Por Jeff Joines ([email protected]) Profesor Asociado de Ingeniería Textil
Esta es la última entrega de la serie de tres partes sobre Seis Sigma, Lean Sigma y Simulación. En la primera parte se explicaban las metodologías Seis Sigma y sus vínculos con la simulación, mientras que en la segunda se analizaban los casos en los que la simulación podía utilizarse directamente en los dos procesos Seis Sigma (DMAIC y DMADV). La última entrega demostrará cómo puede utilizarse la simulación para diseñar procesos Lean Six Sigma.
Recientemente, la metodología de mejora continua Seis Sigma se ha combinado con los principios de la fabricación ajustada para dar lugar a una metodología denominada Lean Six Sigma. Recordemos que Seis Sigma es una metodología de mejora continua que se utiliza para controlar/reducir la variabilidad de los procesos, mientras que la fabricación ajustada es una filosofía de gestión/fabricación que se ocupa de la eliminación de residuos y se deriva del sistema de producción japonés Toyota (TPS). Cuando la gente piensa en Lean, evoca la fabricación Just-in-time (JIT) (es decir, las piezas o la información llegan justo cuando se necesitan y no antes). La eliminación del despilfarro es clave en los sistemas Lean y Toyota define tres tipos de despilfarro: muda (‘trabajo sin valor añadido), muri (sobrecarga) y mura ( desnivel). La mayoría de la gente piensa en la forma de despilfarro sin valor añadido cuando se refiere a Lean (por ejemplo, una pieza permanece diez minutos en cola antes de ser procesada durante un minuto, lo que representa diez minutos de tiempo sin valor añadido). Muchas de las herramientas Lean tratan de eliminar esta forma de despilfarro (muda). Toyota identificó siete despilfarros comunes originales (parafraseados de «Lean Thinking») que Lean intenta eliminar.
- Transporte (traslado de productos que no es realmente necesario para realizar la transformación)
- Inventario (todas las materias primas, trabajos en curso y productos acabados que no se estén procesando en ese momento)
- Movimiento (personas o equipos que se mueven o caminan más de lo necesario para realizar el tratamiento).
- Esperando (esperando el siguiente paso de producción (es decir, haciendo cola))
- Sobreproducción (producción por encima de la demanda que obliga a almacenar, gestionar, proteger y eliminar artículos debido a su potencial).
- Procesamiento excesivo (debido a un diseño deficiente de la herramienta o el producto que genera un procesamiento innecesario, por ejemplo, un producto con un diseño excesivo que el cliente no necesita o no paga, o tener una tasa de ausencia de defectos del 99% cuando el cliente está dispuesto a aceptar un 90%).
- Defectos (el esfuerzo que supone inspeccionar, corregir defectos y/o sustituir piezas defectuosas).
Lean Six Sigma utiliza la metodología de mejora continua (DMAIC) como enfoque basado en datos para el análisis de causas raíz, la mejora continua y la implantación de proyectos Lean. Lean engloba una amplia gama de herramientas Lean que se utilizan para implantar cambios. Muchas de las herramientas siguen utilizando las palabras japonesas (por ejemplo, Poka Yoke o prueba de errores).
Al igual que en el caso de la metodología Seis Sigma, la modelización y el análisis de simulación pueden utilizarse en muchas facetas de la implantación de Lean y pueden ser bastante decisivos a la hora de tomar decisiones. La mayoría de las mejoras tienen que documentarse y analizarse, y la modelización y el análisis de simulación pueden utilizarse fácilmente para determinar los beneficios de las mejoras en el proceso actual antes de la implantación real. A continuación se exponen algunos casos en los que he aplicado la simulación.
Los mapas de flujo de valor son un paso fundamental para convertirse en lean y deben utilizarse en primer lugar para identificar áreas de mejora antes de aplicar herramientas al azar. Los mapas de flujo de valor difieren de los mapas de flujo de procesos en que los VSM contienen todos los pasos/actividades con valor añadido y sin valor añadido, incluyen el flujo de información junto con el flujo de materiales para fabricar el producto, son un circuito cerrado desde el cliente hasta el cliente y tienen en cuenta el tiempo Takt del cliente (es decir, el tiempo necesario para entregar el producto al ritmo del cliente). Al desarrollar un VSM, normalmente se hace una foto instantánea de sólo unos pocos productos clave para un día concreto. Una vez elaborado el VSM del estado actual, se identifican las áreas susceptibles de mejora y las herramientas Lean para conseguirlas; a continuación, se generan mapas del estado futuro para ilustrar el potencial de mejora. El mapa del flujo de valor puede utilizarse para desarrollar un modelo de simulación y experimentar con una amplia variedad de flujos de demanda y SKU para determinar los tiempos de VA y NVA, etc.
A principios del siglo XX, Ford utilizaba líneas de montaje de flujo fijo (es decir, una línea de producción formada por todas las máquinas para producir un coche en una línea secuencial) para maximizar el rendimiento. Sin embargo, cuando el número de productos y categorías de piezas aumentó mientras disminuía el tamaño de los lotes, la fabricación pasó a distribuciones funcionales (es decir, talleres de trabajo) en los que las máquinas se agrupaban según su función (por ejemplo, taladradoras). Ahora las piezas fluirían a todos los grupos necesarios para su producción, lo que introducía una gran flexibilidad pero también aumentaba el tiempo de desplazamiento, las esperas, el WIP, los defectos debidos a la configuración de las máquinas, etc. El concepto lean de fabricación celular descompone el sistema de fabricación en grupos de máquinas disímiles que pueden procesar un conjunto de familias de piezas, lo que idealmente disminuye el transporte, las configuraciones y equilibra la carga. Se trata de una mezcla de talleres más pequeños y líneas de montaje combinadas. Determinar estas familias de piezas y grupos de máquinas es bastante complicado. La simulación puede utilizarse para establecer una línea de base que permita comparar los nuevos sistemas propuestos. Los nuevos sistemas pueden simularse con distintas variaciones de la demanda y problemas de mantenimiento para probar el diseño de los grupos celulares antes de trasladar o instalar las máquinas en el nuevo sistema de fabricación.
Cuando la gente piensa en Lean, lo asocia al JIT y la simulación es lo que más se ha aplicado en este ámbito. Los sistemas de programación pull se diferencian de los sistemas push (es decir, se envía una previsión de un conjunto de piezas al primer proceso y luego se empujan a través del sistema hasta su finalización) en que las piezas no se producen hasta que se necesitan. Los kanbans (señales) se envían de vuelta al proceso anterior para reponer piezas sólo cuando han sido utilizadas por el proceso actual. Lo ideal es que los sistemas «pull» reduzcan el trabajo en curso y aceleren la producción, pero normalmente sólo funcionan con flujos de demanda estables. Por ejemplo, trabajamos con una gran empresa que estaba construyendo una nueva planta con plazos de entrega bastante largos. Algunas partes de la organización habían tenido mucho éxito en la implantación de sistemas de programación Pull para llenar sus inventarios de existencias. La empresa había implantado la nivelación de la demanda para hacer frente a las grandes variaciones de la demanda de los clientes. Inicialmente nos pidieron que evaluáramos dónde debían colocar los supermercados (es decir, los lugares para almacenar el inventario (Kanbans)), cuál debía ser el tamaño de los respectivos Kanbans para cada SKU, etc. Después de construir varios modelos de simulación utilizando sus flujos de demanda históricos, determinamos que el volumen total que se estaba colocando en la planta era como un tsunami que engulliría los supermercados convirtiéndola esencialmente en un sistema de empuje de todos modos (es decir, todo se envía al primer proceso (materias primas) y el procesado hasta el final). Demostramos mediante simulación que los supermercados tendrían que ser grandes para ser eficaces y que estos tamaños de Kanban eran simplemente impracticables. El modelo de simulación les dijo que antes de gastar una enorme cantidad de dinero y tiempo en desarrollar el proceso y el sistema de información para gestionarlo podían centrarse en otras áreas Lean.
La mayoría de la gente está familiarizada con la última forma de desperdicio (mura) y su eliminación mediante Heijunka (nivelación de la producción). La nivelación de la producción/equilibrio de la carga funciona en conjunción con los sistemas pull y estos sistemas pueden simularse de nuevo para ver su impacto, así como para determinar dónde deben colocarse los supermercados (por ejemplo, los topes de inventario) para alcanzar el equilibrio. El mantenimiento preventivo total (TPM) es otra área en la que los profesionales del lean pueden beneficiarse del modelado de simulación para determinar el efecto de diferentes políticas y programas en el sistema.
Para más información sobre Lean Manufacturing y la filosofía lean, recomiendo dos libros de James Womack et al: «The Machine that Change the World» y su último libro Lean Thinking.
Conclusiones
Esperamos que esta serie de tres partes haya demostrado que los profesionales de la simulación poseen un conjunto de habilidades extremadamente beneficioso para los proyectos Seis Sigma, Diseño para Seis Sigma y/o Lean Seis Sigma. Estos tipos de proyectos no son muy singulares, sino modelos de simulación generales que requieren que aprendamos su lenguaje particular. Me resulta más fácil trabajar en proyectos Seis Sigma porque los profesionales de Lean y Seis Sigma comprenden el análisis estadístico necesario para el análisis de entrada y salida, aunque normalmente sólo hayan utilizado la distribución Normal.