Caso Práctico de Implantación de Lean Manufacturing en Edcha. Proyecto SCANIA LKW 106

La implantación de Lean Manufacturing en la fábrica de Edcha supuso un gran esfuerzo por parte de todos los departamentos. El departamento de ingeniería de procesos contando con la colaboración del resto de departamentos de la empresa implantó el proyecto SCANIA LKW 106 bajo los pilares de Lean Manufacturing. Tras la implantación consiguieron un proceso de fabricación más seguro, de mayor calidad y que a su vez contribuyó a mejorar beneficios económicos de la empresa. La presente comunicación explica cómo se desarrolló el proceso. El proyecto se ha enfocado hacia el cambio cultural que existe actualmente en las empresas, donde la industria 4.0 se está abriendo camino; pudiendo así ocupar a los operarios en tareas que aporten un mayor valor añadido y dejando de hacer operaciones repetitivas como era habitual. A través del “Value stream mapping” VSM, salieron a la luz los principales puntos de desperdicios de la planta. Aplicando técnicas de Lean Manufácturing se obtuvieron varias propuestas de mejora. En la comunicación se presentarán fotografías del antes y del después de varias de las mejoras implantadas. Entre ellas, se explicará detalladamente el proceso de robotización de un puesto de mecanizado; se detallará la reducción del tiempo de ciclo obtenido en esa operación, el ahorro económico conseguido, así como las mejoras relacionadas con la seguridad laboral. Este trabajo presentará el análisis del VSM inicial y el VSM final obtenido tras la implantación de las mejoras implantadas, así como varias fotografías del antes y del después.
Tema secundario: 
Main Author: 
Susana
García Herrero
Universidad de Burgos
España
Co-authors: 
Alma
Martin Moreda
Universidad de Burgos
España
Miguel Ángel
Mariscal
Universidad de Burgos
España
Santiago
García Pineda
España
Introducción: 

Gestamp es un grupo internacional dedicado al diseño, desarrollo y fabricación de componentes metálicos para el automóvil. Está especializado en el desarrollo de productos con un diseño innovador para conseguir vehículos cada vez más seguros y ligeros, y por tanto mejores en relación al consumo de energía e impacto medioambiental. En particular, Edscha, es una empresa líder en la fabricación de mecanismos, con una amplia gama de productos que incluye componentes mecánicos como bisagras y topes de puertas, sistemas eléctricos y dispositivos de control de mando.

Edscha Burgos está especializada en la fabricación de retenedores para puertas de vehículos, además de bisagras de puertas, capó y maletero. Trabaja para marcas tan conocidas como son Ford, PSA, SCANIA, Fiat, Opel, Seat, Mercedes, Volvo.

Figura 1: Productos de Edcha Burgos. Bisagras y Retenedores

Metodología: 

Lean manufacturing

La filosofía Lean Thinking consiste en una serie de métodos y herramientas cuyo objetivo es entregar al cliente un producto que cumpla estrictamente con sus necesidades, eliminando aquellas características del producto a las que el cliente no da valor y simplificando y abaratando así su coste. La clave es definir qué es de valor desde el punto de vista del cliente.

La filosofía fue desarrollada por Toyota a finales de la segunda guerra mundial para competir con la industria americana del automóvil [1]. Estas ideas revitalizaron Toyota y su éxito hizo que se extendieran a la industria Occidental en los años 80. La experiencia fue documentada por los investigadores Womack, Roos y Jones [2].

Algo más tarde, Womack definieron  una metodología de implantación de la filosofía que había sido bautizada como Lean Thinking [3, 4] (a veces conocida como Lean Production) que incluyó los siguientes 5 principios:

1. Definir el valor desde la perspectiva del cliente [5, 6].

2. Identificar la cadena de valor. Esta está compuesta por todas las actividades que son necesarias para entregar el producto al cliente [7]. Aunque a las actividades que no añaden valor se las considera desperdicios, los desperdicios son clasifican en dos grupos: relativos y absolutos

3. Optimizar el flujo de valor: hacer que el flujo de actividades discurra sin detenciones, eliminar las colas y esperas, que se consideran desperdicios inútiles (Muda) de tiempo [8].

4. Consultar al cliente acerca de sus necesidades exactas y qué considera él de valor.

5. Perseguir la Mejora continua [9].

 

Mapa de flujo de valor

El mapa de flujo de valor es la representación gráfica del flujo de material e información de un producto que corre desde el cliente hacia el proveedor. Así mismo, también representa la situación inicial (.current state map.) la situación deseada (.future state map.) a la que se quiere llegar [10].

Los beneficios que presenta la realización de un mapa de flujo de valor son múltiples [11, 12]. A continuación, se detallan algunos de ellos:

-  Ayuda a visualizar más allá del nivel del proceso en producción para poder ver el flujo completo.

-  Ayuda a ver más que el desperdicio, sino también fuentes del mismo.

-  Proporciona un lenguaje común para hablar de procesos de manufactura.

-  Ayuda a tomar decisiones sobre el flujo que de otra forma no se perciben.

-  Forma la base para el plan de implementación Lean.

-  Muestra la relación entre flujo de información y de material.

-  Es más útil que un lay out y otras herramientas cuantitativas que discriminan información importante para conocer el flujo de material e información.

Los principales pasos para construir el mapa de flujo de valor o VSM se resumen básicamente en 4:

1.  Seleccionar una familia de productos

2.  Dibujar el .current state. o estado incial

3.  Plantear el .future state. o estado futuro al que se quiere llegar

4.  Preparar un plan de implementación y comenzar a trabajar en él

Para poder realizar un mapa de flujo de valor, es necesario estar familiarizado con los iconos usados para representar los distintos procesos, flujos y cualquier otro tipo de información. En la figura 2 se muestran algunos de los símbolos utilizados.

Figura 2: Símbolos del mapa de flujo de valor

Una vez que tenemos definida la familia sobre la que se quiere trabajar se debe proceder a la recogida de datos. Para reunir todos esos datos, es fundamental la colaboración de varios departamentos, como son: planificación de ventas, logística, producción, compras e ingeniería de manufactura y mantenimiento.

Resultados: 

Sistema productivo inicial

Una vez seleccionada la familia de productos sobre la que se quiere trabajar se plantea el “VSM” con la situación inicial del proceso de fabricación. En esta presentación mostramos el caso de la bisagra para el proyecto Scania LKW.

Esta familia de productos consta de dos procesos diferenciados, uno el de mecanizado y otro el de montaje. A través del VSM “situación inicial” podemos ver todo el proceso productivo al completo, desde que los materiales entran en la planta, hasta que el producto final es suministrado al cliente.

A través de los tiempos de entrega de mercancías, tiempos de operación, esperas, movientos de materiales se llega a calcular el Lead time.

Figura 3: Mapa de flujo de valor “situación inicial”

Sobre este estado inicial, y utilizando la herramienta kaizen, se señalan los puntos del proceso en los que se va a actuar

Figura 4: Mapa de flujo de valor “estado futuro”

 

 

Discusión de resultados: 

Mejoras propuestas

Con el “estado futuro” planteado, el siguiente paso será realizar el plan de mejoras.

Antes de llevarlas a cabo, es muy importante calcular la viabilidad económicade cada mejora planteada, para tomar la decisión de si seguir adelante con ellas, o por el contrario descartarlas.

Una de las mejoras planteadas fue robotizar la célula de mecanizado. El estudio de viabilidad económica fue favorable, por lo que seguimos adelante con ello.

Inicialmente el operario era el que se encargaba de alimentar piezas a la máquina y pulsar al botón de inicio de ciclo. La idea era que esta operación, sin apenas valor añadido, la realizara el robot. De esta forma operario podría dedicarse a realizar los controles de calidad, automantenimiento de la máquina; pasando así a empoderar a los operarios haciendo suya la máquina. En la figura 5 y 6 puede apreciarse el estado inicial de la célula frente al estado final ya que con el robot incluido en el puesto de trabajo.

Figura 5: Situación inicial de la célula de mecanizado

Figura 6: Situación final de la célula de mecanizado

Otra de las mejoras propuestas, con un resultado positivo en el estudio de rentabilidad del proyecto, fue la unificación del proceso de montaje.

Cuando se industrializó el proyecto en Edscha, se utilizaron los medios de los que se disponían en la planta. Esto originó una situación en la que el lay-out del proceso no era el óptimo, pues cada máquina se encontraba ubicada en una zona de la fábrica, con distancias muy grandes y movientos de material innecesarios, que no aportaban nada de valor añadido al producto final. Por estos motivos, estaba claro que unificando en una célula el proceso de montaje era la mejor solución.

En el proceso de montaje incial, las máquinas tipo utilizadas eran varias prensas, una rebordeadora y un atornillador. En las figuras 7, 8 y 9 se muestra un ejemplo de estas máquinas tipo usadas.

Figura 7: Situación inicial proceso montaje (prensa tipo)

Figura 8: Situación inicial proceso montaje (rebordeadora tipo)

Figura 9: Situación inicial proceso montaje (atornillador)

Al igual que en el caso del proceso de mecanizado, las operaciones eran manuales y el trabajo que realizaba el operario se limitaba a colocar la pieza en la máquina y pulsar el botón de inicio de ciclo.

Por lo tanto, el objetivo a conseguir era doble, liberar de trabajo rutinario al operario y unificar el proceso de montaje en una célula. Tras varios estudios la mejor solución era adquirir una máquina nueva, uniendo 4 operaciones en 1; además de incluir un control de funcionalidad y de aspecto, asegurando la calidad en el 100% de las piezas fabricadas. En las figuras 10, 11 y 12 puede verse como fue el resultado final de la célula de montaje.​

Figura 10: Situación final proceso montaje (máquina nueva)

Figura 11: Situación final proceso montaje (unión máquina nueva con atornillador)

Figura 12: Situación final proceso montaje (célula completa)

Conclusiones: 

Como se ha explicado, la finalidad que se persigue al aplicar las herramientas del Lean Manufacturing, es obtener un proceso productivo con un flujo continuo, donde no existan despilfarros ni actividades que no aporten valor añadido a nuestro producto [13].

Gracias a la mejora continua, se ha conseguido optimizar el sistema de producción que había inicialmente para fabricar las bisagras del proyecto Scania LKW 106. Del todo no se ha conseguido obtener un flujo continuo, con operaciones equilibradas en cuanto a tiempos ciclos, pero se han conseguido los siguientes resultados:

-  Automatización de la célula de mecanizado

-  Se ha conseguido reducir el tiempo que no añade valor a la bisagra en 6,5 días.

-  El tiempo que añade valor también se ha reducido, en este caso en 61,25 minutos.

-  Además, con la reducción del tiempo ciclo, se aumenta notablemente la capacidad de la célula, y por consiguiente la productividad.

En la figura 13 puede verse el mapa de flujo de valor con los datos actualizados una vez implantadas las mejoras.

Figura 13: Mapa de flujo de valor “estado final”

Con estos resultados, destacar lo importante que es que todos los departamentos que estén involucrados, se den cuenta de lo que se puede llegar a conseguir con esfuerzo.

Además de la colaboración de los departamentos de la planta [14], también es importante que cooperen los clientes y proveedores, para que la planificación de la producción se pueda realizar de la forma más eficiente.

Las mejoras en salud laboral relacionadas con lean manufacturing han sido estudiadas por varios aturores [15-18].

Otra de las conclusiones que se ha obtenido, es la necesidad de tener un planning de las acciones que se van a realizar, con fechas, para poder hacer un buen seguimiento de aquellas que ya se hayan realizado y saber qué es lo que queda pendiente, para poder organizar el trabajo de la mejor manera en cada momento [19].

Todos debemos trabajar hacia un punto común, y así es como se consiguen los mejores resultados, y además de ello, mejorando con creces los objetivos fijados.

 

Referencias bibliográficas: 

1.            Ford, A.L., et al., Reducing Door-to-Needle Times Using Toyota's Lean Manufacturing Principles and Value Stream Analysis. Stroke, 2012. 43(12): p. 3395-+.

2.            Womack, J., Jones, D., The machine that changed the world. 1991, Estados Unidos: Harper Perennial.

3.            Melton, T., The benefits of lean manufacturing - What lean thinking has to offer the process industries. Chemical Engineering Research & Design, 2005. 83(A6): p. 662-673.

4.            Womack, J.P., Lean thinking: Where have we been and where are we going? Manufacturing Engineering, 2002. 129(3): p. L2-L6.

5.            Hong, P., M.G. Yang, and D.D. Dobrzykowski, Strategic customer service orientation, lean manufacturing practices and performance outcomes An empirical study. Journal of Service Management, 2014. 25(5): p. 699-723.

6.            Kou, T.-C., B.C.Y. Lee, and C.-F. Wei, The role of product lean launch in customer relationships and performance in the high-tech manufacturing industry. International Journal of Operations & Production Management, 2015. 35(8): p. 1207-1223.

7.            Naylor, J.B., M.M. Naim, and D. Berry, Leagility: Integrating the lean and agile manufacturing paradigms in the total supply chain. International Journal of Production Economics, 1999. 62(1-2): p. 107-118.

8.            Perez Rave, J.I., Airplane of the muda: support tool for the teaching-learning experience of lean manufacturing. Revista Facultad De Ingenieria-Universidad De Antioquia, 2011(58): p. 173-182.

9.            Indrawati, S. and M. Ridwansyah, Manufacturing Continuous Improvement Using Lean Six Sigma: An Iron Ores Industry Case Application, in Industrial Engineering and Service Science 2015, Iess 2015, N. Pujawan, et al., Editors. 2015. p. 528-534.

10.          Abdulmalek, F.A. and J. Rajgopal, Analyzing the benefits of lean manufacturing and value stream mapping via simulation: A process sector case study. International Journal of Production Economics, 2007. 107(1): p. 223-236.

11.          Nallusamy, S., LEAN MANUFACTURING IMPLEMENTATION IN A GEAR SHAFT MANUFACTURING COMPANY USING VALUE STREAM MAPPING. International Journal of Engineering Research in Africa, 2016. 21: p. 231-237.

12.          Rohani, J.M. and S.M. Zahraee, Production line analysis via value stream mapping: a lean manufacturing process of color industry, in 2nd International Materials, Industrial, and Manufacturing Engineering Conference, Mimec2015, D. Kurniawan and F.M. Nor, Editors. 2015. p. 6-10.

13.          Shah, R. and P.T. Ward, Lean manufacturing: context, practice bundles, and performance. Journal of Operations Management, 2003. 21(2): p. 129-149.

14.          Li, Y.X., M.H. Liu, and Z.L. Li, The Dual Implementation of Lean and ERP in Manufacturing, in Manufacturing Engineering and Automation Ii, Pts 1-3, L.C. Zhang, et al., Editors. 2012, Trans Tech Publications Ltd: Stafa-Zurich. p. 400-404.

15.          Brown, G.D., Lean manufacturing comes to china: A case study of its impact on Workplace health and safety. International Journal of Occupational and Environmental Health, 2007. 13(3): p. 249-257.

16.          dos Santos, E.F. and L.d.S. Nunes, Methodology of Risk Analysis to Health and Occupational Safety Integrated for the Principles of Lean Manufacturing, in Advances in Social & Occupational Ergonomics, R.H.M. Goossens, Editor. 2017. p. 349-353.

17.          Montero Martínez, R., Relación entre el Lean Manufacturing y la seguridad y salud ocupacional health. Salud de los Trabajadores, 2016. 24(2): p. 133-138.

18.          Mariscal Saldaria, M.A., et al., The Impact of Occupational Hazard Information on Employee Health and Safety: An Analysis by Professional Sectors in Spain. The International Electronic Journal of Health Education, 2012. 15: p. 83-98.

19.          Anholon, R. and A.T. Sano, Analysis of critical processes in the implementation of lean manufacturing projects using project management guidelines. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016. 84(9-12): p. 2247-2256.