Fabricación de teléfonos móviles

La fabricación celular es un proceso de fabricación que es una subsección de la fabricación justo a tiempo y la fabricación ajustada que abarca la tecnología de grupo. El objetivo de la fabricación celular es moverse lo más rápido posible, fabricar una amplia variedad de productos similares y, al mismo tiempo, generar el menor desperdicio posible. La fabricación celular implica el uso de múltiples "celdas" en una línea de ensamblaje.Moda. Cada una de estas células está compuesta por una o varias máquinas diferentes que realizan una determinada tarea. El producto se mueve de una celda a la siguiente, y cada estación completa parte del proceso de fabricación. A menudo, las celdas están dispuestas en un diseño en "forma de U" porque esto permite que el supervisor se mueva menos y tenga la capacidad de vigilar más fácilmente todo el proceso. Una de las mayores ventajas de la fabricación celular es la cantidad de flexibilidad que tiene. Dado que la mayoría de las máquinas son automáticas, se pueden realizar cambios sencillos muy rápidamente. Esto permite una variedad de escalas para un producto, cambios menores en el diseño general y, en casos extremos, cambiar por completo el diseño general. Estos cambios, aunque tediosos, se pueden realizar de forma extremadamente rápida y precisa. ^[1]

Una celda se crea consolidando los procesos necesarios para crear una salida específica, como una parte o un conjunto de instrucciones. Estas celdas permiten la reducción de pasos extraños en el proceso de creación de la salida específica, facilitan la identificación rápida de problemas y fomentan la comunicación de los empleados dentro de la celda para resolver problemas que surgen rápidamente. Una vez implementada, se ha dicho que la fabricación celular crea de manera confiable ganancias masivas en productividad y calidad al mismo tiempo que reduce la cantidad de inventario, espacio y tiempo de entrega requerido para crear un producto. Es por esta razón que la celda de flujo de una pieza se ha denominado "lo último en producción ajustada". ^[1]

Historia

La fabricación celular se deriva de los principios de la tecnología grupal, que fueron propuestos por Flandes en 1925 ^[2] y adoptados en Rusia por Mitrofanov en 1933 (cuyo libro ^[3] fue traducido al inglés en 1959). Burbidge promovió activamente la tecnología grupal en la década de 1970. ^[4] "Aparentemente, las empresas japonesas comenzaron a implementar la fabricación celular en algún momento de la década de 1970", y en la década de 1980 las células migraron a los Estados Unidos como un elemento de producción justo a tiempo (JIT). ^[5]

Uno de los primeros libros en inglés que analiza la fabricación celular, el de Hall en 1983, se refirió a una celda como una "línea en U", para la configuración en forma de U común o ideal de una celda ^[6] —ideal porque esa forma pone todos los procesos celulares y operativos en un grupo, lo que permite una alta visibilidad y contacto. En 1990, las células habían llegado a ser tratadas como prácticas fundamentales en la fabricación JIT, tanto que Harmon y Peterson, en su libro Reinventing the Factory , incluyeron una sección titulada "Cell: Fundamental Factory of the Future". ^[7] La fabricación celular se prosiguió en la década de 1990, cuando el just-in-time pasó a llamarse manufactura esbelta. ^[8]Finalmente, cuando JIT / lean se volvió muy atractivo en el sector de servicios, los conceptos celulares se abrieron paso en ese ámbito; por ejemplo, el capítulo final de Hyer y Wemmerlöv está dedicado a las celdas de oficina. ^[9]

Diseño celular

Las celdas se crean en un lugar de trabajo para facilitar el flujo. Esto se logra reuniendo operaciones o máquinas o personas involucradas en una secuencia de procesamiento de un flujo natural de productos y agrupándolos cerca unos de otros, distintos de otros grupos. Esta agrupación se llama celda. Estas celdas se utilizan para mejorar muchos factores en un entorno de fabricación al permitir que ocurra el flujo de una pieza . ^{[1] [10]}Un ejemplo de flujo de una pieza sería la producción de una pieza de caja metálica que llega a la fábrica del vendedor en piezas separadas, requiriendo ensamblaje. Primero, las piezas se moverían del almacenamiento a la celda, donde se soldarían, luego se pulirían, luego se recubrirían y finalmente se empacarían. Todos estos pasos se completarían en una sola celda, a fin de minimizar varios factores (llamados sin valor agregado).procesos / pasos) como el tiempo necesario para transportar materiales entre los pasos. Algunos formatos comunes de celdas individuales son: la forma de U (buena para la comunicación y el movimiento rápido de los trabajadores), la línea recta o la forma de L. El número de trabajadores dentro de estas formaciones depende de la demanda actual y se puede modular para aumentar o disminuir la producción. Por ejemplo, si una celda está normalmente ocupada por dos trabajadores y la demanda se duplica, se deben colocar cuatro trabajadores en la celda. De manera similar, si la demanda se reduce a la mitad, un trabajador ocupará la celda. Dado que las celdas tienen una variedad de equipos diferentes, es un requisito que cualquier empleado sea experto en múltiples procesos. ^[1]

Esta figura de The Toyota Way muestra el diseño de una celda en forma de U, graficando las trayectorias de dos empleados a través de ella.

Si bien existen muchas ventajas en la formación de células, existen algunos beneficios obvios. Es rápidamente evidente a partir de la observación de las celdas donde se encuentran las ineficiencias, como cuando un empleado está demasiado ocupado o relativamente inactivo. Resolver estas ineficiencias puede aumentar la producción y la productividad hasta y más del 100% en muchos casos. Además de esto, la formación de celdas libera constantemente espacio en el piso en el ambiente de fabricación / ensamblaje (al tener inventario solo donde es absolutamente necesario), mejora la seguridad en el ambiente de trabajo (debido a que se manejan cantidades más pequeñas de producto / inventario), mejora la moral (al impartir sentimientos de logro y satisfacción en los empleados), reduce el costo del inventario y reduce la obsolescencia del inventario. ^[1]

Cuando la formación de una celda sería demasiado difícil, se aplica un principio simple para mejorar la eficiencia y el flujo, es decir, realizar procesos en una ubicación específica y recolectar materiales hasta ese punto a una velocidad dictada por un promedio de demanda del cliente ( esta tasa se llama tiempo takt ). Esto se conoce como el proceso de marcapasos. ^[10]

A pesar de las ventajas de diseñar para flujo de una pieza, la formación de una celda debe considerarse cuidadosamente antes de la implementación. El uso de equipos costosos y complejos que tienden a averiarse puede causar retrasos masivos en la producción y arruinará la producción hasta que puedan volver a estar en línea. ^[1]

"Una célula es una pequeña unidad organizativa ... diseñada para aprovechar las similitudes en la forma en que procesa la información, fabrica productos y atiende a los clientes. Las células de fabricación [ubican de cerca] a las personas y los equipos necesarios para procesar familias de productos similares. [Antes de la celularización, piezas] pueden haber viajado millas para visitar todo el equipo y la mano de obra necesarios para su fabricación ... Después de la reorganización, las familias de piezas similares se producen juntas dentro de los límites físicos de las celdas que albergan la mayoría o todos los recursos necesarios, ... facilitando el flujo rápido y el procesamiento eficiente de material e información ... Además, los operadores de celda pueden recibir capacitación cruzada en varias máquinas, participar en la rotación de trabajos,y asumir responsabilidades de tareas [que] anteriormente pertenecían a los supervisores y al personal de apoyo [incluidas] actividades como planificación y programación, control de calidad, resolución de problemas, pedido de piezas, interacción con clientes y proveedores y mantenimiento de registros ".^[11]

Las distancias cortas de viaje dentro de las células sirven para acelerar los flujos. Además, la compacidad de una celda minimiza el espacio que podría permitir la acumulación de inventario entre las estaciones de celda. Para formalizar esa ventaja, las celdas a menudo tienen reglas diseñadas o dispositivos físicos que limitan la cantidad de inventario entre estaciones. Dicha regla se conoce, en lenguaje JIT / lean, como kanban (del japonés), que establece un número máximo de unidades permitidas entre una estación de trabajo proveedora y una usuaria. (La discusión e ilustraciones de celdas en combinaciones con kanban se encuentran en ^[12] ) La forma más simple, cuadrados kanban, son áreas marcadas en pisos o mesas entre estaciones de trabajo. La regla, aplicada a la estación productora: "Si todos los cuadrados están llenos, deténgase. Si no, llénelos". ^[13]

Una celda de oficina aplica las mismas ideas: grupos de miembros del equipo celular ampliamente capacitados que, en conjunto, manejan rápidamente todo el procesamiento para una familia de servicios o clientes. ^[14]

Una celda virtual es una variación en la que todos los recursos de la celda no se agrupan en un espacio físico. En una celda virtual, como en el modelo estándar, los miembros del equipo y sus equipos están dedicados a una familia de productos o servicios. Aunque las personas y los equipos están físicamente dispersos, como en un taller de trabajo, su enfoque de producto limitado tiene como objetivo y logra un rendimiento rápido, con todas sus ventajas, como si el equipo se trasladara a un grupo celular. ^[15] Al carecer de la visibilidad de las celdas físicas, las celdas virtuales pueden emplear la disciplina de las reglas kanban para vincular estrechamente los flujos de un proceso a otro.

Una descripción simple pero bastante completa de la implementación de la celda proviene de un folleto de 1985 de 96 páginas de Kone Corp. en Finlandia, productor de ascensores, escaleras mecánicas y similares. A continuación se presentan extractos:

"El primer paso consistió en crear celdas en los departamentos de ensamblaje, pruebas eléctricas y químicas. En abril de 1984 se establecieron seis celdas, identificadas por diferentes colores ... Todos los dispositivos fabricados en celdas se identifican por el color de la celda, y todos se retroalimentan del control de calidad se dirige directamente a los trabajadores de la celda en cuestión ... El segundo paso, en el verano de 1984, fue "celularizar" la fabricación de los subconjuntos analizadores [que son] necesarios en las celdas analizadoras, y probarlos si La producción de las cinco celdas de subconjunto consta exclusivamente de ciertas subunidades de analizador Las piezas y los materiales están ubicados en las celdas ... El control de material entre las celdas se basa en el sistema de extracción y la demanda real.En las celdas del analizador hay un búfer que consta de dos piezas para cada subunidad (aproximadamente 25 diferentes). Cuando se ensambla una pieza, se pide una nueva a la celda unitaria correspondiente. El pedido se realiza [utilizando] un botón magnético [kanban], que identifica la celda de pedido (por color), la unidad (por código) y la fecha de pedido ... Cuando la celda de fabricación ha completado el pedido, la unidad se toma con el botón [kanban] a su lugar en el estante de la celda de pedido. Los pedidos de las celdas unitarias a las subcélulas se basan en el mismo principio. La única diferencia es que el tamaño del búfer es de seis subunidades. Este [procedimiento] se implementó en agosto de 1984 ".que identifica la celda de pedido (por color), la unidad (por código) y la fecha de pedido ... Cuando la celda de fabricación ha completado el pedido, la unidad se lleva con el botón [kanban] a su lugar en el estante de la celda de pedido. Los pedidos de las celdas unitarias a las subcélulas se basan en el mismo principio. La única diferencia es que el tamaño del búfer es de seis subunidades. Este [procedimiento] se implementó en agosto de 1984 ".que identifica la celda de pedido (por color), la unidad (por código) y la fecha de pedido ... Cuando la celda de fabricación ha completado el pedido, la unidad se lleva con el botón [kanban] a su lugar en el estante de la celda de pedido. Los pedidos de las celdas unitarias a las subcélulas se basan en el mismo principio. La única diferencia es que el tamaño del búfer es de seis subunidades. Este [procedimiento] se implementó en agosto de 1984 ".^[dieciséis]

Proceso de implementación

Para implementar la fabricación celular, se deben realizar una serie de pasos. Primero, las piezas a fabricar deben agruparse por similitud (en diseño o requisitos de fabricación) en familias. ^[17] Luego se debe realizar un análisis sistemático de cada familia; típicamente en forma de análisis de flujo de producción (PFA) para familias de manufactura, o en el examen de datos de diseño / producto para familias de diseño. ^[17] Este análisis puede llevar mucho tiempo y ser costoso, pero es importante porque es necesario crear una celda para cada familia de piezas. La agrupación de máquinas y piezas es uno de los métodos de análisis de flujo de producción más populares. Los algoritmos para la agrupación de piezas de la máquina incluyen Agrupación de orden de rango, Agrupación de orden de rango modificado, ^[18] y coeficientes de similitud.

También hay una serie de modelos matemáticos y algoritmos para ayudar en la planificación de un centro de fabricación celular, que tienen en cuenta una variedad de variables importantes como, "múltiples ubicaciones de plantas, asignaciones de múltiples mercados con planificación de producción y varias mezclas de piezas". ^[19] Una vez que estas variables se determinan con un nivel dado de incertidumbre, se pueden realizar optimizaciones para minimizar factores tales como, "costo total de tenencia, manejo de material entre celdas, transporte externo, costo fijo para producir cada parte en cada planta, salarios de máquinas y mano de obra ". ^[19]

Dificultades para crear flujo

La clave para crear flujo es la mejora continua de los procesos de producción. Tras la implementación de la fabricación celular, la gerencia comúnmente "encuentra una fuerte resistencia por parte de los trabajadores de producción". ^[1] Será beneficioso permitir que el cambio a la fabricación celular se produzca gradualmente. En este proceso.

También es difícil luchar contra el deseo de tener algo de inventario a mano. Es tentador, ya que sería más fácil recuperarse de que un empleado tenga que ausentarse repentinamente por enfermedad . Desafortunadamente, en la fabricación de celulares, es importante recordar a los inquilinos principales: "Se hunden o nadan juntos como una unidad" y que "El inventario esconde problemas e ineficiencias". ^[1] Si los problemas no se identifican y posteriormente se resuelven, el proceso no mejorará.

Otro conjunto común de problemas surge de la necesidad de transferir materiales entre operaciones. Estos problemas incluyen, "elementos excepcionales, número de huecos, distancias de la máquina, máquinas y piezas con cuello de botella, ubicación y reubicación de la máquina, enrutamiento de piezas, variación de carga de la celda, transferencia de material inter e intracelular, reconfiguración de la celda, demandas dinámicas de la parte y tiempos de operación y finalización". . " ^[20] Estas dificultades deben considerarse y abordarse para crear un flujo eficiente en la fabricación celular.

Beneficios y costos

La fabricación celular reúne procesos dispersos para formar caminos cortos y enfocados en un espacio físico concentrado. Así construida, por lógica, una celda reduce el tiempo de flujo, la distancia del flujo, el espacio de piso, el inventario, el manejo, la programación de transacciones y el desecho y el reproceso (esto último debido al rápido descubrimiento de no conformidades). Además, las celdas conducen a un cálculo de costos simplificado y de mayor validez, ya que los costos de producción de artículos están contenidos dentro de la celda en lugar de dispersos en la distancia y el paso del tiempo de presentación de informes. ^{[21] [22]}

La fabricación celular facilita tanto la producción como el control de calidad. ^[17] Las células que tienen un rendimiento inferior, ya sea en volumen o en calidad, pueden aislarse fácilmente y seleccionarse para su mejora. La segmentación del proceso de producción permite localizar fácilmente los problemas y es más claro qué partes se ven afectadas por el problema.

También hay una serie de beneficios para los empleados que trabajan en la fabricación de celulares. La estructura de celda pequeña mejora la cohesión del grupo y escala el proceso de fabricación a un nivel más manejable para los trabajadores. ^{[17] Los} trabajadores pueden ver más fácilmente los problemas o posibles mejoras dentro de sus propias células y tienden a estar más motivados para proponer cambios. ^[17] Además, estas mejoras impulsadas por los propios trabajadores causan cada vez menos necesidad de gestión, por lo que con el tiempo se pueden reducir los gastos generales. ^[17]Además, los trabajadores a menudo pueden rotar entre tareas dentro de su celda, lo que ofrece variedad en su trabajo. Esto puede aumentar aún más la eficiencia porque la monotonía del trabajo se ha relacionado con el absentismo y la reducción de la calidad de la producción. ^[19]

Los estudios de casos de manufactura esbelta y justo a tiempo están repletos de impresionantes medidas cuantitativas en ese sentido. Por ejemplo, BAE Systems, Platform Solutions (Fort Wayne, Indiana), que produce monitores y controles de motores de aeronaves, implementó celdas para el 80 por ciento de la producción, reduciendo el tiempo de entrega del cliente en un 90 por ciento, inventario de trabajo en proceso en un 70 por ciento, espacio para uno. familia de productos de 6,000 pies cuadrados a 1,200 pies cuadrados, al tiempo que aumenta la confiabilidad del producto en un 300 por ciento, capacita a la fuerza laboral de los talleres sindicales y es designada como la Mejor Planta de la Semana de la Industria para el año 2000. ^[23]Cinco años más tarde, el retrabajo y el desperdicio se habían reducido en un 50 por ciento, los ciclos de introducción de nuevos productos en un 60 por ciento y las transacciones en un 90 por ciento, al mismo tiempo que se triplicaron los turnos de inventario y los tiempos de turno de servicio en un 30 por ciento, y se le otorgó un premio Shingo por el año. 2005. ^[24]

Parece difícil aislar cuántos de esos beneficios se derivan de la propia organización celular; entre muchos estudios de caso investigados para este artículo, pocos incluyen intentos de aislar los beneficios. Una excepción es la disputa, en Steward, Inc. (Chattanooga, Tennessee), que produce piezas de ferrita de zinc y níquel para la supresión de interferencias electromagnéticas. Según los autores de los estudios de caso, las celdas dieron como resultado reducciones del tiempo de ciclo de 14 a 2 días, inventarios de trabajo en proceso en un 80 por ciento, inventarios terminados en un 60 por ciento, retrasos en un 96 por ciento y espacio en un 56 por ciento. ^[25]

Otro estudio de caso celular incluye estimaciones cuantitativas del grado en que las células contribuyeron a los beneficios generales. En Hughes Ground Systems Group (Fullerton, California), produciendo tarjetas de circuitos para equipos de defensa, la primera celda, que comenzó como un proyecto piloto con 15 voluntarios, se lanzó en 1987. Un mes después comenzó una segunda celda, y en 1992 todas Los empleados de producción, unos 150, se habían integrado en siete células. Antes de las celdas, el tiempo de ciclo de la tarjeta de circuito, desde el lanzamiento del kit hasta el envío al cliente, había sido de 38 semanas. Después de que las celdas se hicieron cargo de la secuencia de producción completa (ensamblaje mecánico, soldadura por ola, ciclo térmico y revestimiento de conformación), el tiempo del ciclo se redujo a 30.5 semanas, de las cuales el gerente de producción John Reiss atribuyó 20 semanas al uso de un "sistema de gráficos WIP "por los equipos celulares y los otros 10.5 semanas para la propia organización celular. Más tarde, cuando parecía que las células eran demasiado grandes y engorrosas, el tamaño de las células se redujo en dos tercios, lo que resultó en "microcélulas" que redujeron el tiempo del ciclo en otras 1,5 semanas. Finalmente, al adoptar algunas otras mejoras, los tiempos de ciclo se redujeron a cuatro semanas. Otras mejoras incluyeron la reducción del inventario de trabajo en proceso de 6 o 7 días a un día y el porcentaje de defectos de 0.04 a 0.01Otras mejoras incluyeron la reducción del inventario de trabajo en proceso de 6 o 7 días a un día y el porcentaje de defectos de 0.04 a 0.01Otras mejoras incluyeron la reducción del inventario de trabajo en proceso de 6 o 7 días a un día y el porcentaje de defectos de 0.04 a 0.01^[26] Cambiar de un diseño funcional (taller de trabajo) a celdas a menudo tiene un costo neto negativo, ya que la celda reduce los costos de transporte, trabajo en proceso e inventario terminado, transacciones y reelaboración. ^[27] Sin embargo, cuando se deben mover piezas de equipo grandes, pesadas y costosas (a veces llamadas "monumentos" en la jerga esbelta), los costos iniciales pueden ser altos hasta el punto en que las celdas no son factibles. ^[28]

Hay una serie de posibles limitaciones para implementar la fabricación celular. Algunos argumentan que la fabricación celular puede conducir a una disminución de la flexibilidad de producción. ^[17] Las celdas se diseñan típicamente para mantener un volumen de flujo específico de piezas que se producen. En caso de que disminuya la demanda o la cantidad necesaria, es posible que las celdas deban realinearse para adaptarse a los nuevos requisitos, lo cual es una operación costosa y que normalmente no se requiere en otras configuraciones de fabricación. ^[17]

Ver también

• Entrenamiento cruzado (negocios)
• Fabricación de clase mundial
• Análisis de flujo de producción

Referencias

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4. 4. Burbidge, JL 1975. La introducción a la tecnología de grupo . Nueva York: John Wiley.
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6. 7. Hall, Robert W. 1983. Inventarios cero . Homewood, Ill., Dow Jones-Irwin. págs 120-126
7. 8. Harmon, RL y LD Peterson. 1990. Reinventar la fábrica: avances en productividad en la fabricación actual . Nueva York: Free Press. págs 118-123
8. 2. Black, JT y Steve L. Hunter. 2003. op. cit.
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10. Morgan, JM (2006). El sistema de desarrollo de productos de Toyota . Nueva York: Productivity Press. pag. 97.
11. 1. Hyer, Nancy y Urban Wemmerlöv. 2002. op. cit. p. 4
12. 1. Hyer, Nancy y Urban Wemmerlöv. 2002. op. cit., págs. 332-338
13. 3. Hall, Robert W. 1987. op. cit., pág. 92
14. 1. Hyer, Nancy y Urban Wemmerlöv. 2002. op. cit., pág.5
15. 1. Hyer, Nancy y Urban Wemmerlöv. 2002. op. cit., págs.27, 136, 585-586
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18. Amruthnath, Nagdev; Gupta, Tarun (2016). "Enfoque de algoritmo de agrupación de orden de rango modificado mediante la inclusión de datos de fabricación" . IFAC-PapersOnLine . 49 (5): 138-142. doi : 10.1016 / j.ifacol.2016.07.103 .
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Otras lecturas

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