Diplomatura en Lean Manufacturing
(Manufactura Esbelta)
Docente: JAVIER MEJIA NIETO
ESTRUCTURA GLOBAL DEL SISTEMA DE
PRODUCCION TOYOTA (2) Sistemas Justo a Tiempo (JAT)
- Definicin y estructura - Simulacin de sistemas JAT - Balanceo de lneas de produccin - Estandarizacin de operaciones - Mejoramiento de flujos - Kanban
Casos de trabajo
BIBLIOGRAFIA: el Just in Time HOY EN TOYOTA, Yasuhiro Monden.
La nivelacin de la produccin ayuda a Toyota a
adaptarse a los cambios de la demanda y a
reducir las existencias
La finalidad fundamental del sistema de produccin de Toyota es la de aumentar los
beneficios mediante la reduccin de costos, la cual se logra eliminando el despilfarro.
ste se pone de manifiesto y se elimina mediante la produccin just in time (JIT). En la
venta, el JIT se llevar a cabo suministrando solamente productos vendibles. Esta
situacin se caracteriza por una produccin rpidamente adaptable a las variaciones de
la demanda, gracias a lo cual puede eliminarse el exceso de existencias de productos
terminados.
En Toyota, el medio para adaptar la produccin a la demanda se denomina nivelacin
de la produccin. Consiste en reducir al mnimo las fluctuaciones de la cantidad en la
cadena de produccin.
La nivelacin de la produccin total
La nivelacin de la cantidad total de produccin tiene por objeto minimizar la diferencia
entre la produccin de un perodo y la del siguiente. El ideal es producir la misma
cantidad de productos en cada perodo (por lo general, cada da).
Aunque la demanda de automviles puede cambiar considerablemente segn la
estacin, lo que afecta a los volmenes mensuales de produccin, la nivelacin de la
produccin permite que permanezcan constantes los volmenes de produccin diaria.
Por ejemplo, veamos la produccin en serie del Corolla. Inicialmente, se prepara un
programa de produccin por mes, basndose en la previsin de la demanda. Esta cifra se
divide luego simplemente por el nmero de das laborables del mes, lo que da el
volumen diario de produccin. De este modo, puede ser factible elaborar un plan que
permita la produccin diaria del nmero deseado de automviles. Es lo que se denomina
nivelacin de la cantidad de produccin total. La prioridad consiste en mantener un programa uniforme de produccin diaria para el
modelo Corolla en conjunto. Los modelos del Corolla que varan respecto del modelo
bsico no se tienen en cuenta en este punto.
Otra cosa que hay que tener presente es que la demanda dentro de un mes no es
constante. Por ejemplo, la demanda de automviles en la primera mitad de un mes
puede ser alta y luego debilitarse en la segunda mitad. En tales circunstancias, si cada
da se produjera la misma cantidad de automviles, se necesitaran existencias de
reserva con objeto de vender un nmero de automviles que satisficiera la demanda de
la primera parte del mes. Al mismo tiempo, se acumulara un exceso de existencias al
final del mes debido a la menor demanda de automviles. Por consiguiente, cuanto ms
breve sea el perodo del plan maestro de produccin, tanto mejor para la ejecucin de la
nivelacin de la produccin total. Es decir, un plan bisemanal es mejor que un plan
mensual, mientras que un plan semanal es an ms deseable.
Por otra parte, si el lapso de tiempo del plan maestro de produccin es demasiado corto,
desaparecer la nivelacin de la produccin total. Dicho de otro modo, si se elabora un
plan de produccin de acuerdo con los pedidos reales, que cambian a diario, la
nivelacin de la produccin total igualara el volumen de produccin horario, y no
nivelara la produccin total de un mes. Adems, las grandes fluctuaciones en el
volumen de produccin diaria obligan a la fbrica a cambiar cada da el nmero de
trabajadores, lo que origina un despilfarro de mano de obra especialmente en una
fbrica en que es viable la transferencia diaria de trabajadores. Despus de todo, la
nivelacin de la produccin total est destinada a nivelar lo ms posible la cantidad
diaria de productos que fluyen previendo los picos y los valles de la demanda. Hay que
evitar el despilfarro de todo el sistema de produccin.
Existen dos clases de despilfarro. En primer lugar, en las fbricas en que se producen
cantidades variables, las instalaciones, el personal, las existencias y otros elementos
necesarios para la produccin estn preparados y dispuestos para hacer frente al
mximo de demanda. En consecuencia, durante un perodo de series cortas, es probable
que la fbrica ponga de manifiesto un despilfarro exceso de personal y existencias- en comparacin con el perodo de demanda mxima. Este despilfarro obedece a la
existencia de perodos de demanda desigual.
El segundo tipo de despilfarro se produce en los procesos (concretamente en las cadenas
de montaje final) donde la nivelacin de la cantidad total de produccin no se ha puesto
en prctica todava y la produccin tiene lugar de un modo variable. Dado que, con
arreglo al sistema de atraccin (halar o pull), un proceso produce las cantidades
correspondientes a la cantidad mxima retirada por el proceso siguiente, se sigue que se
producir un exceso de mano de obra y existencias. En este caso, el despilfarro se
produce entre procesos.
Las variaciones de la produccin total en una cadena de montaje final en Toyota obligan
a los fabricantes de piezas a mantener un personal y unas existencias excesivos, debido
a que el sistema de atraccin (kanban) conecta los procesos de Toyota con las empresas
que cooperan desde el exterior. Para practicar la nivelacin de la produccin total sin
que se produzcan despilfarros entre procesos, la cadena de montaje final y todos los
procesos deben fabricar los productos de acuerdo con la duracin del ciclo. Esto
significa que el equilibrio entre procesos (la sincronizacin) se realizar por completo
se cada uno de ellos termina al mismo ritmo dentro de la duracin media del ciclo para
todas las especificaciones. La duracin media del ciclo completo se calcula dividiendo
el nmero de horas de funcionamiento real del da (480 minutos o 960 minutos) por el
volumen medio de produccin diaria de la cadena de montaje final. En la tabla 1 se ve
claramente que el nmero de trabajadores requerido corresponde a esta duracin del
ciclo. (la tabla 1 muestra el plan maestro de Kawasaki Heavy Industry). Aqu, la
transferencia de trabajadores dentro de una cadena tiene lugar cada dos semanas.
LA FLUCTUACION DE LA DEMANDA Y EL PLAN DE CAPACIDAD DE
PRODUCCION
En la tabla 1. la distribucin del personal corresponde al mes de marzo, mes en que es
mxima la demanda de los clientes. Con arreglo al programa de produccin diario,
desde el 1 al 15 del mes, fue de 250 automviles, mientras que desde el 16 al 31 se
redujo a unos 200. Por consiguiente, se asignaron 54 trabajadores para la primera parte
del mes y 44 para la ltima. Pero de los 54 operarios que haban de trabajar el 2 de
marzo, solamente se presentaron 52, provocando paradas de la cadena durante 80
MARZO
Fecha 1 2 3 14 15 16 17 18 30 31
Produccin 250 245 245 250 205 205 200 200 205 205
Trabajadores
Asignados
54 54 54 54 54 44 44 44 44 44
Trabajadores
Presentes
52 52 53 51 52 41 42 43 42 41
Tiempo de
parada de la
cadena
(min.)
88 80 53 90 87 83 80 75 84 78
Duracin del
ciclo
(seg/unidad)
121 120 120 121 121 140 144 144 140 140
.
Tabla 1. Plan maestro de produccin, dividido en intervalos de dos
semanas
minutos ese da. El tiempo de parada de la cadena suele aumentar en proporcin al
nmero de ausentes.
Adaptacin a un aumento de la demanda
En la ltima parte del mes, se informa a cada cadena de la cantidad media diaria de cada
variedad que hay que producir el mes siguiente. Esta informacin y otros datos de
planificacin los calcula un ordenador en el departamento de control central de la
produccin.
Una vez que un proceso de produccin recibe su calendario mensual para la produccin
media diaria, debe adaptar sus actividades a la nueva informacin. Por ejemplo, la carga
de una mquina suele fijarse en el 90% aproximadamente de su capacidad total, y cada
trabajador que acta como polivalente, podra manejar hasta diez mquinas. Cuando la
demanda disminuye, se contratan trabajadores temporales y cada trabajador maneja
menos de diez mquinas, con lo que se consigue una utilizacin del 100% de la
capacidad de las mquinas. (sin embargo, es necesario dispones de mquinas en las que
incluso un trabajador recientemente contratado, no especializado, pueda ser plenamente
competente antes de tres das.) en las cadenas de montaje, por ejemplo, si un solo
trabajador ha efectuado una tarea con un ciclo de dos minutos, podr hacerla con un
ciclo de un minuto cuando aumente el nmero de trabajadores temporales. Por tanto,
puede doblarse la produccin. Este enfoque se aplicar tambin a los planes de largo
plazo para capacidades adicionales de hombres y mquinas.
Toyota puede adaptarse a un aumento relativamente breve de la demanda, haciendo uso
de las horas extraordinarias, con lo cual se pueden llenar las horas que median entre los
turnos (el primero es de las 8 de la maana a las 5 de la tarde, y el segundo de las 9 de la
noche a las 6 de la maana). El hacerlo as permite un aumento de la capacidad de
produccin de hasta un 37,5% (lo que es igual a seis horas adicionales de trabajo
divididas por 16 horas de trabajo normal). Adems, varias mejoras dentro de cada
proceso producen tiempo adicional que puede utilizarse durante un perodo de aumento
de la demanda.
Adaptacin a una disminucin de la demanda
Adaptarse a una disminucin de la demanda es considerablemente ms difcil que
adaptarse a un aumento. En los procesos de fabricacin de piezas, el nmero de
mquinas que maneja cada operario aumentar, porque se prescindir de los
trabajadores temporales. En la cadena de montaje, la duracin del ciclo aumentar
debido al descenso de la demanda. cmo debe utilizarse entonces el exceso de mano de
obra? Toyota cree que es mejor dejar que los trabajadores sobrantes se tomen un
descanso que producir existencias innecesarias. A continuacin, ofrecemos ejemplos de
actividades que pueden organizarse durante un perodo de inactividad:
Transferir trabajadores a otras cadenas en las que ha aumentado la demanda;
Reducir el nmero de horas extraordinarias(extras); Conceder permisos retribuidos a cuenta de vacaciones; Hacer reuniones de crculos de calidad; Practicar actividades de preparacin; Realizar el mantenimiento y la reparacin de las mquinas; Fabricar mejores herramientas e instrumentos; Llevar a cabo labores de mantenimiento y conservacin de la fbrica; Fabricar piezas que anteriormente se compraban a las proveedores.
Aunque el objetivo ms importante es mejorar el proceso para satisfacer la demanda con
un nmero mnimo de trabajadores, Toyota no considera necesario minimizar el nmero
de mquinas. Su idea consiste en tener las mquinas necesarias para satisfacer la
demanda mxima y contratar operarios adicionales (temporales o estacionales) cuando
se necesiten, de forma que pueda ampliarse fcilmente la capacidad efectiva de
produccin. La mayora de las empresas industriales japonesas, entre ellas Toyota,
emplean muchos trabajadores temporales.
Nivelacin de la produccin de cada modelo
La nivelacin de la produccin de un modelo es una extensin de la idea de la
nivelacin de la produccin total. Si se tiene en cuenta que los automviles tienen
millares de especificaciones para varias combinaciones de tipo de carrocera (es decir,
berlinas, descapotables, familiares, etc.), qu sucedera si la cadena de montaje final
produjera un solo tipo de carrocera durante todo el da? Por ejemplo, pinsese en la
eficacia de una cadena de montaje final que produjera berlinas un da, descapotables al
siguiente y coches familiares el da despus. Un proceso anterior que fabricara piezas
para las berlinas tendra trabajo para un da pero no para dos das. Lo mismo cabe decir
de las cadenas dedicadas a los coches familiares y a los descapotables. Sin embargo, si
cada cadena de submontaje produjera todos los das a plena capacidad sin detener su
funcionamiento, la cantidad de piezas terminadas sera muy grande: alrededor de tres o
cuatro veces la cantidad producida mediante la produccin nivelada. El despilfarro por
exceso de produccin en los procesos o submontajes anteriores es, pues, considerable.
Evidentemente se requiere la nivelacin de la produccin de cada modelo.
Supongamos que han de producirse 16800 Corollas en un mes de 20 das laborables. Se
necesitan 9600 berlinas (A), 4800 descapotables (B) y 2400 familiares (C). con el funcionamiento a dos turnos diarios, cada turno tendr que producir 240 berlinas, 120
descapotables y 60 familiares por da (vase la tabla 2.). En este caso, la duracin del ciclo se termina dividiendo el volumen de produccin del turno por 480 minutos. De
acuerdo con este clculo, un producto A tiene que producirse en 2 minutos y un
producto B en 4 minutos. Por consiguiente, en promedio, debe producirse un automvil
en 1,14 minutos.
En resumen, la finalidad de la nivelacin de la produccin de cada modelo es frenar las
variaciones en el flujo de cada variedad de producto entre perodos (das). El objetivo es
nivelar la cantidad de piezas consumidas y producidas durante cada perodo porque, si
hubiera grandes variaciones en la cantidad diariamente consumida de piezas de una
variedad especificada, las cadenas de submontaje en cuestin tendran que mantener un
enorme exceso de existencias y de personal.
PROGRAMA SECUENCIAL DE INTRODUCCIN DE MODELOS
Todas las variedades de los productos pueden producirse de acuerdo con la duracin
media del ciclo con tal que se tenga en cuenta la duracin del ciclo de cada modelo al
determinar el orden de produccin de stos. En la figura 1. se describe la programacin
secuencial para la produccin nivelada de Toyota.
Produccin mensual Produccin por turno Duracin del ciclo
A 9600 unidades 240 unidades 480/240=2min
B 4800 unidades 120 unidades 480/120=4min
C 2400 unidades 60 unidades 480/60=8min
16800 unidades 420 unidades 480/420=1,14min
Tabla 2. Nivelacin de la produccin de cada modelo y
duracin del ciclo
LAS DOS FASES DE LA NIVELACIN DE LA PRODUCCIN
La figura 2. muestra el esquema de las dos fases de la nivelacin de la produccin. La
primera fase muestra la adaptacin a las variaciones mensuales de la demanda
durante un ao (adaptacin mensual) y la segunda, la adaptacin a las variaciones
diarias de la demanda durante un mes (adaptacin diaria).
La primera, la adaptacin mensual, se lograr mediante la planificacin mensual de la
produccin: la preparacin de un programa maestro de produccin que indique el nivel
medio diario de produccin de cada proceso de la fbrica. Este programa maestro de
produccin se basa en la previsin mensual de la demanda.
La fase siguiente, la adaptacin diaria, se logra por el lanzamiento diario de la
produccin. En este caso, se necesita del sistema kanban para nivelar la produccin,
porque el lanzamiento diario de la produccin slo puede lograrse utilizando un sistema
de atraccin (halar-pull). El sistema kanban y el programa secuencial proporcionan
dicho sistema. Solamente cuando se prepara un programa secuencial para la cadena de
montaje de los distintos modelos puede Toyota realizar retiradas niveladas de sus
proveedores y submontajes.
A
A A B A A B C A A B A A B C
B
C
FIGURA 1. programacin secuencial para una produccin
nivelada
Produccin rpidamente adaptable a las variaciones de la demanda
Produccin just in time
(los productos vendibles se fabrican en cantidades vendibles)
Adaptacin mensual:
La produccin responde a la
velocidad de venta (duracin
del ciclo) de la cantidad total
Adaptacin diaria:
La produccin responde a la
velocidad de venta de cada
modelo
Planificacin de la capacidad
mensual de cada proceso
Cantidades de
produccin
previamente
determinadas y
produccin media
diaria de cada modelo
para cada proceso
Programas maestros de produccin:
determinacin del plan de produccin
mensual para cada modelo de
automvil
Previsin de la demanda
mensual
Lanzamiento de la produccin
diaria de acuerdo con la
duracin del ciclo de cada
modelo
Lanzamiento diario de
la cantidad real de
produccin de cada
producto a un proceso
anterior mediante el
sistema kanban
(sistema de atraccin-
halar-pull)
Determinacin de la
secuencia para la cadena
de montaje de los
distintos modelos
Ajuste en10%
por el sistema
kanban
Pedidos diarios de los
distribuidores
Nivelacin de la produccin
Maquinaria adaptable Reduccin del plazo de produccin
FIGURA 2. Esquema de la nivelacin de la produccin de Toyota
LA MAQUINARIA ADAPTABLE EN APOYO DE LA PRODUCCIN
NIVELADA
Dado que para nivelar la produccin se requiere fabricar muchas variedades de
productos en la misma cadena cada da, la tarea se dificulta cuando en el mercado de
promociona la variedad. Afortunadamente, Toyota ha creado instalaciones para resolver
el conflicto entre la variedad del mercado y la nivelacin ideal de la produccin, es
decir, las mquinas de usos mltiples en la cadena de produccin. La mquina
especializada es un medio poderoso para reducir los costos de la produccin en serie,
pero no es adecuada para la produccin de series cortas y diversas. As, es necesario
aadir aparatos y herramientas a dichas mquinas especializadas y convertirlas en el
tipo de mquinas polivalentes requeridas en las fbricas de Toyota.
Cmo redujo Toyota el plazo de fabricacin
Cuatro ventajas de la reduccin del plazo de fabricacin
Adaptarse rpidamente para satisfacer la demanda diaria real de las varias clases de
automviles es la finalidad de la produccin just in time (JIT). Adems, la produccin
de los diversos productos y piezas debe programarse en cantidad constante cada da para
estabilizar el trabajo diario de las fbricas de Toyota y de sus proveedores de piezas.
Para poseer la flexibilidad suficiente con objeto de responder a la demanda del mercado
y la estabilidad de la produccin nivelada, se requiere reducir el plazo de fabricacin (el
intervalo de tiempo que media desde el lanzamiento de la produccin hasta la entrega de
los productos terminados).
Adems, existe una diferencia del 10% entre las cantidades de produccin ordenadas
por el plan mensual y las cantidades ordenadas diariamente por el kanban y el programa
secuencial. Esta discrepancia puede originar problemas tales como unas existencias
excesivas o un exceso de personal. Para impedir que se produzcan tales problemas,
Toyota debe iniciar la produccin en cuanto recibe un pedido de un distribuidor. Los
proveedores especialmente deben disponer de rpidos medios de produccin, una vez
que llega el pedido. Si tratan de anticiparse a la demanda produciendo piezas antes de
recibir un pedido, es probable que sufran las consecuencias: un excedente de existencias
a final de mes. Por supuesto, la produccin con tan corto plazo de aviso requiere una
notable reduccin del plazo de fabricacin, de manera que un motor fundido a las 8 de
la maana, por ejemplo, est listo para su instalacin en un automvil terminado que
salga de la cadena de montaje a las 5 de la tarde.
A esta reduccin del plazo de fabricacin se le pueden atribuir las siguientes ventajas:
1. Toyota puede producir sobre pedido y entregar un determinado automvil al cliente al cabo de poco tiempo.
2. la empresa puede adaptarse con gran rapidez a las variaciones que se producen en la demanda dentro del mes, de manera que las existencias de productos
terminados mantenidas por la divisin de ventas de Toyota puede minimizarse.
3. las existencias de trabajos en curso se pueden disminuir significativamente reduciendo al mnimo la desincronizacin entre los varios procesos y tambin
reduciendo el nmero de unidades del lote.
4. cuando se introduce un nuevo modelo, la cantidad de existencias muertas es mnima.
El plazo de fabricacin de un producto, suponiendo que la produccin se compone de
varios procesos, consta de tres componentes: el tiempo empleado en los procesos, el
tiempo de espera entre procesos y el tiempo de transporte entre procesos.
Examinaremos dichos componentes.
Los componentes del plazo de fabricacin en sentido estricto
En sentido estricto, el plazo de fabricacin se compone de un tiempo de espera en cola
antes del proceso, el tiempo de preparacin, el tiempo de ejecucin, el tiempo de espera
despus del proceso y el tiempo de traslado. En la figura 3. se muestran los
componentes del plazo de fabricacin.
Tiempo de proceso
en sentido amplio tiempo de Tiempo de espera en tiempo de espera Tiempo de cola antes del proceso preparacin tiempo de ejecucin despus traslado
del proceso
PLAZO DE FABRICACIN
Orden a este proceso orden por parte del por parte del proceso posterior proceso siguiente
La reduccin del tiempo de proceso mediante la produccin y el transporte de uno en uno
Como primer paso para reducir el plazo de fabricacin, Toyota ha refinado el concepto
de montaje mvil en cinta transportadora que caracteriza el sistema Ford. Este sistema
de cinta transportadora, en su forma normal, opera de acuerdo con cierto intervalo de
tiempo en el cual un automvil terminado saldr de la cadena de montaje. El tiempo de
ejecucin y el tiempo de transporte de todos los procesos de esta lnea deben igualarse.
Para ello, la cadena de montaje debe dividirse a fin de que los tiempos de ejecucin de
cada lugar de trabajo sean los mismos y empiecen y terminen exactamente al mismo
tiempo. Adems, los tiempos de transporte entre distintos puntos de la cadena deben
igualarse para que tambin ellos empiecen y terminen a la vez. En el sistema Ford, para
esta igualacin se utiliza el transportador de cinta.
La idea fundamental del sistema de produccin de Toyota se basa en un concepto
similar. De acuerdo con este sistema, los automviles terminados se producen con la
cadencia de la duracin del ciclo, y con esa misma cadencia las unidades producidas en cada proceso de la cadena pasarn al proceso siguiente. La duracin del ciclo se
compone del tiempo de ejecucin y del tiempo de transporte. En Toyota, a este flujo de
produccin se le denomina produccin y transporte de uno en uno (ikko-nagashi).
FIGURA 3. Componentes del plazo de fabricacin
Aunque este sistema de flujo unitario domina ahora por completo en la mayora de las
cadenas de montaje de las empresas, la fabricacin de las piezas suministradas a la
cadena de montaje suelen hacerse por lotes, bastante grandes adems. Toyota, sin
embargo, ha extendido la idea del flujo unitario a procesos tales como los de
mecanizacin, soldadura, estampacin, etc., y los procesos en que no es posible la
produccin de uno en uno, se trabaja con lotes pequeos. De esta manera, todas las fbricas de Toyota utilizan el flujo de produccin integrado y unitario, que est todo l
conectado a la cadena de montaje. En este sentido, el sistema de produccin de Toyota
es una extensin de la idea en que se basa el sistema Ford.
TRABAJADORES POLIVALENTES
Para lograr el objetivo de la produccin de uno en uno Toyota prepar los lugares de trabajo con una disposicin que permitiera a trabajadores polivalentes hacerse cargo de
varios procesos. Se cambi la disposicin de las mquinas de manera que cada
trabajador pudiera manejar varios tipos diferentes de mquinas al mismo tiempo.
En el proceso de fabricacin de engranajes, por ejemplo, cada trabajador atiende 16
mquinas. A diferencia del tpico taller de produccin en el que cada trabajador slo
maneja un tipo determinado de mquina, en ese taller de Toyota cada uno maneja 16
mquinas que realizan diferentes tipos de operaciones (rectificado, corte, etc.). El
operario, como trabajador polivalente, recoge primero un engranaje que viene del
proceso anterior y lo sita en la primera mquina. Al mismo tiempo, separa otro
engranaje ya tratado por esta mquina y lo pone en una rampa de cada para que se
deslice frente a la mquina siguiente. Luego, mientras se dirige a la segunda mquina,
pulsa un botn que hay entre la primera mquina y la segunda y pone en marcha
aquella. Ejecuta una operacin similar en la segunda mquina y luego se traslada a la
tercera pulsando de nuevo un botn para poner en marcha la segunda y as
sucesivamente, hasta que llega a la 16va. Mquina y vuelve al proceso inicial. Esto se
realiza exactamente en la duracin del ciclo, es decir, un engranaje queda terminado en
cinco minutos.
Con este mtodo, slo una unidad de existencias est como trabajo en curso en cada
mquina, y se realiza el objetivo de la produccin y el transporte de una sola unidad
entre los diferentes tipos de mquinas. El nivel de existencias se minimiza y se reduce el
plazo de fabricacin. Esta reduccin ayuda a Toyota a adaptarse rpidamente a las
variaciones de la demanda o de los pedidos de los clientes.
Por otra parte, en el tpico taller de mecanizacin, un tornero solamente se ocupa de un
torno y un taladrista maneja solamente un taladro. La disposicin de la maquinaria a
menudo consiste en cincuenta o cien torios dispuestos en bloque. Una vez terminado el
proceso de torneado, la produccin debe enviarse en un gran lote al proceso de
taladrado. Luego, despus de operaciones de taladrado, la produccin debe trasladarse al
proceso de fresado en una cantidad correspondiente a un gran lote, etc. Aunque en todos
los procesos se utiliza cinta transportadora, la produccin no fluye de unidad en unidad.
Este es el tipo tradicional de disposicin de las mquinas en un taller que trabaja por
encargo. Aunque la produccin de grandes lotes puede minimizar el costo medio
unitario, aumentar el nivel de existencias de cada departamento as como el plazo total
de fabricacin. Ello hace que la adaptacin rpida a los pedidos de los clientes en el
curso del mes resulte inviable. Con arreglo a las necesidades de la produccin nivelada,
todos los procesos de Toyota deben producir y transportar tericamente slo una pieza
correspondiente a cada unidad que sale de la cadena de montaje final. Adems, cada
proceso debe tericamente tener una sola pieza en existencia, tanto entre mquinas
como entre procesos. En resumen, todos los talleres deben tericamente evitar la
produccin y transporte por lotes. Quedan todava algunos procesos en los que la
produccin y el transporte se hacen por lotes, aunque Toyota ha logrado reducir el
tamao de estos ltimos.
Produccin adaptable o produccin just in time
Reduccin del plazo de fabricacin
Reduccin del tiempo de proceso
en cada proceso
Reduccin del tiempo de transporte entre
procesos
Reduccin del tiempo de
espera entre procesos
Reduccin
del tiempo de
preparacin
Reduccin del
tiempo de
proceso en
sentido estricto
Produccin
de lotes
pequeos
Produccin y
transporte de
una sola
unidad
Reduccin del
tiempo de
preparacin
Trabajador
polivalente
Disposicin
de las
mquinas
Sistema de
transporte
rotatorio
Movimiento de
ayuda mutua
Nivelacin de la
carga de trabajo
mediante el
programa secuencial
Cinta
transportadora,
rampa, carretilla
elevadora
Normalizacin
de las tareas
Sistema de
control del
trabajo ntegro
Reduccin
del tamao
de los lotes
Medios rpidos
de transporte
Equilibrio
de la lnea
Minimizacin del
lote de transporte
FIGURA 4. Esquema de reduccin del plazo de fabricacin
La reduccin del tiempo de espera y del tiempo de transporte
COMO EQUILIBRAR LOS PROCESOS
El tiempo de espera es aquel que pasan las piezas en espera de ser procesadas y
montadas, o el que pasan los productos terminados en espera de ser retirados por un
proceso posterior; se excluye el tiempo de transporte. El primer tipo de tiempo de espera
suele estar causado por una demora en el proceso anterior, que hace que el proceso
posterior tenga que esperar. El segundo suele causarlo una demora en el proceso
posterior, que hace que el que tenga que esperar sea el proceso anterior. Esta ltima
espera surge en muchos casos en un sistema de atraccin (halar-pull) como el kanban.
Ambas se producen porque el tiempo de produccin de los distintos procesos no est
equilibrado.
En el sistema de empuje, un lote de gran tamao del proceso anterior puede obligar a
esperar al proceso posterior. En dicho caso, con el sistema de atraccin(halar-pull), el
proceso anterior, por el contrario, es probable que produzca intermitentemente,
deteniendo y arrancando repetidamente la produccin. Para reducir el tiempo de espera
en este proceso, debe lograrse el equilibrio de la lnea. La primera prioridad consiste
en lograr la produccin de la misma cantidad en el mismo lapso de tiempo en cada
proceso
Aunque la duracin del ciclo debe ser la misma en todos los procesos de la cadena de
montaje, se producirn algunas variaciones en el tiempo real de ejecucin,
dependiendo de pequeas diferencias en la aptitud y destreza de los trabajadores. Para
minimizar estas diferencias, es muy importante la normalizacin de las actividades o
procedimientos operativos, y el supervisor o encargado debe adiestrar a los operarios
hasta que los dominen.
Al mismo tiempo, habr que aplicar lo que Toyota denomina movimiento de ayuda
mutua para compensar los retrasos en algunos procesos. En Toyota, el punto de
conexin de dos operarios o de dos procesos est concebido de manera que los
trabajadores puedan prestarse ayuda. Este punto es similar a la zona de entrega del
testigo en las carreras de relevos. Por ejemplo, cuando un equipo de trabajadores ha
terminado una pieza en una lnea determinada, han de entregarla como si fuera un
testigo al siguiente trabajador. Pero si la persona del proceso posterior anda retrasada, el
del proceso anterior debe continuar con el trabajo en la siguiente mquina. Cuando el
trabajador posterior vuelve a su posicin inicial, el trabajador anterior debe entregarle el
trabajo inmediatamente y volver a su seccin. Este mismo sistema puede aplicarse en
sentido inverso si quien se retrasa es el trabajador anterior. Cuando se utiliza el sistema
de ayuda mutua pueden cultivarse amistades a travs del trabajo en equipo.
Las operaciones estndar, la produccin
equilibrada y la reduccin de la mano de obra
La finalidad fundamental del sistema de produccin de Toyota es la de reducir los
costos relacionados con la produccin. Para ello, Toyota trata de eliminar la ineficacia
representada por el exceso de existencias y de trabajadores.
Las operaciones estndar estn encaminadas a utilizar un nmero mnimo de
trabajadores para la produccin. Su primer objetivo es lograr una alta productividad a
travs de un trabajo esforzado, que en Toyota, no significa trabajo agotador, sino al
contrario: significa trabajar eficazmente sin realizar movimientos intiles. Para facilitar
este primer objetivo, es importante un orden estandarizado de las varias operaciones que
ha de ejecutar cada trabajador, denominado secuencia de las operaciones estndar.
El segundo objetivo de las operaciones estndar de Toyota es lograr el equilibrio entre
todos los procesos de la lnea desde el punto de vista del ritmo de la produccin. Aqu
debe incorporarse a las operaciones estndar el concepto de duracin del ciclo.
El tercer y ltimo objetivo es reducir al mnimo las existencias en curso de
transformacin, estableciendo como cantidad estndar de productos en curso, el
nmero mnimo de unidades necesario para que los trabajadores realicen las
operaciones estndar. Esta cantidad estndar contribuye a eliminar el exceso de
existencias en curso.
Para alcanzar estos tres objetivos, las operaciones estndar se componen de la duracin
del ciclo, la secuencia de las operaciones estndar y la cantidad estndar de productos
en curso.
Con el fin de promover estos objetivos, la produccin se dispone de tal manera que se
eliminen los accidentes y los productos defectuosos. Por tanto, el procedimiento para
comprobar la seguridad y la calidad de los productos se estandariza tambin. De ese
modo, las precauciones relacionadas con la seguridad y la calidad del producto son
subobjetivos de las operaciones estndar de Toyota.
Determinacin de los componentes de las operaciones estndar
Los componentes de las operaciones estndar los decide principalmente el capataz o
encargado. ste determina las horas de trabajo necesarias para producir una unidad en
Produccin equilibrada entre todos los
procesos, con un mnimo empleo de mano
de obra y un mnimo de productos en curso
Operaciones estndar
Duracin del
ciclo
Secuencia de
operaciones estndar
Cantidad
estndar de
productos en
curso
FIGURA 5. Elementos de las operaciones estndar
cada mquina y tambin el orden de las diversas operaciones que ha de ejecutar cada
trabajador. Por lo general, en otras empresas, tales operaciones estndar las fijan los
expertos en organizacin industrial.
El mtodo Toyota podra parecer poco cientfico; sin embargo, los capataces tienen un
conocimiento detallado de la actuacin de los trabajadores. Adems, dominan tambin
las tcnicas de organizacin industrial, como el estudio de tiempos y movimientos. Por
consiguiente, factores tales como la velocidad determinada de movimientos pueden
considerarse apropiados incluso por un observador imparcial. Adems, con el fin de
ensear al trabajador a entender y seguir las normas cabalmente, el propio capataz debe
dominarlas y conocerlas a la perfeccin.
Las operaciones estndar se determinan de la siguiente manera:
1. se determina la duracin del ciclo. 2. se fija el tiempo de ejecucin por unidad. 3. se establece la secuencia de las operaciones estndar. 4. se determina la cantidad estndar de productos en curso. 5. se prepara la hoja de operaciones estndar.
DETERMINACIN DE LA DURACION DEL CICLO
La duracin del ciclo o tiempo de comps es el perodo de tiempo en el que debe producirse una unidad de producto. Se determina por la cantidad diariamente requerida
de produccin y por el tiempo diario efectivo de ejecucin, de la siguiente manera:
Horas de trabajo por da
Duracin del ciclo = Produccin necesaria por da
FIJACION DEL TIEMPO DE EJECUCION POR UNIDAD
Hay que fijar el tiempo de ejecucin por unidad de produccin en cada proceso y para
cada pieza. Esta unidad de tiempo se anota siempre en la hoja de capacidad de
produccin de piezas que se rellena para cada clase de piezas (fig.6). El tiempo de
mano de obra y el tiempo de mquina se miden con un cronmetro. El primero no debe
incluir el tiempo de los desplazamientos entre los procesos. La rapidez y el nivel de
destreza requeridos para cada operacin las determina el jefe de taller.
El tiempo de ejecucin por unidad, suma de los dos anteriores, es el tiempo necesario
para procesar una unidad. Si se procesan simultneamente dos unidades, o si se
inspecciona una unidad de cada varias, se anotar en la columna de referencias el
correspondiente tiempo de ejecucin por unidad.
En la columna de cambio de herramienta, la de unidades por cambio especifica el
nmero de unidades que han de producirse antes de cambiar la mordaza o herramienta.
El tiempo empleado en el cambio se refiere al tiempo de preparacin.
La capacidad de produccin se calcula mediante la siguiente frmula:
T
N = C + m
N= capacidad de produccin (unidades)
C= tiempo de ejecucin por unidad
m = tiempo de preparacin por unidad
T= tiempo total de trabajo
Hoja de capacidad de produccin de piezas
Pieza no. Nombre de
la pieza
Cantidad
necesaria
por da
Nombre del
operario
Orden
de los
procesos
Descripcin
De las
operaciones
No
.
De
m
qui
na
Tiempo de base Cambio de
herramienta
Capacidad
de
produccin
(960 min).
Referencias:
Manipulacin
mecanizacin Tiempo de
manipulacin
Tiempo de
mquina
Tiempo de
ejecucin
por unidad Unidad
es por
cambio
Tiempo
empleado
en el
cambio unidades
min seg min seg min
seg
1 Centrar
taladro
CD 07 1 20 1 27 80 100 655
2 Achaflanar
3 Escariar
4 fresar
FIGURA 6. Hoja de capacidad de produccin de piezas
ESTABLECIMIENTO DE LA SECUENCIA DE OPERACIONES ESTANDAR
Despus de determinar la duracin del ciclo y la duracin de las operaciones manuales
por unidad, debe calcularse el nmero de operaciones diferentes que ha de asignarse a
cada operario. Dicho de otro modo, debe establecerse la secuencia de las operaciones
estndar de cada trabajador.
La secuencia de operaciones estndar es el orden de las actividades que cada operario
debe realizar dentro de la duracin del ciclo. Esta secuencia tiene dos finalidades. En
primer lugar, indica al operario el orden en que tiene que recoger la pieza que ha de
trabajarse, ponerla en la mquina y separarla despus. En segundo lugar, indica el orden
de las operaciones que el trabajador polivalente debe llevar a cabo en varias mquinas
dentro de la duracin del ciclo.
Llegados a este punto, es importante diferenciar entre el orden de los procesos y la
secuencia de las operaciones, porque no son idnticos en muchos casos. Si la secuencia
de las operaciones es sencilla, puede determinarse directamente partiendo de la hoja de
capacidad de produccin de piezas. En este caso, el orden de los procesos es realmente
idntico a la secuencia de las operaciones. Si sta es complicada, sin embargo, puede no
ser fcil determinar si el tiempo de mecanizacin de determinada mquina terminar
antes de que el operario maneje la misma mquina en el ciclo siguiente. En
consecuencia se utiliza la hoja de secuencia de las operaciones estndar para determinar
el orden exacto de stas.
1 2
3
4 5
6 7
8
9
10
entrada
salida
FIGURA 7. Asignacin de las operaciones y
disposicin en planta de los procesos
No. de pieza 3561
Hoja de secuencia
de las operaciones
No. 1
Fecha 15 de
Octubre
de 2008
Cantidad
necesaria
por da
240
unidades
Operacin
manual________
Operacin de
mquina ---------
Desplazamiento
Nombre del
proceso
Mecanizacin
Fase 2
Puesto y
nombre del
operario
Duracin
del ciclo
2 min
Orden de las
operaciones
Nombre de
las
operaciones
tiempo Duracin de las operaciones (:seg. :min.)
30 1 130 2 manual mquina
1 Tomar el
material de la
bandeja
01 -
2 Taladrar el
centro
07 120
3 Achaflanar 09 135
4 Escariar 09 125
5 escariar 10 118
FIGURA 8. Hoja de secuencia de las operaciones estndar.
CONSULTA POR INTERNET
BALANCEO DE LINEA
Definiciones
Centro de Trabajo: Conjunto de personas y/o mquinas que, para fines de
planeacin de la capacidad y de programacin de la produccin,
pueden considerarse como una unidad.
Disposicin de Planta (Facility layout): Forma en que se arreglan o
acomodan fsicamente los equipos y las instalaciones.
Objetivos de un Estudio de Distribucin de Planta:
Minimizar demoras y reducir manejo de materiales.
Mantener la flexibilidad.
Utilizar efectivamente la mano de obra y el espacio.
Proveer orden y mantenimiento.
Patrones Tpicos de Distribucin de Planta:
Distribucin por producto. Distribucin por proceso. Distribucin por grupo. Distribucin por posicin fija. DISTRIBUCION POR PRODUCTO
Arreglo fsico basado en la secuencia de las operaciones que se realizan
para la produccin.
Los materiales se mueven en una trayectoria continua de uno a otro
departamento.
VENTAJAS:
Flujo de produccin sencillo y lgico.
Uso de equipo especializado para manejo de materiales.
Bajo inventario en proceso, tiempo de produccin corto, bajo manejo de
materiales, bajos requerimientos de personal calificado y planeacin y
control de la produccin simple.
DESVENTAJAS:
Falta de redundancia.
Flexibilidad limitada.
Capacidad de lnea dada por cuello de botella.
Trabajo poco satisfactorio para operadores
DISTRIBUCION POR PROCESO
Arreglo fsico segn funciones. El flujo de materiales sigue diferentes
secuencias entre departamentos.
VENTAJAS
Generalmente requieren menor inversin en equipo.
Flexibilidad.
Mayor satisfaccin del operario.
DESVENTAJAS
Altos costos de manejo y transporte de materiales.
Planeacin y control de produccin complejas.
Mayor tiempo total de produccin.
Alto inventario en proceso.
Mayores requerimientos de personal calificado.
DISTRIBUCION POR GRUPO
Disposicin fsica segn grupos de productos, tambin conocida como
manufactura celular (cellular manufacturing). Se basa en la tecnologa de grupos (group technology), que clasifica a las partes en familias o grupos.
La distribucin se hace conforme a las diferentes mquinas (denominadas
celdas) requeridas para producir una familia de partes.
VENTAJAS
Cada celda funciona como una sola lnea de produccin (en serie):
reduccin de tiempos de alistamiento, manejo de materiales, tiempos de
espera, etc.
DESVENTAJAS
Requiere de un anlisis sistemtico de los procesos de produccin y de los
productos por elaborar.
DISTRIBUCION POR POSICION FIJA
Disposicin en la cual las herramientas y los componentes se llevan al lugar
de ensamble (en lugar de que la parte por procesar se desplace).
Se utiliza para la construccin de productos grandes, como maquinaria
pesada, aviones, locomotoras, etc.
LINEA DE PRODUCCION
Secuencia fija de diferentes etapas de produccin.
Cada etapa consta de una o ms mquinas.
CONFIGURACIONES BSICAS DE UNA LNEA
DE PRODUCCIN
LINEA EN SERIE LINEA EN PARALELO