujar la
producción. Ford planeó un sistema para altos volúmenes de producción para el modelo
de auto que él había diseñado y que consideraba ideal, el Modelo T. En los años veinte
15
se hizo notar que el cliente podía expresar sus necesidades. No fue sino hasta años
después, al terminar la Segunda Guerra Mundial, que se introduce el paradigma del
sistema jalar, que es en donde el cliente define las decisiones de producción (Womack
et al., 1990).
El Sistema de Producción Toyota fue uno de los primeros en adoptar este
paradigma y llamó la atención del mundo occidental por lo conveniente que resultaba el
coordinar las decisiones de producción con las necesidades del cliente (Pulido, 2008). El
sistema de producción Toyota tenía innovaciones como la técnica justo a tiempo, la
detención automática de las máquinas cuando fallaban jidoka, el mantener el inventario
de seguridad en su nivel mínimo que ha de resurtirse solamente cuando se mande una
señal kanban, entre otras.
2.3. PRODUCTIVIDAD
“El principal motivo para estudiar la productividad en la empresa es encontrar las causas
que la deterioran y, una vez conocidas, establecer las bases para incrementarla” (García
Criollo, 2005:9)
2.3.1. DEFINICIÓN
La productividad puede definirse como un índice que mide la relación entre los insumos
y los productos obtenidos en una empresa manufacturera o las ventas logradas en una
empresa de servicios; refleja el uso eficiente de los recursos de una empresa (INEGI,
2003).
“En el pasado, la misión de los ingenieros industriales fue aumentar la
producción de todos los recursos disponibles. En nuestra calidad de
ingenieros industriales trabajamos para maximizar la utilización de las
máquinas. Sugerimos mejoras en distribuciones y métodos, lo que permite
que el trabajador produzca más. Mediante el uso de la ingeniería,
establecimos estándares de mano de obra tendientes a respaldar
programas de incentivos individuales que premiaban a los trabajadores por
producir tantas partes de calidad como les fuera posible. El que axioma
16
sustentaba ese reconocimiento era que una mayor producción implicaba
más productividad.” (Zandin, 2005:2.5)
Según Pulido (2008) la productividad tiene dos componentes: la eficiencia y la
eficacia. El primero se refiere a la cantidad de recursos que se utilizaron para poder
lograr un objetivo y el segundo se refiere a los resultados: cuántos cumplieron con los
requisitos especificados. Si lo que queremos mejorar es la eficiencia, lo que tendríamos
que hacer es reducir los desperdicios en la producción, mientras que si lo que queremos
reducir es la eficacia, no importaría tanto la cantidad de recursos utilizados, siempre y
cuando el número de resultados, que cumplen con el objetivo, sea mayor. Se trata, no
de producir más rápido, sino de producir mejor.
En su Manual del Ingeniero industrial, Zandin (2005) indica que el concepto de
productividad se ha vuelto cada vez más difuso, pues el hecho de producir con eficacia
no es sinónimo de ser productivo, y dice que “Se debe producir lo que el mercado
precisa, cuando lo necesita y a un precio competitivo. Se ha agregado a la ecuación el
ideal de satisfacer las necesidades y las expectativas del cliente sin incurrir en error o
desperdicio.”(Zandin, 2005:2.3).
La productividad es una combinación de la eficiencia y la eficacia, pues la
efectividad se relaciona con el desempeño y la eficiencia está relacionada con el uso de
los recursos. Por lo tanto, la productividad indica qué tan bien se están utilizando los
recursos de una economía en la producción de bienes y servicios(Felsinger & Runza,
2002).
Las empresas privadas tienen como objetivo maximizar el beneficio económico de
sus propietarios, esto las obliga a actuar de la mejor manera posible en sus nichos de
mercado, procurando por un lado tener los volúmenes de venta más altos posibles al
mejor precio posible y por otro lado a obtener insumos a los precios más atractivos
posibles que cumplan con la calidad requerida (Baca U. et al., 2013).
Para incrementar la productividad García Criollo (2005) nos propone las
siguientes tres formas:
1. Aumentar la producción manteniendo el mismo insumo
2. Reducir los insumos manteniendo la misma producción
17
3. Aumentar la producción y reducir el insumo de forma simultánea y proporcionada.
De esto podría deducirse que la productividad aumentará si logramos incrementar el
producto o si disminuimos los insumos.
2.3.2. IMPORTANCIA DE LA PRODUCTIVIDAD
Para una empresa manufacturera es el vital importancia el mantenerse competitiva,
muchas empresas se esfuerzan por incrementar sus ventas, disminuir sus costos y
mejorar su imagen. Para una nación una alta productividad significa estándares de vida
altos, menor inflación, mejor balanza de pagos y una moneda más fuerte (Felsinger &
Runza, 2002).
El incremento de la productividad provoca una mejor calidad de los productos,
mejores precios, estabilidad y permanencia de la empresa, además proporciona un
margen que pueda haber un aumento de salarios sin que se generen efectos
contraproducentes (INEGI, 2003).
Figura 2.2. Importancia de la productividad. Fuente: INEGI, 2003.
Zandin (2005) coincide con la idea de que los beneficios de la productividad van
más allá del éxito en el logro de los objetivos propuestos en la empresa y asegura que
las mejoras en la productividad impactan en la vida de las personas, en su nivel de vida,
y que en una nación las mejoras de la productividad se reflejan en mejores productos y
servicios, en un aumento en el consumo y en más tiempo libre para los habitantes.
Asegura también que la productividad personal ha cobrado interés, ya sea por la
18
satisfacción personal o por la ambición de éxito, pues se considera que una persona
productiva recibe oportunidades en proyectos importantes o progresa dentro de una
organización; esto ayuda a la productividad de las empresas, ya que la suma del
mejoramiento individual conduce a una sinergia de avances en el más alto nivel.
En los Indicadores Nacionales en su reporte del tercer trimestre del 2015, se
puede encontrar que la Industria Manufacturera tiene un 16% de la Población
Económicamente Activa. (STPS, 2015). Esto hace a la Industria Manufacturera el tercer
sector económico de mayor importancia en el país.
Figura 2.3. Indicadores nacionales de ocupación en los diferentes sectores económicos.
Fuente: Elaboración propia con datos tomados de la STPS-INEGI.
2.3.3. LA PRODUCTIVIDAD Y SUS COMPONENTES
Un factor productivo es un elemento que se transforma en el proceso de
producción para generar bienes o servicios; estos factores pueden clasificarse en cuatro
grupos genéricos: el trabajo, el capital, la tierra y la capacidad empresarial (INEGI,
2003).
García Criollo (2005) menciona que los dos componentes de la productividad son la
eficacia y la eficiencia. Mejorar en estos dos aspectos nos ayudará a mejorar la
productividad. También menciona que para analizarla podríamos basarnos en los
siguientes aspectos:
Hombres
Dinero
Materiales
19
Métodos
Mercados
Máquinas
Medio ambiente
Mantenimiento del sistema
Misceláneos: Controles, materiales, costos, inventarios, calidad, cantidad,
tiempo, etc.
Management
Manufactura
A estos parámetros se les conoce como las “M” mágicas, porque en inglés todos
empiezan con la letra “m”.
2.3.4. COMO MEDIR LA PRODUCTIVIDAD
Generalmente la productividad se mide con el cociente: productos logrados entre
insumos utilizados; pero esto se puede hacer de muchas maneras. Para medir los
productos logrados se pueden tomar en cuenta: las unidades producidas que cumplen
con los requisitos de calidad, las unidades de producto terminado, las piezas que se
vendieron, etc. Para medir la eficiencia, se pueden tomar en cuenta: el material utilizado,
el tiempo total empleado, el tiempo utilizado de las máquinas, el personal que intervino
en el proceso, etc.(Pulido, 2008). Para medir la eficacia se puede tomar el grado de
cumplimiento de los objetivos o estándares.
El cociente de productividad se vería algo así:
La productividad puede expresarse de diferentes formas (Carro Paz & González Gómez, 2012):
1. Productividad parcial y productividad total. Relaciona todo lo que se produce con
uno de los recursos utilizados.
20
Como ejemplo de entrada se puede tomar la cantidad de mano de obra o de
materia prima que se utilizó para producir los bienes o servicios.
2. Productividad física y productividad valorizada. La productividad física mide la
cantidad de productos o bienes producidos por unidad de entradas. La salida
puede expresarse en metros, toneladas, unidades, etc. y la entrada puede ser
expresada en horas hombre, horas máquinas, etc. Ésta productividades más
utilizada por los técnicos porque brinda información de mayor precisión.
La productividad valorizada es exactamente igual a la productividad física, pero la
salida está valorizada en términos monetarios. Ésta productividad es utilizada por
los economistas.
3. Productividad promedio y productividad marginal. La productividad promedio es el
cociente entre la salida total y la cantidad de entradas utilizadas.
La productividad marginal es definida por los economistas como el incremento de
producción manteniéndose constantes las cantidades empleadas de los demás
factores.
4. Productividad bruta y productividad neta. Cuando se tiene el dilema del
tratamiento de los insumos, existe la posibilidad de incluirlos o no dentro de las
entradas y las salidas. La productividad es el cociente entre el valor bruto de la
salida y la entrada.
La productividad neta es el valor agregado a la salida por una entrada en donde el
valor de ciertos insumos ha sido excluido del numerador y del denominador del índice.
Zandin (2005) señala que las unidades de productividad generalmente utilizan un
conjunto de factores o índices y que cada factor recibe un valor de acuerdo con la
importancia que tenga a la hora de ayudar a la empresa con el alcance de sus objetivos.
Ejemplos de estos factores son:
Producción por trabajador-hora
Nivel de calidad
Tiempo promedio de respuesta de producción
21
Nivel promedio de trabajo en proceso
Horas promedio improductivas por trabajador-hora
Índices de seguridad, limpieza y ausentismo
2.4. MANUFACTURA ESBELTA
2.4.1. ANTECEDENTES
El concepto de manufactura esbelta surgió en Japón después de la Segunda Guerra
Mundial. Las industrias manufactureras japonesas no podían invertir en instalaciones,
materiales y recursos humanos, igual que las estadounidenses, por lo que empezaron a
desarrollar y refinar procesos en los que se redujeran y eliminaran los desperdicios en
los procesos y así reducir costos (Pavnaskar et al., 2003;Womack & Jones, 2010).
“Taiichi Ohno (1912-1990) el ejecutivo de Toyota que fue uno de los enemigos
más feroces del desperdicio que la historia humana ha producido, identificó los primeros
siete tipos de desperdicio”(Womack & Jones, 2010:15). Aunque se han añadido más
tipos de desperdicio y seguramente en un futuro se añadan aún más, a lo que se refería
como desperdicio originalmente era a cualquier actividad que requiriera de recursos y
que no produjera ningún valor, como por ejemplo: el retrabajo, los almacenes,
actividades innecesarias, movimientos, transportes, espacios y esperas innecesarios, y
productos que no cumplieran con las expectativas del cliente (Womack & Jones, 2010).
Los siete desperdicios que considera la manufactura esbelta son:
Defectos
Sobreproducción
Esperas
Transporte
Inventarios
Sobreprocesos
Movimientos (Melton, 2005)
22
2.4.2. BENEFICIOS DE LA MANUFACTURA ESBELTA
Como mencionan Pavnaskar et al.:
“Los beneficios de la manufactura esbelta son evidentes en las industrias
alrededor del mundo. Las compañías reportan mejoras en la calidad de sus
productos, reducción en los tiempos de ciclo, reducción del trabajo en
proceso, mejora en los tiempos de entrega, mejora en la utilidad neta,
reducción de costos, mejora en la utilización de mano de obra, reducción en
inventarios, mejora en el tiempo de recuperación de la inversión de
inventarios, mayores niveles de producción, aumento en la flexibilidad,
mejorías en la utilización de espacios, reducción en la inversión de
herramientas, mejor utilización de la maquinaria, enfoque de trabajo más
fuerte y aumento en las habilidades”(2003:3076).
Aquí se incluyen la mayoría de los beneficios que se obtienen al aplicar la
manufactura esbelta. Melton (2005) añade como beneficios una mejor
administración del conocimiento y un proceso más robusto, si se toma en cuenta
que los procesos disminuirán sus errores y por lo tanto el retrabajo.
2.4.3. HERRAMIENTAS DE LA MANUFACTURA ESBELTA
Los conceptos y herramientas de la Manufactura Esbelta son organizados en tres
niveles por el Doctor ReVelle (2002). En el primer nivel incluye los objetivos y principios
básicos de la Manufactura Esbelta como el valor del producto y el desperdicio. En el
siguiente nivel contiene las estrategias que se utilizan para alcanzar los objetivos y el
inculcar los principios básicos. En el tercer nivel coloca la implementación y aplicación
de las técnicas que servirán para mantener las estrategias.
2.4.3.1 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL (TPM)
El mantenimiento productivo total (TPM) es una metodología de mejora de la
productividad de la planta, consiste en la aplicación práctica de datos sobre la
disponibilidad del equipo, cumplimiento del programa de producción y calidad del
producto, que permite la mejora continua del proceso de fabricación, con la implicación
del empleado, y del control continuo de resultados (Zandin, 2005). Socconini (2008)
23
indica que en las empresas manufactureras el mantenimiento de equipo representa un
problema si no es el adecuado, ya que genera desperdicios en productos, gastos
operativos e impide la continuidad en la producción.
El mantenimiento productivo total permite que los trabajadores, al llevar a cabo el
mantenimiento regular del equipo, puedan detectar irregularidades y anomalías; de este
modo se cambia el enfoque que se tenía anteriormente de arreglar las máquinas que se
descomponían, a evitar que las máquinas se descompongan. Después de todo, los
trabajadores son las personas que están más cerca a las máquinas, pues son quienes
las operan, y el incluirlos en su mantenimiento los trabajadores pueden dar aviso
oportuno de cualquier avería y malfuncionamiento (Abdulmalek & Rajgopal, 2007).
El TPM introduce los conceptos de: prevención, cero defectos ocasionados por
máquinas, cero accidentes, cero defectos, participación total de las personas.
Una adecuada aplicación del TPM ayudará a lograr más rápidamente lo objetivos
propuestos en las áreas de justo a tiempo (JIT), reducción del tiempo de ciclo, reducción
del montaje, ampliación de la capacidad, controles de costo, entre otros, pues una
correcta implementación del TPM mejora la utilización del equipo (Zandin, 2005).
En un caso de implementación y evaluación del TPM en una empresa
manufacturera en Hong Kong lograron aumentar de 433 a 917 la unidad media entre
asistencias, esta unidad de medida (MUBA por sus siglas en inglés) es equivalente al
cociente del total de unidades producidas entre el total de paros (Sun, Yam, & Wai-
Keung, 2003).
Marín-García y Martínez (2013) proponen que existen cinco facilitadores para la
implementación del TPM que son: el compromiso de la alta dirección, el tener un plan
estratégico, el enfoque a los recursos humanos, el enfoque a procesos y el enfoque al
sistema de información.
2.4.3.2 5S.
Las 5 S son esenciales para la implantación de la manufactura esbelta, ya que implica
sumar esfuerzos para mantener el lugar de trabajo bajo condiciones tales que logren
24
contribuir a la disminución de desperdicios y reprocesos, al mismo tiempo que contribuye
a mejorar la moral de los trabajadores (Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011).
Esta herramienta no se refiere únicamente a la aplicación de orden y limpieza,
sino al desarrollo de buenos hábitos de orden y limpieza que establezcan bases para la
aplicación del resto de las herramientas (Socconini, 2008).
Las 5 S provienen términos japoneses y Socconini (2008) las describe de la
siguiente forma:
Seiri: Clasificar. Consiste en quitar del lugar de trabajo todos aquellos objetos
que no son necesarios. Con esto se pretende eliminar los problemas de desorden
y suciedad. Ayuda a practicar la estratificación para establecer prioridades.
Seiton: Organizar. Consiste en ordenar los artículos que son necesarios en el
lugar de trabajo. Debe especificarse un lugar para cada cosa, así se facilitará su
identificación, localización, disposición y regreso después de haberla usado.
Seiso: Limpiar. Consiste en eliminar la suciedad y evitar ensuciar. Debe
mantenerse en mente que al limpiar debe inspeccionarse lo que se limpia, de este
modo se puede contribuir en la prevención de fallas en los equipos. Es necesario
integrar la limpieza a las actividades diarias y asignarle un tiempo especial.
Seiketsu: Estandarizar. Consiste en lograr que los procedimientos, prácticas y
actividades logrados con las S’s anteriores se ejecuten de manera regular y en
forma consistente, para asegurar la limpieza y el orden.
Shitsuke: Seguimiento. Consiste en convertir las 5 S’s en un hábito, manteniendo
los procesos generados mediante el compromiso de todos, así como participando
en las actividades de mejora continua.
Algunos de los beneficios al aplicar esta herramienta son que: ayuda a los
trabajadores a adquirir autodisciplina, permite resaltar los desperdicios en el área de
trabajo, señala anormalidades como rechazos y excedentes, reduce movimientos
inútiles, hace más obvios los problemas de calidad y da una buena imagen al cliente
(Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011).
Además de los beneficios antes mencionados, Gap, Fisher y Kobayashi (2008)
encontraron que en una encuesta aplicada por la Asociación Japonesa de Seguridad y
25
Salud Industrial, JISHA por sus siglas en inglés, se mostraba que el desarrollo de las
5S’s entre los años 1945 y 1998 conducía a una reducción en la frecuencia de los
incidentes de trabajo.
Algo muy interesante en este trabajo realizado por Gap, Fisher y Kobayashi (2008)
es que en su estudio no encontraron términos como “participación de los trabajadores” o
“empowerment” que son tan utilizados en la literatura Occidental; ya que los gerentes
japoneses dan un fuerte énfasis a la participación de los trabajadores y grupos de
trabajo, no sólo en los aspectos operativos, sino también en los aspectos estratégicos;
además se enfocan a los beneficios de la organización a largo plazo con la aplicación de
esta herramienta.
Existe en la literatura mucha evidencia de los beneficios de la aplicación de las
herramienta 5S’s en las empresas. Algunos de ellos se mencionan a continuación.
En un estudio hecho en empresas de Reino Unido se encontró que de un total de
35 encuestas respondidas el 42.9% (15 empresas) practican las 5 S, 14 de ellas son
empresas manufactureras y solamente una pertenece al sector de servicios. Entre los
beneficios que las empresas encontraron al aplicar las 5 S se incluyen un mejor servicio
de limpieza y seguridad en el ambiente laboral; una mejora en la calidad, eficiencia, una
inventario más exacto, mejora en la productividad, reducción de desperdicios, de tiempo
de entrega y de costos; un mejor flujo de trabajo, un cambio favorable en la cultura de la
empresa, una mejora visual y una estandarización en sus operaciones. En este mismo
estudio se encontró que la empresa GSM Primographic en Brecon tuvo un beneficio de
£75 000 (Warwood & Knowles, 2004).
En un estudio de aplicación de las 5 S en el Departamento de Recursos
Materiales y Servicios del Instituto Tecnológico de Ciudad Guzmán (Santoyo Telles,
Murguía Pérez, López-Espinoza, & Santoyo Teyes, 2013) se obtuvieron los siguientes
resultados:
Reducción de tiempo de búsqueda por herramienta en un 80%.
Espacio ganado de 20m2.
26
2.4.3.3 SISTEMA KANBAN.
Sugimori et al (1977) definen el sistema Kanban como un sistema de control de
producción para una producción Justo a tiempo, haciendo uso de las capacidades de los
trabajadores. Esta herramienta se basa en “jalar” la producción de acuerdo a los
requerimientos del cliente. En japonés kanban significa “tarjeta” o “señal” y en JIT se
refiiere al uso de tarjetas para el control de los inventarios (Villaseñor Contreras
&Galindo Cota, 2011). Socconini (2008)menciona algunas utilidades de la
implementación de Kanban:
Evita la sobreproducción.
Permite trabajar con inventarios bajos.
Da certeza a los clientes de recibir sus productos a tiempo.
Se fabrica únicamente lo que el cliente necesita.
Permite comparar lo que se fabrica con lo que el cliente quiere, pues es un
sistema visual.
Villaseñor Contreras & Galindo Cota (2011) indican que existen dos tipos de
kanban: el de producción y el de retiro. El primero es una señal para hacer algo y el
segundo es una señal de es necesario retirar algo del inventario y transporta a los
procesos anteriores.
Sánchez C, Sánchez C y Patiño H (2012) simulan un sistema kanban con el fin de
mantener un rendimiento aceptable, un tiempo medio del sistema y encontrar el mejor
número de kanban. Concluyen en que es necesario reducir la variación del sistema para
poder reducir el número de kanbans, ya que si la variación es grande, el número de
kanbas será más grande y mientras más grande sea el número de kanbans el tiempo de
proceso y entrega de material será más grande también.
2.4.3.4 VALUE STREAM MAPPING.
Esta herramienta nos permite tener un conocimiento detallado de los procesos. El mapa
de valor es una representación gráfica de los procesos de producción y del flujo de
información, que permite conocer y documentar el estado actual de un proceso e idear
un estado futuro (Socconini, 2008).
27
En el mapa de valor podemos es una herramienta esencial ya que nos permite ver
y entender el flujo de la información y de los materiales y encontrar en dónde se
encuentra el valor y dónde el desperdicio, y nos ayuda a tomar decisiones acerca del
flujo, forma la base para un plan de implementación (Villaseñor Contreras & Galindo
Cota, 2011).
Los siguientes dos son los mapas que nos ayudarán:
MAPA DE VALOR PRESENTE
Es un diagrama que muestra en cada paso el flujo de información y materiales
necesarios en el proceso de producción que empieza desde que el cliente solicita un
producto hasta que el producto es entregado. En este mapa se puede observar
claramente la relación entre tiempos de valor agregado y tiempos de espera o valor no
agregado(Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011).
MAPA DE VALOR FUTURO
Este mapa nos muestra cómo deberá quedar el proceso de flujo de información y
de materiales, y también cómo deberán quedar las áreas de oportunidad después de las
actividades de kaizen (Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011).
Pérez Beteta (2006) presenta en forma resumida el método de implementación del
VSM en cuatro etapas:
1. Selección de la familia de productos.
2. Mapeo del estado actual del flujo de materiales y de la información asociada.
3. Mapeo de la situación futura sobre las pautas que aporta la manufactura esbelta.
4. Definición e implementación de un plan de trabajo.
En la siguiente figura se muestra la simbología que se utiliza para un Mapa de
Valor.
28
Figura 2.4. Íconos del flujo de material. Fuente: Manual de Lean Manufacturing Guía básica. (Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011)
En estudio de la mejora de un proceso de ensamblaje de PCs hecho por Barcia y
De Loor (2007) se utilizó la aplicación del VSM para hacer el diagnóstico de la situación,
que se presentaba al inicio del estudio, de la cadena logística y de los problemas y
desperdicios vinculados a procesos. El estudio ha terminado con el dibujo del mapa de
la situación futura en donde se ve la cadena logística con la aplicación de las mejoras
planteadas. Entre las mejoras declaradas se encuentran: el diseño de una célula de
manufactura que redujo el tiempo de ciclo y logró la liberación del 50% de espacio en el
segundo piso de la planta, la aplicación de las 5S’s que se prevé que alcance un ahorro
de un 40% de tiempo en las labores de búsqueda y armado de kit en la bodega de
partes y el diseño de un sistema kanban.
Para el desarrollo de una metodología de mejora en un proceso de fabricación de
puertas de madera, se hizo uso del VSM para identificar los principales tipos de
desperdicios y poder determinar qué técnicas deben aplicarse para eliminarlos, siendo
29
seleccionada como técnica principal las 5S’s, ya que con ayuda el Mapa de Valor se
encontró que los principales desperdicios de tiempo, traslados, esperas e inventarios, se
debían a la falta de organización y limpieza en las áreas productivas y de almacén
(Peláez & Barcia, 2009).
2.4.3.5 MEJORA CONTINUA
Es una estrategia clave en la implementación de Manufactura Esbelta, se le conoce por
su término japonés kaizen. Consiste en la eliminación constante de desperdicios a través
de la mejora de la calidad del producto, de la reducción de costos, del aumento en la
eficiencia; esto se logra con un esfuerzo colectivo de los empleados en todos los niveles
de la compañía. La Mejora Continua incluye no solo la identificación de mejores
prácticas, sino también la redefinición del trabajo ya estandarizado, teniendo en cuenta
que sin el trabajo estandarizado las mejoras se pierden(ReVelle, 2002).
La Mejora Continua, o kaizen, enseña a trabajar a los empleados en pequeños
grupos, a solucionar problemas mediante la documentación y mejoramiento de los
procesos, recolectando y analizando datos, y a manejarse por sí mismos. Kaizen es el
enfoque gradual del progreso y para su implementación solo se requieren herramientas
sencillas como los diagramas de Pareto, diagramas de causa y efecto, histogramas y
gráficas de control, etc. y se requiere de una dedicación de tiempo y esfuerzo
significativo de parte de la administración (Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011).
2.4.3.6 REDUCCIÓN DE SETUP (SMED)
El setup, o tiempo de cambio o preparación, es el tiempo que transcurre desde que sale
la última pieza de un modelo o lote, hasta que sale la primera pieza buena del siguiente
modelo o lote después de la preparación. Single Minute Exchange of Dies (SMED) es
una técnica de reducción del tiempo de preparación, busca reducir ese tiempo a un solo
dígito en minutos, es decir que el tiempo de preparación sea menor a 10 minutos
(Sugimori et al., 1977).
Villaseñor Contreras & Galindo Cota(2011) mencionan que según Shingeo
Shingo, dentro del SMED hay dos tipos de operaciones:
30
Operaciones internas (IED), que son las que pueden realizarse únicamente
cuando la máquina está parada, como montar o desmontar dados.
Operaciones externas (OED), que pueden realizarse mientras la máquina está
trabajando, como transportar los dados usados al almacén o llevarlos a la
máquina.
Es necesario distinguir esas operaciones en las máquinas en las que se quiera
lograr un SMED, ya que para reducir tiempos sería necesario buscar la forma de
transformar las operaciones internas en externas, para evitar mayor tiempo de paro en la
máquina.
Del Vigo García & Villanueva Catrillón (2009) describen las 4 etapas a seguir para
aplicar SMED:
Etapa 1. Observar y medir: Realizar un análisis detallado de las
operaciones que se realizan en el cambio, determinando el tiempo que
requiere cada una y las herramientas que se necesitan. Este análisis
puede hacerse de forma manual con observación directa, o con ayuda de
una cámara de video.
Etapa 2. Separar operaciones internas y externas: De la lista de
operaciones hechas anteriormente se separan las actividades en internas o
externas.
Etapa 3. Convertir operaciones internas a externas: Es necesario estudiar
cada una de las operaciones internas con esta pregunta en mente: ¿es
posible hacer esta operación con la máquina en marcha? Para hacer esta
conversión se ha de pensar en modificaciones técnicas o del método de
trabajo, redistribución de operaciones, etc.
Etapa 4. Optimización: Debe definirse el método que deberá seguirse para
hacer un cambio y ponerlo en práctica.
En un caso práctico aplicado por Del Vigo García & Villanueva Catrillón (2009)
lograron una reducción en los tiempos de cambio del 50% lo que trajo como
consecuencia un incremento en la disponibilidad de la máquina y un incremento del
O.E.E del 20%.
31
2.4.3.7 SISTEMA DE PRUEBA Y ERROR (POKA YOKE)
Es una técnica que elimina desperdicios al hacer los procesos a prueba de errores. Los
dispositivos pokayoke son métodos que evitan los errores humanos en los procesos y
permiten realizar una inspección completa y tomar las medidas necesarias en caso de
que se presenten defectos (Socconini, 2008).
Un defecto existe en dos estados: está a punto de ocurrir o ya ha ocurrido. Al
reconocimiento del primer estado se le denomina “predicción” y al reconocimiento del
defecto en el segundo estado se le denomina “detección”. Algunos ejemplos de
mecanismos pokayoke son: pines de guía de distintos tamaños, alarmas, switchs de
límites, contadores y listas de chequeo (Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011).
2.4.3.8 ESTANDARIZACIÓN DEL TRABAJO
El trabajo estandarizado es un conjunto de procedimientos de trabajo que indican el
mejor método y la mejor secuencia para cada proceso provee las bases para altos
niveles de productividad, calidad y seguridad. La hoja de trabajo estandarizado, debe
colocarse en el área de trabajo, ya que ayuda a ilustrar la secuencia de actividades
dentro de un proceso, incluyendo el tiempo de ciclo (Villaseñor Contreras & Galindo
Cota, 2011).
Socconini (2008)indica que si no se tiene un trabajo estandarizado no se puede
garantizar que los productos se elaboren siempre de la misma manera, por lo que la
estandarización del trabajo es fundamental para la excelencia operacional.
El trabajo estandarizado asegura la repetitividad de una operación y es un
principio muy importante para la eliminación de desperdicios, pues sin importar quién
haga el trabajo, debe lograrse la misma calidad.
2.4.3.9 FLUJO CONTINUO DE MANUFACTURA
El flujo continuo se refiere a la producción y movimiento de un artículo o lotes de
artículos en forma segura y controlada a través de las operaciones del proceso de
producción. El flujo continuo requiere que en cada paso del proceso se fabrique
únicamente lo que es necesario para el siguiente paso, y para lograrlo se pueden hacer
32
líneas de ensamble o células de manufactura. También se le llama flujo continuo al flujo
de pieza a pieza (Villaseñor Contreras & Galindo Cota, 2011).
Los beneficios de implementar esta herramienta son:
1. Se elimina el inventario en proceso.
2. Se reducen las distancias recorridas por el producto.
3. Se ahorra el espacio productivo.
2.4.3.10 AMEF
El AMEF es un documento que permite identificar las fallas que se encuentran en los
productos y procesos, y evaluar sus efectos, causas y elementos de detección para
evitar su ocurrencia y tener un método documentado previo(Socconini, 2008).
Existen distintos tipos de AMEF:
Producto: Ayuda a detectar las fallas posibles en el diseño de los productos para
poder anticiparse a los efectos que puedan tener en el usuario o proceso de
formación.
Proceso: Ayuda a analizar las fallas que pueden ocurrir en cada etapa del
proceso de producción para prevenir esas fallas y evitar que tengan efectos
negativos en el usuario del producto o servicio o en etapas posteriores del
proceso.
Sistemas: Ayuda a detectar fallas en el diseño de software y anticiparse a ellas.
Varios: Existen AMEF para muchos otros tipos de fallas para documentar sus
causas y poder anticiparse a los problemas que pueden generar.
2.5 LOS DESPERDICIOS EN LA MANUFACTURA ESBELTA
Un desperdicio o muda en japonés, es toda aquella actividad, en un proceso de
producción, que no agrega valor al producto final que recibe el cliente (Melton, 2005).
Aunque algunas de estas actividades de desperdicio no puedan ser eliminadas por
33
completo, se debe realizar un análisis para poder reducirlas al máximo, ya que afectan
negativamente la productividad de la empresa.
SOBREPRODUCCIÓN
Este desperdicio se refiera a producir más de lo que se necesita o con mucha
anticipación “por si acaso” (Wahab, Mukhtar, & Sulaiman, 2013).
Esta sobreproducción tiene como consecuencias: inventario acumulado, flujo
desbalanceado de material, un espacio excesivo para almacenamiento, lotes de
fabricación grandes y excesivos, capacidad instalada sobrada, etc. (Socconini, 2008).
SOBREINVENTARIO
Es cualquier materia prima, producto en proceso o terminado que sobrepase la
necesidad a satisfacer del cliente, lo que causa que se tengan tiempos de entrega más
largos y evita que se detecten problemas de manera rápida (Wahab et al., 2013).
DEFECTOS
Se refiere a la pérdida de los recursos que se utilizaron para producir un artículo o
servicio defectuoso, representa una pérdida de materiales y tiempos de máquina y de
personas (Socconini, 2008).
TRANSPORTE
Este desperdicio incluye todos aquellos traslados de materiales que no apoyan de forma
directa al proceso de producción, ya que el mover los materiales de un lugar a otro
dentro de la empresa no agrega valor al cliente, pero si implica un costo para la empresa
e implica un riesgo para el material (Socconini, 2008).
PROCESOS INNECESARIOS
Las características de este desperdicio son: excesos de inspecciones, información
excesiva, presencia de cuellos de botella, entre otros (Socconini, 2008).
34
ESPERAS
Este desperdicio se refiere al tiempo perdido por el operador al esperar que su máquina
termine su trabajo, o al tiempo perdido por las máquinas cuando esperan que el
operador haga algún ajuste, o al tiempo perdido por la máquina y el operador al esperar
por herramientas, materiales o instrucciones (Socconini, 2008).
Este desperdicio está directamente relacionado con el flujo del procesos y de ahí
viene su importancia, ya que el tiempo no se usa efectivamente (Wahab et al., 2013).
MOVIMIENTOS INNECESARIOS
Se refiere a los movimientos que hace una persona dentro de la empresa que no son
indispensables para agregar valor al producto (Socconini, 2008). Incluye los movimientos
que hace la persona y la distribución del layout, por lo que las instalaciones deberían
considerar la ergonomía en su diseño (Wahab et al., 2013).
2.6 RELACIÓN ENTRE MANUFACTURA ESBELTA Y PRODUCTIVIDAD
La idea central de la manufactura esbelta es la de maximizar el valor de la producción y
minimizar los insumos requeridos para obtenerla, minimizando el desperdicio. Al
implementar la idea de una producción esbelta, lo que se busca es aumentar la
productividad, mejorar la calidad y acortar los tiempos de entrega (Wahab et al, 2013).
Esta idea fue introducida por la Toyota Motor Company que desarrollaron el Sistema de
Producción Toyota. Su éxito muestra que las técnicas “esbeltas” son significativas.
2.7 ENFOQUE A LOS PROCESOS PARA MEJORAR RESULTADOS
Como consecuencia de los desperdicios en los procesos, es común que se deriven otras
pérdidas, por ejemplo la pérdida de tiempo, la pérdida de capacidad, la pérdida de
recursos y la pérdida de oportunidades (Socconini, 2008).
35
Para eliminar los desperdicios en una empresa, Socconini (2008) menciona los
siguientes requisitos:
Tener un liderazgo fuerte.
Estar convencido de que es necesario apoyar la capacitación continua.
Tener una visión clara del futuro de la empresa.
Contar con un equipo de gerentes adecuado.
Contar con una administración participativa.
Tener planes y estrategias bien definidos.
Transmitir las estrategias a todo el personal.
Conocer los desperdicios que afectan a la empresa y su impacto.
Convencer a todo el personal sobre la importancia de eliminar sistemáticamente
todos los desperdicios.
36
CAPÍTULO 3: METODOLOGÍA
3.1 METODOLOGÍA
En este capítulo se describe el método de investigación que se utilizó para el desarrollo
del proyecto de intervención. Se presenta el método que se utilizó para la recolección de
datos, el diagnóstico y el análisis de la situación actual de la empresa que serviría para
hacer las propuestas que se exponen en el siguiente capítulo.
Esta investigación es de un caso de estudio, es una investigación en la que se
busca intervenir en el proceso observado. Como indican Pacheco Espejel y Cruz
Estrada (2006), la investigación de intervención tiene por principal objetivo no
únicamente conocer y explicar un fenómeno o proceso, sino transformarlo y adecuarlo a
objetivos. En la siguiente figura se puede observar la espiral lógica de la praxis
investigativa de intervención.
Figura 3.1. Espiral lógica de la praxis investigativa de intervención. Fuente: Pacheco Espejel y Cruz Estrada, 2006
37
3.2 DIAGNÓSTICO DE LA EMPRESA
Lo primero que se hizo, fue observar y conocer la situación en la que se
encontraba la empresa para poder después hacer un diagnóstico y detectar las áreas de
oportunidad que se presentan.
El área de la empresa en la que se centra esta investigación es el área de igniciones.
Aquí es en donde se fabrican y ensamblan los módulos de ignición que se utilizan en
distintas máquinas de jardinería y en algunas motocicletas. Esta área está dividida en las
siguientes sub áreas:
Área de calidad: Es el área encargada de verificar el producto terminado y hacer
pruebas de funcionalidad. También está encargada de hacer muestreos periódicos en la
producción para detectar posibles dispositivos averiados por cada lote de producto
terminado.
Laboratorio de ingeniería: Son los responsables de desarrollar el software y el
hardware para los prototipos que se requiere poner en marcha en las líneas de
producción, así como de realizar pruebas de equipo nuevo.
Área de mantenimiento: En esta área se tienen las herramientas necesarias para la
reparación y construcción de la maquinaria que se encuentra en las líneas de
producción.
Líneas de producción: En estas líneas se manufacturan los módulos de ignición y se
hacen pruebas para verificar su correcto funcionamiento.
Por medio de la observación en la caminata de los procesos y de entrevistas no
estructuradas a los ingenieros de las diferentes sub áreas se encontró que en la
empresa ya se aplicaban algunas de las herramientas de la manufactura esbelta. En el
siguiente apartado se enlistan las herramientas que se utilizan y describe la forma en la
que se aplican.
Como el objetivo de este proyecto es el de mejorar la productividad, fue necesario
investigar si ya se medía la productividad y el modo en que se mide. Se encontró que
para medir la productividad hacen uso de distintos tipos de indicadores que se
describirán más adelante en este capítulo. Fue necesario conocer el estado en el que se
38
encontraban para comparar con el estado en el que se encuentren después de la
aplicación de las herramientas de manufactura esbelta y saber si realmente mejoraron
los indicadores.
Para poder hacer un diagnóstico del estado en que se encontraba la empresa,
fue necesario hacer un mapa de del flujo de valor, basado en el Diagrama de flujo del
proceso que se encuentra en el anexo de esta tesis.
3.3 HERRAMIENTAS DE MANUFACTURA ESBELTA QUE SE APLICAN
EN LA EMPRESA
En la empresa ya se aplican algunas de las herramientas de Manufactura Esbelta tales
como:
TPM
AMEF
Control visual
5 Ss
Pokayoke
Trabajo estandarizado
El modo en el que se aplica cada una de estas herramientas será descrito a
continuación:
TPM
Esta herramienta se utiliza en los procesos automatizados y semiautomatizados de la
empresa. En cada una de las máquinas es posible encontrar un formato con un checklist
de las actividades de mantenimiento que deberán realizar diaria o semanalmente los
operadores responsables de cada máquina. En este formato deberán llenar el número o
el nombre del operador responsable, la fecha / hora, una “x” para las actividades que no
se cumplieron y una palomita “” por cada una de las actividades que han ejecutado.
Estos datos varían de máquina a máquina.
Esta herramienta es muy importante ya que permite que las máquinas mantengan
un buen funcionamiento y puedan entregar un buen nivel de servicio, además permite a
39
los trabajadores detectar anomalías rápidamente que el área de mantenimiento puede
arreglar. En la siguiente imagen se puede ver un ejemplo del formato de TPM que debe
llenarse.
Figura 3.2. Formato de actividades de TPM. Fuente: La empresa.
Estos formatos son elaborados por el departamento de ingeniería en conjunto con
el área de mantenimiento y deben ser ejecutados por las líneas de producción.
AMEF
El laboratorio de ingeniería es el responsable de aplicar la herramienta de Análisis de
Modo y Efectos de Falla a todos los modelos, de dar seguimiento a las actividades de
mejora que se propongan y de medir los resultados. Este formato se maneja
digitalmente en una hoja del programa de software Microsoft Office Excel.
CONTROL VISUAL
En cada una de las operaciones se cuenta con un monitor de computadora en el que se
despliegan las ayudas visuales creadas por el laboratorio de ingeniería y aprobadas por
las áreas de calidad y producción. Las modificaciones que se hacen a las ayudas
visuales son rápidamente actualizadas.
40
Figura 3.3. Ayudas visuales. Fuente: Elaboración propia.
Existe además un código de color con el que todos los operadores están
familiarizados: El azul se utiliza para identificar la materia prima, con el color amarillo se
reconoce el material en proceso, de color rojo se identifica el material de desecho y de
color gris el material que debe ser revisado por área de calidad.
5 Ss
Esta herramienta queda a cargo de los jefes de las líneas de producción. Ellos son los
encargados de crear conciencia en los operadores y recordarles, en las juntas al inicio
del turno, la importancia de mantener, cada quién, su área limpia, ordenada y despejada.
Existen, en algunos casos,checklists de actividades que deben hacerse semanal o
mensualmente como es el caso de la limpieza de pallet, revisión del buen estado y
limpieza de fixtures y de herramientas.
Aunque en la empresa trate de aplicarse esta herramienta de la mejor manera,
existen aún muchas áreas de oportunidad en cuanto a orden, limpieza y disciplina. No
existe un horario específico que esté destinado a las actividades de limpieza, los
operadores deben encontrar tiempos libres en los que puedan limpiar sus mesas de
trabajo, herramientas y fixtures; y el jefe de línea se encarga de organizarlos para que
haya tiempo de barrer y mantener el área ordenada.
41
Poka-Yoke
El poka-yoke se utiliza principalmente en las líneas de producción. Los fixtures que se
utilizan en distintas operaciones están diseñados de una manera en la que los
operadores solamente puedan colocar el material que van a trabajar de la manera
correcta, para evitar de esta manera errores y ayudar a tener un trabajo estandarizado.
Existen algunas actividades en las que no existen pokayoke, para estas
actividades se capacita bien al operador, para que se acostumbre a realizar la actividad
de una misma forma y que detecte rápidamente si algo no está colocado o no se
encuentra en la condición que debe estar.
Trabajo estandarizado
La capacitación juega un papel muy importante en el uso de esta herramienta. Cada
proceso tiene una ayuda visual en la que se muestra paso a paso la forma en la que
deben ejecutarse las operaciones. Pero aun así es muy importante vigilar a los
empleados (nuevos y antiguos) para evitar que se acostumbren a utilizar mañas que
puedan dañar el producto o que puedan tener resultados diferentes.
3.4 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
3.4.1 REGISTRO POR HORA
Existen tres tipos de registros que se hacen hora por hora, dos registros son físicos (en
papel) y uno es digital. El primer registro físico es el que hace cada operador, el segundo
es el que hace cada jefe de línea con la información conjunta de todos los operadores de
su línea y el registro digital es el que se hace en una base de datos computarizada en el
que se integran los datos de todas las líneas de producción.
Registro por operador: Cada operador tiene un formato en el que hora por hora
registra el modelo que está trabajando, los defectos que ha detectado y el tiempo que ha
parado la producción (tiempo caído).
Registro por línea: Cada hora pasa el jefe de línea a recolectar los datos que tiene
cada operador en su formato por hora y los registra en su propio formato.
42
Registro general: Los jefes de línea tienen la obligación de vaciar la información que
recolectan cada hora en una base de datos. Para poder registrarla tienen acceso a dos
computadoras que están conectadas en red. En este registro se encuentra la
información de toda el área.
Los datos que se registran hora por hora son los siguientes:
Operador, fecha, hora, área, sub área, máquina, modelo, meta de producción,
producción real, defectos, cantidad de defectos, tiempo caído, causa de tiempo caído.
La base de datos automáticamente calcula la eficiencia del proceso y el
porcentaje de tiempo caído por hora. Esta información es manejada por el personal del
laboratorio de ingeniería.
3.4.2 REGISTRO DE SCRAP
En el registro de scrap se captura la cantidad de piezas defectuosas que no pudieron ser
retrabajadas y el costo que representan. Todas las piezas que presentan defectos se
envían a las mesas de retrabajo, en donde los operadores revisan pieza por pieza,
corrigen y rescatan todos los componentes que puedan.
Las piezas que no pueden ser retrabajadas se separan en contenedores rojos y
se contabilizan. Los operadores de la mesa de retrabajo y los jefes de línea se encargan
de capturar hora por hora el scrap que se genera en una base de datos computarizada
especial que calcula el costo del scrap. Cada pieza tiene un costo calculado. Esta
información es manejada por el área de calidad. En ésta área se analiza la información
capturada para determinar cuál es el área que está causando el mayor costo.
3.5 INDICADORES DE PRODUCTIVIDAD
En la empresa, uno de los indicadores de productividad que más se toma en cuenta es
el del costo de scrap por pieza producida. Se toma el costo por pieza y no el costo total
mensual porque la producción varía mensualmente, lo que haría imposible la
comparación de mes con mes. De esta forma se evita la tendencia de que el costo suba
cuando sube la producción y que aparentemente baje cuando lo que baja es la cantidad
de piezas producidas. El costo por pieza se calcula dividiendo el costo total mensual (la
43
suma de todo el costo de scrap) entre la cantidad de piezas producidas y aceptadas por
el cliente al mes.
Este es el principal indicador que la empresa se enfoca en disminuir año con año.
En la siguiente figura se muestra el costo de scrapen dólares por pieza producida
mensualmente en los últimos cuatro años, hasta el mes de julio del 2015.
Figura 3.4. Reporte de scrap de la producción general. Fuente: La empresa.
Como puede verse, la empresa ha logrado cumplir su objetivo de bajar los costos
de scrap. Estos costos son mejorados a través de la mejora continua en las líneas de
producción y en la mejora continua en cada una de las áreas de la empresa.
3.6 INDICADORES DE PRODUCTIVIDAD DEL ÁREA DE ESTUDIO
3.6.1 COSTOS DE SCRAP
En el área de Módulos de Ignición se tiene un registro de los costos de scrap por pieza
producida. Este indicador se calcula con los datos que se obtienen en el registro diario
de scrap y se analizan en el área de calidad en donde se hace un resumen mensual de
los costos totales en el área. Se busca que estos costos bajen mes con mes.
$0,000
$0,050
$0,100
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dic
SCRAP
2012 2013 2014 2015
44
Figura 3.5. Costos de scrap en Módulos de Ignición. Fuente: Elaboración propia con datos del Reporte de Scrap.
3.6.2 COSTOS POR DEFECTOS
Los costos de scrap se capturan y se contabilizan de acuerdo a las causas que
los originaron. En el siguiente gráfico se puede ver cuáles son los costos por defecto por
pieza producida, los costos están en dólares.
Figura 3.6 Costos de defectos de Igniciones. Fuente: La empresa. Reporte de scrap.
$-
$0,010
$0,020
$0,030
$0,040
$0,050
$0,060
$0,070
$0,080
Dó
lare
s
Scrap Igniciones 2015
Costo por pieza
$-
$0,002
$0,004
$0,006
$0,008
$0,010
$0,012
Defectos de Igniciones
45
Los costos que se han encontrado más altos son los de Falla Eléctrica, por lo que
se decidió hacer un diagrama de Ishikawa, o diagrama causa-efecto, para poder analizar
más fácilmente el problema y encontrar soluciones.
Figura 3.7. Diagrama de Ishikawa de defectos por falla eléctrica. Fuente: Elaboración propia.
Las fallas eléctricas pueden darse por muchos motivos, se detectan en la prueba
eléctrica, después del proceso de depanelización, y se envían a la mesa de retrabajo en
dónde se clasifican las fallas, se repara todo lo que es posible reparar y se contabiliza el
porcentaje de defectos por pieza de falla eléctrica. En el siguiente diagrama de Pareto se
observa un resumen de los reportes de falla eléctrica del año 2015.
46
Figura 3.8. Diagrama de Pareto de reporte de fallas eléctricas. Fuente: La empresa.
Se utilizó un diagrama de Pareto para encontrar las causas principales de falla
eléctrica. Se encontró que las bobinas reventadas y los defectos en la soldadura son las
causas principales ya que entre estas dos fallas se encuentra el 80% de los defectos de
producción. Ambas fallas se originan en el área de Inserción manual.
3.6.3 EFICIENCIA
Otro indicador que utiliza la empresa para medir la productividad es la eficiencia. La
eficiencia es medida dividiendo la cantidad de piezas que se produjeron entre la meta de
producción:
La eficiencia se registra de cada área hora por hora. Como el área que va a
analizarse es el área de Inserción manual se midió la eficiencia de esa área. En la
siguiente tabla se ve un resumen mensual de la eficiencia del 2015.
INSERCIÓN MANUAL
MES ene-15 feb-15 mar-15 abr-15 may-15 jun-15 jul-15 ago-15
EFICIENCIA 0.8 0.79 0.85 0.83 0.92 0.92 0.77 0.81
Tabla 3.1. Eficiencia en Inserción manual. Fuente: Elaboración propia con datos del Reporte hora por hora de la empresa.
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1
Diagrama de Pareto Reporte Falla Eléctrica 2015
47
La empresa tiene un objetivo de eficiencia de 0.85. La razón principal de paros de
línea en el área de inserción manual es el mantenimiento a la máquina soldadora
(Nu/era).
3.6.4 DEFECTOS DE PRODUCCIÓN
En la empresa se lleva a cabo el registro de defectos por hora. Estos defectos se
clasifican según el área en el que se detectaron. Cada operador tiene su propio registro
de defectos que el jefe de línea registra, suma y después captura en la base de datos.
El métrico con el que se miden y con el que puede compararse es el de
porcentaje de defectos por producción:
Este métrico se clasifica para calcular el porcentaje de defectos que se producen
por cada tipo de defecto. El defecto de bobinas reventadas es el que tiene mayor
porcentaje de defectos por producción se encuentra en 0.45%.
3.7 MAPA DEL FLUJO DE VALOR
Se hizo uso de esta herramienta de la manufactura esbelta para seguir el flujo que sigue
el material en su proceso de transformación. El mapa de flujo de valor nos permite
localizar rápidamente los procesos que no están agregando valor y las áreas de
oportunidad; pues al representar gráficamente los procesos con datos actualizados se
facilita el análisis de la cadena de valor.
3.7.1 MAPA DE FLUJO DE VALOR ACTUAL
El primer mapa que se hizo fue el del estado actual, Value Stream Map (VMS)
Actual State, del proceso de inserción manual en el área de igniciones. Este primer
mapa del flujo de valor nos permite representar el estado actual en que se encuentran
los procesos para su posterior análisis y localización de las áreas de oportunidad y la
determinación de las áreas en las que hay un mayor desperdicio. Este mapa se basa en
la información capturada en las bases de datos de la empresa de los primeros 6 meses
del año 2015 y en la información capturada al caminar el proceso.
48
Se definió con los departamentos de ingeniería y de calidad el modelo que se iba
a analizar. A continuación se hace una breve descripción de los procesos que se
observaron:
COLOCAR TABLEROS EN PALLET: Se colocan tres tiras de tableros (PCB) en cada
pallet.
Figura 3.9. Colocación de PBC en pallet. Fuente: Elaboración propia.
COLOCAR TERMINAL: Se ensambla la terminal a cada uno de los módulos de los tres
tableros (PCB).
INSERTAR CAPACITOR ELÉCTRICO: Se ensambla el capacitor eléctrico en la
posición correcta a cada uno de los módulos de los tres tableros (PCB).
INSERTAR CAPACITOR: Se ensambla el capacitor en cada uno de los módulos.
INSERTAR BOBINA: Se ensamblan las bobinas correctamente en cada módulo.
Figura 3.10. Ensamble de bobina en PCB. Fuente: Elaboración propia.
49
Figura 3.11. PCB ensamblado. Fuente: Elaboración propia.
COLOCAR EL PALLET EN EL CONVEYOR: Se coloca el pallet ya ensamblado en la
banda de la soldadora de ola (Wave Solder).
Figura 3.12. Colocación de pallet en Wave Solder. Fuente: Elaboración propia.
WAVE SOLDER: Se sueldan, en un proceso automático, los componentes a los tableros
(PCB).
50
Figura 3.13. Wave Solder. Fuente: Elaboración propia
TOUCH UP: Se corrigen manualmente los defectos que tiene cada módulo.
Figura 3.14. Defectos de soldadura. Fuente: Elaboración propia
DEPANEL: Se toma cada tira de tableros y se separa cada módulo manualmente.
PRUEBA ELÉCTRICA: Se toma cada módulo y se prueba eléctricamente.
51
Figura 3.15. VSM estado actual. Fuente: Elaboración propia.
52
El proceso de Touch up es un proceso de retoques en el que se corrigen los
defectos que se produjeron en los procesos anteriores, Los módulos de ignición son
elementos muy pequeños y los componentes y puntos de soldadura son muy pequeños
también, por lo que este proceso requiere de mucha atención y llega a ser un proceso
muy repetitivo para los operadores. En este proceso pueden pasarse muchos defectos
que no son detectados sino hasta dos procesos después, en la prueba eléctrica,
habiendo pasado antes por dos áreas de inventario. Esto quiere decir que se le está
agregando valor y que está ocupando espacio de almacenamiento material que no
cumple con los requisitos de calidad.
Como puede observarse en el mapa, el proceso en el que se detecta un mayor
número de defectos es el proceso de la prueba eléctrica, que es en realidad un proceso
de inspección para evitar seguir agregando valor a un producto que tiene defectos. Los
módulos defectuosos detectados en la prueba eléctrica se pasan a la mesa de retrabajo,
en donde se corrigen y contabilizan los defectos, se contabiliza el scrap y se registran
estos datos en el formato Control de Retrabajo que puede verse en el anexo.
3.7.2 IDENTIFICACIÓN DE LAS ÁREAS DE OPORTUNIDAD
Una vez hecho el mapa de valor del estado actual se detectaron los procesos que
tienen áreas de oportunidad a los que pueden aplicarse herramientas de la manufactura
esbelta para mejorar el flujo de valor de los procesos. Estos procesos que necesitan
mejora crean desperdicios muda que disminuyen la capacidad del proceso de
producción y dificultan el buen flujo de la cadena de valor al procesar materiales que no
cumplen con las expectativas del cliente.
Los desperdicios observados en el mapa son de generación de scrap, de paros
no programados y sobretodo de material que requiere de reprocesos, todo esto
representa una pérdida de tiempo y costos a la empresa. En el mapa de flujo de valor
actual se marcaron, con una estrella roja, todos aquellos desperdicios identificados que
deben reducirse.
En el mapa es posible ver que la mayor parte de los desperdicios se debe a que
el material debe re trabajarse. Estos desperdicios pueden darse principalmente por
material mal ensamblado, por falta de componentes, por material mal revisado en el
proceso de touch up, por fallas en la máquina de soldadura de ola, por bobinas
53
reventadas o por un mal despanelizado de los módulos de PCB. De todos estos defectos
el de mayor costo es el de bobinas reventadas, seguido de las fallas de soldadura ya
sea por exceso como puentes de soldadura (cortos) o por falta de soldadura (faltantes).
Existen muchos otros defectos que pueden ocurrir en estos procesos, pero ocurren con
mucha menos frecuencia, se han mencionado éstos porque son los defectos más
comunes, los de mayor incidencia.
En la primera operación, que consiste en colocar los tableros en el pallet, el
operador debe cuidar que los tableros los esté acomodando del lado correcto, que el
pallet esté limpio y que los tableros no presenten ningún daño antes de pasar el pallet a
la siguiente operación.
Las siguientes operaciones son las del ensamble de los componentes, en estas
los operadores deben tener cuidado de no maltratar el material con el que están
trabajando, para esto utilizan guantes, y al terminar deberán hacer una inspección del
material que va a enviar al siguiente proceso, debe observar que cada uno de los
módulos lleve el componente que está ensamblando (son 15 módulos por pallet), que
estén ensamblados en los orificios correctos, que ninguna de las “patitas” de los
componentes esté doblada (defecto de patas planas) o sea demasiado larga (podría
causar problemas en el proceso de soldadura de ola), que si algún componente está
polarizado esté puesto del lado correcto (para que no haya fallas eléctricas por
componente invertido) y que ningún componente esté dañado.
El siguiente proceso es el de colocar el pallet en el conveyor de la soldadora de
ola (Wave Solder). Antes de colocar el pallet el operador deberá verificar que cada uno
de los módulos cuente con todos los componentes, que estos estén bien colocados, que
estén ensamblados en la posición correcta y que estén perfectamente asentados. Esta
última inspección del área de ensambles es muy importante, ya que corregir defectos en
este punto es muy fácil, pues solo consiste en desensamblar el componente y colocarlo
correctamente, una vez ensamblados los componentes se requiere de mucho más
trabajo y dedicación, ya que hay que desoldar los componentes y limpiar los orificios del
tablero antes de ensamblar el componente correctamente. Después de haber hecho una
buena inspección del pallet, el operador deberá colocar el pallet correctamente en el
conveyor, el operador debe esperar, antes de colocar el pallet, a que la luz roja del flux
esté prendida para poner el pallet, de lo contrario el sensor que enciende la banda del
54
aspersor de flux no detectará el pallet y éste no recibirá el flux que necesita para el
proceso de soldado.
Para que el proceso de soldadura de ola, descrito anteriormente en el Capítulo 1,
se lleve a cabo correctamente deberá verificarse que los parámetros de la máquina se
encuentren en los parámetros que indica la ayuda visual, que el depósito de flux tenga el
flux suficiente, que la olla de soldadura esté limpia y que tenga suficiente soldadura (la
olla debe estar llena hasta ¼ de pulgada por debajo de la orilla). Las personas
encargadas de observar que los parámetros estén en control, son los encargados del
departamento de calidad que hacen el proceso de liberación de material cada cambio de
modelo. Los operadores del proceso de touch up y el jefe de línea están encargados de
que el resto de las condiciones se cumplan.
En la siguiente operación, que es la de retoques (touch up), el operador recibe el
material ya soldado recién salido de la Wave Solder. Este proceso requiere de mucho
cuidado y atención, pues el operador debe hacer una inspección completa de los
módulos ya ensamblados y corregir los defectos que éste tenga. Los defectos más
comunes son los producidos por la Wave Solder, cortos y faltantes, pero también
deberán revisar que cada uno de los módulos cuente con todos los componentes que
requiere ese modelo, que todos los componentes estén perfectamente asentados,
correctamente ensamblados y que no tengan algún tipo de daño.
El depanel consiste en separar cada uno de los módulos de las tiras del tablero,
este proceso se hace manualmente con ayuda de unas pinzas. En este proceso el
operador debe tener cuidado de no dañar los caminos (paths) de los tableros impresos,
ya que si cortara incorrectamente el módulo dañaría irreparablemente el tablero. Este
operador no hace ningún tipo de inspección antes de pasar el material a la siguiente
operación.
55
Figura 3.16. Depanelización. Fuente: Elaboración propia.
Figura 3.17. Tableros separados. Fuente: Elaboración propia.
El mapa termina en el proceso de prueba eléctrica que es el primer proceso de la
siguiente área, que es la de sub ensambles. Se termina aquí porque esta primera
operación es de inspección y es aquí en donde se detectan los defectos generados en el
área de inserción manual. Para que la inspección eléctrica sea correcta el operador debe
asegurarse de que el fixture en el que se hace la prueba esté en buenas condiciones,
que no tenga pines faltantes, doblados o sucios; y deberá verificar que el programa con
el que se van a probar los módulos sea el programa que corresponde al modelo que se
está produciendo. Los módulos que no pasen esta prueba de inspección se separarán
en una caja de scrap y se mandarán a la mesa de retrabajo para su futura inspección.
Ya que la manufactura esbelta la mejora continua no es, en la práctica, un camino
claro a seguir, se debe hacer uso de herramientas como el VSM para diagnosticar la
situación actual y poder diseñar un plan de acción de mejora. En el siguiente mapa están
marcados con estrellas rojas los puntos de mayor interés o las áreas de oportunidad que
ayudarán a decidir cuáles son las herramientas de manufactura esbelta que deberán
utilizarse.
56
Figura 3.18. VSM áreas de oportunidad. Fuente: Elaboración propia.
57
CAPÍTULO 4: PROPUESTAS
4.1 APLICACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE MANUFACTURA ESBELTA
En esta sección se presentan las propuestas que se hacen al área de producción de
módulos de ignición de la empresa, principalmente al área de inserción manual. Estas
propuestas están basadas en las herramientas de la Manufactura Esbelta y se
presentaron a la empresa como oportunidades de mejora después de haber analizado
su situación actual.
Como ya se observó en el capítulo anterior, en la empresa ya se aplican muchas
de las herramientas Lean, pero aún no se llevan a cabo en su totalidad y muestran
muchas áreas de oportunidad que pueden optimizarse con la mejora continua (kaizen) y
el uso más adecuado de las herramientas de Manufactura esbelta. La aplicación de las
propuestas hechas puede ayudar a la empresa a alcanzar sus objetivos.
Se utilizó el VSM como herramienta de diagnóstico, ya que permitió ver en qué
operaciones se genera el mayor desperdicio, nos sirve como guía para definir cuáles son
las herramientas de Manufactura Esbelta que deben aplicarse en cada caso y poder
idear un plan de acción su implementación.
4.1.1 VALUE STREAM MAPPING FUTURO
La finalidad de hacer un Value Stream Map (VMS) del estado actual es la de poder
analizar la cadena de valor, encontrarlos problemas y las áreas de oportunidad, idear el
estado ideal de los procesos que queda plasmado en el Mapa de flujo de Valor Futuro y
hacer un plan para la mejora de los procesos. Debe tenerse en cuenta que el proceso de
mejora no es un proceso rápido que suceda de la noche a la mañana (Flores Ruiz,
2015).
Los problemas detectados en el Mapa de Flujo de Valor se muestran en la figura
3.18 presentada en el Capítulo 3. Una vez identificados los problemas y áreas de
oportunidad a cada problema se le asigna una herramienta de Manufactura Esbelta
58
(Lean) que, correctamente aplicada, promoverá el alcance del estado futuro que se tiene
por objetivo. En la siguiente tabla puede verse la técnica de Lean Manufacturing que se
propone para cada desperdicio.
Actividad Desperdicio Herramienta Lean
Propuesta
Colocar Terminal Reproceso AMEF
Insertar Capacitor
Eléctrico Reproceso AMEF
Insertar Bobina Scrap/ Reproceso AMEF
Wave Solder Scrap / Reproceso
/ Set up
TPM
SMED
Touch Up Reproceso AMEF
Depanel Scrap AMEF
Prueba Eléctrica Scrap / Reproceso
/ Set up
TPM
SMED
Tabla 4.1 Desperdicios y herramienta Lean propuesta. Fuente: Elaboración propia.
La técnica de AMEF es una técnica que se aplica en la empresa pero a la que se
le ha dejado de dar seguimiento. Es necesario retomar esta actividad y aplicar las
acciones correctivas que están propuestas. Es importante capacitar a los operadores en
sus operaciones, y solo utilizar operarios que estén certificados en esa área para realizar
las tareas, una de las acciones correctivas en estas operaciones manuales, es la de
tener solamente personal capacitado, ya que son más hábiles para detectar errores y su
entrenamiento les facilita seguir el proceso del modo en que está estandarizado. Debe
hacerse consiente al área de producción de que es en inserción manual en donde se
originan los desperdicios que más cuestan a la empresa. En ocasiones los jefes de línea
escogen para estas estaciones de trabajo personas nuevas o que no tienen la
certificación en esta área, porque parece que las tareas que se realizan son sencillas,
pero, el tener personas incapacitadas para el puesto, resulta en maltrato involuntario del
material, componentes invertidos y componentes faltantes. Se espera que teniendo en el
área únicamente personas certificadas, los defectos se reduzcan aproximadamente a la
mitad.
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Para evitar que la Wave Solder genere Scrap y piezas que deban retabajarse, se
propone revisar las actividades que se realizan actualmente en el TPM y revisar si
existen otras actividades que pudieran ayudar a que la máquina diera un mejor servicio.
Si se logra que los defectos producidos por la Wave Solder sean cercanos a cero, podría
eliminarse el siguiente proceso, que es el de retoques (touch up); los defectos serían
detectados en el proceso de Prueba eléctrica y retrabajados en la mesa de retrabajo.
La principal muda encontrada en el proceso de Prueba eléctrica es la de falso
rechazo. Este proceso es de inspección y si el fixture de prueba no se encuentra
funcionando correctamente, detecta erróneamente fallas eléctricas en los PCB. Los
defectos detectados en esta área se llevan al inventario de la mesa de retrabajo. En este
caso, los PCB llevados con falso rechazo generan otros tipos de muda como:
Transporte: El material es innecesariamente llevado de la línea de
producción a los estantes de inventario de la mesa de retrabajo.
Esperas: El material que podría estar siendo procesado está en espera de
ser inspeccionado para volver a la línea de producción o ser desechado
como scrap.
Procesos innecesarios: El material deberá pasar por una segunda
inspección, ya que la primera no ha sido realizada correctamente.
Sobreproducción: Cómo se tiene calculado un número de piezas
defectuosas, el área de producción se protege produciendo un número
mayor de piezas de las que pide el plan diario o semanal.
Lo que se propone en este caso es un TPM, la revisión del fixture semanalmente
por el laboratorio de ingeniería y actividades diarias de mantenimiento de parte de los
operarios que se encuentran en este proceso.
Una herramienta que podría aplicarse en ésta área es la de SMED, ya que
aunque el tiempo de cambio no es tan elevado como el de otras áreas, los minutos de
cambio aún no son menores a los 10 minutos, lo que resta tiempo de producción al
tiempo disponible de la máquina y del fixture de prueba eléctrica.
Con un AMEF bien aplicado, dando un mejor mantenimiento a la Wave Solder y la
aplicación del SMED el Mapa de Flujo de Valor Futuro se vería así:
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Figura 4.1 VMS estado futuro. Fuente: Elaboración propia.
4.1.2 5S
En la empresa se procura que las áreas de trabajo se encuentren limpias y ordenadas,
con la aplicación de las primeras 3 S, y para lograr la utilización de las 5 S se capacita a
los operarios en este tema y se procura motivarlos a que tengan su estación de trabajo
limpia y en orden. Los ingenieros del Laboratorio de Ingeniería, se encargan de revisar
las áreas y realizar todas las mejoras posibles.
Todas las zonas y los contenedores de las líneas de producción están marcados
o identificados con los siguientes colores:
Azul: Materia prima
Amarillo: Material en proceso
Verde: Producto terminado
Rojo: Material no conformante
Gris: Material para retrabajo o sorteo
Negro: Materia prima ESD (contenedor antiestático)
Todo el personal en la empresa está familiarizado con estos colores. Esta técnica es
la que genera el mayor impacto visual. Por eso además se tiene identificado todo el
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material y se le tiene asignado un lugar específico, ya sea que se encuentre como
materia prima, producto en proceso o producto terminado. Los ingenieros del Laboratorio
de Ingeniería hacen caminatas entre las líneas de producción para identificar áreas de
oportunidad.
En el área de bobinas se encontró que en el proceso de corte se acumulaban
desechos de hilo de cobre sobre la mesa. Esto afectaba estéticamente el área de
trabajo, además de que quitaba tiempo de la operadora para limpiar cada minuto,
aproximadamente, la mesa cuidando de no tirar desechos de hilo al suelo. Para evitar
este problema de suciedad y mal aspecto, se puso un recipiente con un enrejado encima
en el lugar donde se hace este corte para que los desechos caigan directamente en el
recipiente y no en la mesa, manteniendo el área más limpia. La mejora aplicada puede
verse en la siguiente imagen.
Figura 4.2. Aplicación de 5S en área de corte de bobinas. Fuente: Elaboración propia.
Existen otras áreas en la empresa en las que se pueden realizar mejoras. Por
ejemplo, en el área de inserción manual, se utilizan diferentes pallets para la soldadura
de los PCB, y estos pallets están guardados en un armario en compartimientos
clasificados e identificados por modelo, pero por pereza e indisciplina de los operadores,
los pallets no están acomodados en el orden que indican las identificaciones. Además,
algunas identificaciones se han caído y no han sido reemplazadas. Es necesario insistir
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en hacer conciencia de la importancia del orden en el área de trabajo, hacer notar que
se pierde menos tiempo si se tiene un lugar para cada cosa, y cada cosa está en su
lugar. Además, el mantener en orden y el tener bien identificados los pallets y el resto de
las herramientas, facilita el trabajo de los operadores nuevos y en entrenamiento, que no
están familiarizados con los diferentes modelos que se trabajan en las líneas.
Esta es la herramienta que prepara el camino para montaje de las otras
herramientas Lean (Arrieta Posada, 2007). Es por esto que se recomienda que se siga
trabajando para hacer mejoras en todas las áreas, no únicamente en el área de
producción.
4.1.3 AMEF
El AMEF se realiza en el Laboratorio de Ingeniería, ellos son los encargados de verificar
que las acciones de detección y las acciones propuestas para evitar defectos se lleven a
cabo. Pero muchas veces después de haber hecho el AMEF y haberlo revisado las
primeras veces que se maneja un nuevo modelo, deja de revisarse cuando existen
cambios en la línea de ensamble y se queda archivado hasta que surge un problema y
entonces se verifican las acciones que deben realizarse.
Lo que se propone es que se siga utilizando y que no deje de actualizarse el
AMEF cada vez que se implementa un cambio en las líneas de producción, que se le dé
seguimiento, ya que es una herramienta muy útil en la que quedan escritas todas las
acciones que se han aplicado para detectar un tipo de error.
4.1.4 SMED
Una propuesta que se hace a la empresa es la de revisar las actividades de cambio de
modelo. En todas las máquinas se manejan muchos modelos. En el área estudiada se
hacen diariamente alrededor de 3 cambios, estos cambios tardan de 10 a 15 minutos.
En otras áreas hay cambios que tardan hasta más de 3 horas, y para evitar estar
haciendo cambios de forma muy seguida, para no perder tiempo en set up, se hacen
grandes lotes de cada modelo que luego deben almacenarse esperando que puedan
utilizarse en la línea. La aplicación del SMED disminuiría significativamente el volumen
de inventario entre operaciones.
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4.2 REDUCCIÓN DEL DEFECTO: BOBINAS REVENTADAS
En el capítulo anterior puede verse que el defecto más recurrente en las líneas de
producción de módulos de ignición, es el defecto de falla eléctrica, y de entre los
defectos de falla eléctrica, el que se presenta en mayor cantidad es el defecto de
bobinas reventadas. Las bobinas se revientan a través de las operaciones de las líneas
por el mal manejo en las operaciones.
Figura 4.3. Bobina reventada. Fuente: Elaboración propia.
Las bobinas tienen un amarre muy delgado que es el que se revienta con
facilidad, en la siguiente figura puede verse el diseño de una bobina.
Figura 4.4 Diseño de bobina. Fuente: La empresa. Pilot Run Report.
Muchas veces los operadores de inserción manual que se encargan de ensamblar
las bobinas, por facilitarse el trabajo toman en sus manos dos o tres bobinas al mismo
tiempo y empiezan a ensamblarlas. En la capacitación que reciben y en las ayudas
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visuales se indica que solamente deben tomar una bobina a la vez y ensamblarla
cuidadosamente. Este tomar varias bobinas en la misma mano puede resultar en una
bobina reventada, ya que al tomar varias estas se rozan entre si y pueden romper los
delgados hilos que forman la bobina.
Los jefes de línea están encargados de procurar que el operador trabaje con el
material de la manera correcta, y cada operador es responsable de su propio material,
pero aun teniendo cuidado es muy fácil reventar los hilos de las bobinas.
Se evaluó la posibilidad de probar un nuevo diseño de bobinas con un amarre
más robusto que evite que se revienten con el manejo. Este diseño está implantado en
otras empresas de la misma corporación. Se gestionó la prueba con 2319 piezas traídas
de otra planta. Este diseño como se muestra en la imagen, tiene un amarre de alambre
torcido que hace más resistente el amarre.
Figura 4.5 Amarre de bobina. Fuente: Elaboración propia.
Estas bobinas se recibieron y se probaron en el mes de octubre del 2015. Las
bobinas se siguieron durante todo el proceso para detectar el área en el que se
reventaban. Del total de bobinas que se procesaron solamente 5 resultaron reventadas.
Este defecto se produjo en el área de ensambles. Esto reduce el índice que se tenía
anteriormente de .45% bobinas reventadas a .22%.
4.3 REDUCCIÓN DE DEFECTOS EN EL PROCESO DE SOLDADURA POR OLA
El proceso de soldadura de ola está descrito en el capítulo 1 de esta tesis. Por este
proceso pasan los PBC de todos los modelos de módulos de ignición. Como puede
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verse en el análisis del diagrama causa-efecto, Ishikawa, del capítulo 3, el proceso de
soldadura es una de las principales fuentes de desperdicio, ya que es una de las causas
de falla eléctrica y retrabajo, siendo los defectos por falla eléctrica los defectos que
causan los costos más altos por pieza producida.
En el capítulo 3 se hace un análisis de las fallas que podrían presentarse en este
proceso. El proceso de soldadura de ola inicia con la configuración de los parámetros de
temperatura y velocidad en la máquina soldadora. Estos parámetros son establecidos
por el laboratorio de ingeniería y aprobados por el área de calidad.
Los defectos producidos por la soldadura por ola son detectados y retrabajados o
retocados en el proceso de touch up (retoques) en donde se arreglan no sólo los
defectos producidos por la soldadura, sino también los defectos producidos en el área de
ensambles. Este trabajo, como se menciona en el capítulo 3, es muy repetitivo y
minucioso, lo que puede llevar a que los trabajadores omitan o pasen desapercibidos
ciertos defectos, principalmente: cortos y faltantes de soldadura. Por esta razón el
departamento de calidad está interesado en disminuir los defectos que se producen en
la NU/ERA (soldadura por ola) para facilitar el trabajo en el proceso de touch up y evitar
de esta manera que los defectos lleguen al proceso de prueba eléctrica.
Con ayuda de las áreas de ingeniería y mantenimiento, se determinaron las
variables y los parámetros en los que se podían aplicar pruebas para encontrar
parámetros que dieran mejores resultados, parámetros que no afectaran los
componentes en los tableros y que no forzaran la máquina Nu/era.
Para determinar cuáles serían los mejores parámetros se hizo la prueba basada
en un diseño de experimentos. Cabe aclarar que lo que se buscó en esta prueba, no fue
el encontrar los factores que afectaran significativamente el proceso, sino encontrar la
combinación de parámetros que redujera el número promedio de defectos.
Se determinaron cuáles serían las variables independientes (preheat, solder,
speed) y la variable respuesta (defectos: faltantes + cortos).
Para hacer la prueba fue necesario verificar que la máquina esté en buen estado
y en las condiciones normales. Para eso fue necesario revisar los “dedos” del conveyor,
el nivel de soldadura en la olla y que las actividades del TPM estuvieran cumplidas.
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Los dedos del conveyor son los encargados de transportar los pallet a través de la
Wave Solder, es importante que estén en buenas condiciones porque de ellos depende
que el pallet esté paralelo a la ola de soldadura. Tuvieron que reemplazar alguno de los
dedos que estaban dañados o chuecos. En la siguiente figura puede verse un dedo
dañado que debe ser reemplazado por un dedo en buenas condiciones.
Figura 4.6. Reemplazo de dedos en Wave Solder. Fuente: Elaboración propia.
Se requiere que la olla de soldadura esté llena hasta ¼ de pulgada por debajo de
la orilla. También es necesario que esté limpia, que no tenga escoria. Limpiar la escoria
3 veces en el turno es una de las actividades del TPM. En la siguiente imagen puede
verse la olla al nivel adecuado y recién limpia.
Figura 4.7. Olla de soldadura. Fuente: Elaboración propia.
Con la máquina en buen estado se hizo la prueba en uno de los modelos. Se
escogió el modelo en el que se haría la prueba y 2 niveles para cada factor del
experimento.
Los parámetros originales, con los que se estaba trabajando, son los siguientes:
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Precalentamiento (Preheat): 70 °C
Soldadura (Solder): 240 °C
Velocidad (Speed): 1000 mm/min
Figura 4.8. Wave Solder. Fuente: Elaboración propia.
Los parámetros o variables del experimento se controlan en la Wave Solder
desde la pantalla de control. Los niveles que se escogieron para el experimento se
muestran en la siguiente tabla:
Tabla 4.2. Niveles de los parámetros. Fuente: Elaboración propia.
Es necesario aclarar que lo que aquí se buscó fue la combinación de niveles en
los factores que en promedio diera el menor número de defectos para establecer nuevos
parámetros. La variable respuesta fue medida sumando la cantidad de defectos por
faltantes y cortos que se encontraba en por tira de módulos, cada tira contiene 5
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módulos. Los resultados se introdujeron a Minitab de donde se obtuvieron las siguientes
gráficas:
Figura 4.9. Efectos principales para defectos. Fuente: Minitab.
Figura 4.10. Gráfica de cubo para defectos. Fuente: Minitab.
La primera gráfica nos muestra que el parámetro que más afecta la variable
resultado es el Preheat. En la segunda gráfica se muestra la media para cada una de
las interacciones. Los niveles que mostraron mejores resultados fueron: Preheat y
Solder en nivel 2 y Solder en nivel 2 como puede verse señalado en la siguiente gráfica.
Esta combinación dio un promedio de 2.6 defectos por tira, que es menor a la media de
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4.6 defectos por tira que se tenía con los parámetros anteriores. Los nuevos parámetros
son los que se muestran en la siguiente tabla.
Tabla 4.3. Nuevos parámetros de Wave Solder. Fuente: Elaboración propia.
Como se procesan 28 pallets por hora en Touch up y cada pallet tiene 3 tiras de
módulos, cada hora se procesan 84 tiras de módulos de PBC. Con los nuevos
parámetros los defectos que se tienen por hora se reducen de una media de 386.4
defectos por hora a 218.4 defectos por hora. Esto resulta en una reducción de los
defectos en un 43.5% por hora.
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CONCLUSIONES
Como ya se ha probado en otros casos de estudio, la aplicación de las herramientas
Lean ayuda a las empresas a mejorar sus indicadores de productividad y a alcanzar sus
objetivos. Este caso no fue la excepción, ya que con la aplicación del VSM (Value
Stream Map) se pudo determinar cuáles eran las áreas que generaban mayor
desperdicio para poder aplicar mejoras en estas áreas y avanzar en el alcance de
objetivos mejorando los indicadores de productividad que se midieron.
Con esto se prueba la importancia de medir y comparar distintos indicadores de
productividad que se enfoquen a los objetivos que tiene la empresa.
En este trabajo se logró disminuir el porcentaje de defectos de bobinas
reventadas de 0.45% a 0.22% y reducir el porcentaje de defectos por hora en la máquina
Wave Solder en un 43.5%. Aún quedan muchas mejorar por hacer y algunas de ellas se
encuentran en las propuestas hechas en el capítulo 4.
71
ANEXOS
72
73
REFERENCIAS
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