Antecedentes del uso de lean manufacturing y su aplicación para el incremento de la eficiencia

Se entiende por Lean Manufacturing como la “persecución de una mejora del sistema de producción mediante la eliminación del desperdicio, entendiéndose como desperdicio a toda aquella actividad que no agrega valor a un proceso” (^{Rajadell & Sánchez, 2010}). De igual manera “las tareas que contribuyen a incrementar el valor del producto no superan el 1 % del total del proceso productivo, es decir, 99 % de las actividades restantes no aportan valor y entonces constituyen desperdicios” (^{Rajadell & Sánchez, 2010}).

La existencia de actividades que no agregan valor a un proceso tiene un impacto negativo en su eficiencia, es decir, no se utilizan los recursos de materia prima, mano de obra o producto de una manera óptima. “Eficiencia se emplea para relacionar los esfuerzos frente a los resultados que se obtengan. Si se obtienen mejores resultados con menor gasto de recursos o menores esfuerzos, se habrá incrementado la eficiencia” (^{Lam & Hernández, 2008}). Asimismo, “la eficiencia de una fábrica o de un proceso industrial se mide mediante indicadores basados en el cociente de los resultados obtenidos entre los recursos empleados” (^{Madariaga, 2024}). Un ejemplo: número de piezas (por día) entre el número de operarios. Para ^{Cieza & Olivera (2018)} un plan de mejora basado en herramientas de Lean Manufacturing puede incrementar la eficiencia física en 11.67 % e incrementar la eficiencia técnica en 12.41 %. “Con la implementación de Estudio de Trabajo, 5S y Gestión por Procesos, se lograron reducir los reprocesos de 29.78 % a 11.31 % y el tiempo total se redujo de 0.97 h/cil a 0.82 h/cil, aumentando así la eficiencia del proceso productivo de 66.62 % a 81.75 %” (^{Mau et al., 2019}).

En su trabajo, ^{Arroyo & Cruces (2020)} proponen un modelo para mejorar la eficiencia en el área de extrusión, aplicando herramientas de Lean Manufacturing, cuyos resultados de prueba mostraron un aumento en la eficiencia de 78 % a 83 %. También ^{Figueroa (2020)} propone un sistema de gestión Lean Manufacturing cuyas herramientas proyectan una mejora de la eficiencia de 23.91 %. En su propuesta de mejora, ^{Hurtado & Cespedes (2021)} utilizando herramientas de Lean Manufacturing obtienen como principal resultado que la eficiencia de producción de la empresa se incrementó de 68 % a 74 %. En su investigación, ^{Requena & Zuñiga (2021)} muestran que al implementar las herramientas de Lean Manufacturing la eficiencia de la empresa aumentó de un 40.25 % a un 47.43 %. En su investigación, ^{Gamarra & Avila (2020)} realizaron un modelo con base en las herramientas Lean Manufacturing, el cual permitió incrementar la eficiencia global de los equipos a un 74.2 %.

El proceso de revisión de estado de envases no tenía un método estandarizado de revisión para la identificación de defectos, no existiendo una ordenada distribución de actividades entre los operarios que asegure la revisión de todos los tipos de defectos en los envases en el tiempo disponible, representando una ineficiencia en el uso de los recursos.

Se tiene como Hipótesis principal: Mediante la implementación de herramientas de Lean Manufacturing se logra mejorar la eficiencia del proceso revisión de estado de envases y como hipótesis secundaria: Mediante la implementación de herramientas de Lean Manufacturing se logra la reducción de retrabajos realizados, es decir, se reduce el número de veces en realizar una segunda revisión de cajas completas con envases revisados.

Desarrollo de la metodología

Según ^{Tapping & Shuker (2003)} existen tres fases para implementar Lean Manufacturing:

Como inicio de la mejora al proceso seleccionado se consideraron solo las dos primeras fases.

Demanda del cliente

Para definir la demanda del cliente se considera la siguiente información:

Nota: El número de envases por hilera es 33.

Flujo continuo

Según ^{Tapping & Shuker (2003)} en el corazón del Lean está el Just InTime o flujo continuo, es decir, producir trabajo de acuerdo con tres principios clave: Solo lo que se necesita, justo cuando se necesita, en la cantidad exacta necesaria. Como primera actividad, se asociaron todos los tipos de defectos a las actividades que los operarios realizaban para identificar dichos defectos (Tabla 3).

Luego de diez muestras de cada actividad, se midieron los respectivos tiempos de ciclo del proceso “Revisión de estado de envases”. Considerando los tiempos por suplementos (Tabla 4) se obtiene el tiempo total de ciclo (Tabla 5).

El turno de trabajo es de 11 horas, al cual se le ha excluido 1 hora de refrigerio, por lo tanto, para el cálculo del tiempo takt se considera el equivalente de 39,600 segundos:

Para el diseño de la gráfica de equilibrio (Tabla 6), se calcula el número de operarios requeridos:

Donde número de operarios = 5.1. Se considerará el valor de 5 operarios.

Para establecer un flujo continuo se utilizaron las siguientes herramientas de Lean Manufacturing: Gráfica de equilibrio y manufactura celular.

La gráfica de equilibrio

^{Tapping & Shuker (2003)} señalan que: “La Gráfica de equilibrio de trabajadores es una muestra visual de los elementos de trabajo, tiempos y trabajadores en cada ubicación. Se utiliza para mostrar oportunidades de mejora mostrando visualmente los tiempos de cada operación de trabajo en relación con el tiempo total del ciclo del flujo de valor y el tiempo takt” (Tabla 7).

Del diseño establecido en la Tabla 7 se elabora la gráfica de equilibrio para los cinco operarios (Figura 1).

Figura 1 Grafica de equilibrio 

Manufactura celular

Es otra herramienta de Lean Manufacturing. Según ^{Bicheno & Holweg (2009)}, aplicando manufactura celular se puede conseguir: Reducción del lead time a través del flujo de pieza única, reducciones de inventario, control simplificado, identificación temprana de problemas de calidad, posibilidades mejores de rotación de trabajos, flexibilidad de volumen ajustando el número de trabajadores. Se elabora el diseño de célula para tres operarios cuyo diseño realizado de la manufactura celular involucra también la implementación de las 5S (Figura 2).

Figura 2 Diseño de célula con cinco operarios 

Se evidencia que el ultimo operario (asignado con el numero 5) queda con tiempos libres por los tiempos de espera que pueden presentarse en las actividades que realicen los operarios que lo anteceden. Se observa que la actividad “Limpiar cada hilera con alcohol isopropílico”, la cual es la que ocupa mayor tiempo, puede realizarse solo a algunos envases y no a todos, es decir, la limpieza abarcaría específicamente solo para aquellos envases que pueden presentar grasa en sus bordes, polvillo o pelusa. Se observa que dividir las hileras de los envases en tres partes beneficia el traslado de dichas partes para la realización de todas las actividades establecidas, pero incrementa el tiempo de ciclo total.

5S

Otra herramienta de Lean Manufacturing son las 5S. “Las 5S constituyen una disciplina para lograr mejoras en la productividad del lugar de trabajo mediante la estandarización de hábitos de orden y limpieza” (^{Socconini, 2017}). A través de la evaluación de las 5S tambien se puede observar una situación inicial y una situación posterior. Se consideran los siguientes valores de puntuación para evaluar 5S: Bastante de acuerdo: 4, De acuerdo: 3, No estoy muy de acuerdo: 2, Casi nada de acuerdo: 1, En Desacuerdo: 0 (Tabla 12, Figura 5).

Figura 5 Radar 5S-Situación inicial