Construcción de modelos de simulación en FlexSim que implementen herramientas Lean Manufacturing en una línea de ensamblaje

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIALES Grado en Ingeniería en Organización Industrial Construcción de modelos de simulación en FlexSim que implementen herramientas Lean Manufacturing en una línea de ensamblaje Autor: Vega Anzules, Arancha Tutor: Sanz Angulo, Pedro Departamento OECIM Valladolid, Junio 2021. RESUMEN El Lean Manufacturing es una herramienta muy extendida en las empresas para mejorar sus sistemas productivos, por lo que es necesario promover su estudio en las carreras de ingeniería industrial. El presente trabajo busca ayudar en esta labor empleando otra herramienta clave utilizada para apoyar la toma de decisiones: la simulación. En concreto, en el proyecto se han construido múltiples modelos ficticios mediante el software de simulación FlexSim, un simulador 3D orientado a objetos, lo que permite una mejor visualización de la implementación de las técnicas Lean y de sus resultados. Partiendo de un modelo inicial, se identifican las fuentes de despilfarros y se seleccionan las técnicas Lean más adecuadas para su mejora, lo que da lugar a nuevos modelos en los que se logra mejorar distintos parámetros operativos de forma gradual. PALABRAS CLAVE Lean Manufacturing, Simulación, Modelo, Kanban, Kitting, FlexSim. ABSTRACT Companies use the Lean Manufacturing in order to improve their production system. As a result, it is essential to learn it in industrial engineering careers. This project seeks to help in this work using key tool used to support decision making: simulation. In this project, multiple fictitious models have been built using the FlexSim simulation software. FlexSim is an object-oriented 3D simulator which allows a better visualisation of the implementation of Lean techniques and their results. In the initial model, the sources of waste are identified and the Lean techniques are chosen for their improvement. This gives rise to new models in which different operating parameters are gradually improved. KEYWORDS Lean Manufacturing, Simulation, Model, Kanban, Kitting, FlexSim. AGRADECIMIENTOS En primer lugar, me gustaría agradecer a mi tutor Pedro por la ayuda, los consejos y la dedicación durante el desarrollo del presente trabajo. Agradecer a mi familia, en especial a mis padres y a mi hermano, por su apoyo incondicional. A mis amigos, tanto de la universidad como fuera de ella. Por último, a todos los profesores que en mis años de carrera me han aportado los conocimientos para llegar hasta aquí. A todos ellos, mil gracias. i ÍNDICE INTRODUCCIÓN… .......................................................................... 1 1. JUSTIFICACIÓN...............................................................................................................................1 2. OBJETIVOS ....................................................................................................................................1 3. ALCANCE ......................................................................................................................................2 4. ESTRUCTURA DE LA MEMORIA..........................................................................................................2 CAPÍTULO 1: LEAN MANUFACTURING ............................................. 5 1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................................5 2. DEFINICIÓN...................................................................................................................................5 3. ORIGEN Y ANTECEDENTES................................................................................................................6 4. ESTRUCTURA .................................................................................................................................9 5. PRINCIPIOS ................................................................................................................................ 10 5.1. Sección I. Filosofía............................................................................................................ 10 5.2. Sección II. Proceso............................................................................................................ 11 5.3. Sección III. Personas......................................................................................................... 11 5.4. Sección IV. Resolución de problemas................................................................................. 12 6. DESPILFARRO ............................................................................................................................. 12 6.1. Despilfarro por exceso de almacenamiento....................................................................... 13 6.2. Despilfarro por sobreproducción....................................................................................... 14 6.3. Despilfarro por sobreprocesos .......................................................................................... 15 6.4. Despilfarro por tiempo de espera ..................................................................................... 16 6.5. Despilfarro por transporte y movimientos innecesarios ..................................................... 17 6.6. Despilfarro por defectos, rechazos y reprocesos ................................................................ 17 7. KAIZEN ...................................................................................................................................... 18 CAPÍTULO 2: TÉCNICAS LEAN ..................................................... 21 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................... 21 2. 5S ............................................................................................................................................ 22 2.1. Seiri (Seleccionar)............................................................................................................. 23 2.2. Seiton (Orden) ................................................................................................................. 24 2.3. Seiso (Limpieza) ............................................................................................................... 25 2.4. Seiketsu (Estandarización)................................................................................................ 25 2.5. Shitsuke (Disciplina) ......................................................................................................... 26 3. ESTANDARIZACIÓN ...................................................................................................................... 26 4. SMED ...................................................................................................................................... 27 5. TPM......................................................................................................................................... 29 6. JIDOKA ...................................................................................................................................... 32 7. HEIJUNKA .................................................................................................................................. 34 8. KANBAN .................................................................................................................................... 35 ii CAPÍTULO 3: SIMULACIÓN CON FLEXSIM ....................................... 39 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................... 39 2. DEFINICIÓN DE SIMULACIÓN ......................................................................................................... 40 3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA SIMULACIÓN ................................................................................. 40 4. FLEXSIM .................................................................................................................................... 41 4.1. Definición ........................................................................................................................ 42 4.2. Características ................................................................................................................. 42 4.3. Aplicaciones..................................................................................................................... 43 4.4. Terminología ................................................................................................................... 43 4.5. Interfaz de usuario ........................................................................................................... 44 4.6. Objetos............................................................................................................................ 45 CAPÍTULO 4: MODELO INICIAL .................................................... 53 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................... 53 2. DESCRIPCIÓN ............................................................................................................................. 53 3. CONSTRUCCIÓN DEL MODELO ....................................................................................................... 54 3.1. Una primera mejora......................................................................................................... 59 CAPÍTULO 5: MODELOS MEJORADOS............................................ 65 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................... 65 2. MODELO KANBAN ...................................................................................................................... 65 2.1. Descripción ...................................................................................................................... 65 2.2. Construcción del modelo .................................................................................................. 66 3. MODELO KITTING-ONE PIECE FLOW ............................................................................................. 74 3.1. Descripción ...................................................................................................................... 74 3.2. Construcción del modelo .................................................................................................. 75 3.3. Modelo Kitting con dos modelos de productos .................................................................. 79 3.4. Modelo Kitting aplicando Heijunka ................................................................................... 83 3.5. Modelo Kitting con tiempos de preparación y célula en U.................................................. 86 CAPÍTULO 6: RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN .............................. 91 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................... 91 2. GRÁFICOS .................................................................................................................................. 92 3. MODELO INICIAL......................................................................................................................... 92 4. PRIMERA MEJORA ....................................................................................................................... 95 5. MODELO KANBAN ...................................................................................................................... 96 6. MODELO KITTING-ONE PIECE FLOW ............................................................................................. 98 6.1. Modelo Kitting con dos modelos de productos ................................................................ 100 6.2. Modelo Kitting aplicando Heijunka ................................................................................. 102 6.3. Modelo Kitting con tiempos de preparación.................................................................... 104 6.4. Modelo Kitting con tiempos de preparación y célula en U................................................ 105 CAPÍTULO 7: ESTUDIO ECONÓMICO ........................................... 109 1. INTRODUCCIÓN......................................................................................................................... 109 iii 2. PROFESIONALES INVOLUCRADOS ................................................................................................. 110 3. DEFINICIÓN DE LAS FASES DEL PROYECTO...................................................................................... 110 4. COSTES DE ELABORACIÓN DEL PROYECTO...................................................................................... 111 4.1. Coste personal ............................................................................................................... 111 4.2. Coste material ............................................................................................................... 112 4.3. Costes indirectos............................................................................................................ 112 5. COSTE FINAL............................................................................................................................. 112 5.1. Costes asignados a la fase 1 ........................................................................................... 113 5.2. Costes asignados a la fase 2 ........................................................................................... 113 5.3. Costes asignados a la fase 3 ........................................................................................... 114 5.4. Costes asignados a la fase 4 ........................................................................................... 114 5.5. Costes asignados a la fase 5 ........................................................................................... 115 5.6. Costes asignados a la fase 6 ........................................................................................... 115 5.7. Resultados finales .......................................................................................................... 115 CAPÍTULO 8: CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS DE TRABAJO .......... 119 1. CONCLUSIONES......................................................................................................................... 119 2. LÍNEAS FUTURAS ....................................................................................................................... 121 BIBLIOGRAFÍA…… ...................................................................... 123 Introducción 1 INTRODUCCIÓN 1. Justificación Las empresas son capaces de simular sistemas de producción reales a través de los simuladores, a fin de identificar problemas para lograr la mejora del sistema. La simulación supone para ellos una gran ventaja económica y un mejor conocimiento de sus sistemas de producción, entre otros. Además, se pueden crear modelos tanto de sistemas ficticios como reales que sirvan en la enseñanza universitaria para una mejor comprensión de los conceptos enseñados en las aulas. Para esta labor, existen en el mercado un gran número de herramientas de simulación, entre las que destacan los simuladores. Estas aportan grandes ventajas tanto en las empresas como en la enseñanza universitaria. Además, debido al gran número existente, se puede elegir el más idóneo dependiendo del sistema que se desea simular. Por otro lado, el Lean Manufacturing es una filosofía de trabajo basado en las personas que busca la mejora continua a través de la eliminación de los despilfarros. En la actualidad las empresas acuden a esta filosofía con el objetivo de mejorar sus sistemas de producción, por lo que sigue siendo tan importante. Por ello, este trabajo se propone mostrar las técnicas Lean mediante el software de simulación FlexSim, a través de la construcción de modelos ficticios que sirvan para lograr un mejor entendimiento de estas técnicas y los beneficios que supone su implantación. Además, se mostrará el funcionamiento del programa FlexSim a lo largo del trabajo. 2. Objetivos El principal objetivo del proyecto es la creación de modelos que sirvan como apoyo en la enseñanza del Lean Manufacturing en el ámbito universitario. Se pretende lograr una mejor comprensión de las técnicas Lean, como los sistemas Kanban o el sistema Kitting-One Piece Flow, a partir de la simulación, mostrando, tanto visualmente como numéricamente, los beneficios que supone su implantación. En segundo lugar, se pretende que sirva para mostrar las ventajas que supone el uso de la simulación como herramienta para la toma de decisiones, Introducción 2 empleando para ello un software de simulación como FlexSim, que permite construir fácilmente en 3D cualquier sistema productivo. Por último, entre los objetivos personales se desea lograr una mejor comprensión de la filosofía Lean Manufacturing, junto a sus técnicas, y el aprendizaje del funcionamiento del simulador FlexSim. 3. Alcance En primer lugar, se investigarán los orígenes y antecedentes que dieron lugar al Lean Manufacturing, junto a sus características, conceptos más importantes y las técnicas con la que se lleva a cabo la implantación de esta filosofía en las empresas. A continuación, se estudiará el funcionamiento del software de simulación FlexSim para conseguir el objetivo de construir diferentes modelos visuales que sirvan para la enseñanza. El modelo inicial, construido a partir de FlexSim, es un sistema de producción con cinco puestos de trabajo, en los que se ensamblan los diferentes componentes que dan lugar al producto final. Los puestos de trabajo tienen tiempos de producción muy variados que dan lugar a un cuello de botella en uno de ellos. Además, se dispone de almacenes con gran capacidad. A lo largo del presente trabajo se propondrán diferentes diseños como la producción en lotes, el sistema Kanban, el sistema Kitting-One Piece Flow, …, para lograr mejoras. En este último, se introducirá diversidad y tiempos de preparación en las máquinas, dando lugar a modelos para mostrar la técnica Heijunka y la disposición del sistema de producción en célula en U. 4. Estructura de la memoria El presente trabajo se encuentra dividido en ocho capítulos. El primer capítulo se centra en la filosofía Lean Manufacturing, detallando sus orígenes y antecedentes, los principios que la sustentan y los conceptos más importantes. En el segundo capítulo se explican las principales técnicas Lean, describiendo sus características y los beneficios que se logran a través de la implantación de cada una de ellas. En el tercer capítulo se describe la simulación con FlexSim, explicando en qué consiste la simulación, así como las ventajas y desventajas que presenta. Respecto al software de simulación FlexSim se explicarán las características Introducción 3 que han dado lugar a su elección, así como su interfaz de usuario y los objetos que lo forman. En el cuarto capítulo se presenta el modelo inicial de simulación, donde se explicará las características del sistema de producción y su construcción en FlexSim. El modelo inicial muestra una serie de desperdicios, entre los que destacan el cuello de botella formado en uno de sus puestos de trabajo y el gran número de productos en curso. En el quinto capítulo se detallan los modelos de mejora diseñados a partir del modelo inicial, describiendo su funcionamiento y su construcción en FlexSim. Entre los modelos diseñados destacan el modelo Kanban y el modelo Kitting- One Piece Flow. A partir de este último sistema, se muestran la técnica Heijunka y la disposición del sistema de producción en célula en U al introducir diversidad y tiempos de preparación en las máquinas. En el sexto capítulo se presentan los resultados de la simulación de los diferentes modelos a partir de los gráficos hallados en FlexSim. la recogida de los datos numéricos en tablas y las ilustraciones obtenidas del sistema durante el periodo de simulación. Finalmente, se comentan las ventajas obtenidas a partir de los modelos mejorados. En el séptimo capítulo se muestra el estudio económico del presente trabajo, en el que se detallan los profesionales necesarios, las fases del proyecto y los costes de su realización. Por último, se presentan las principales conclusiones finales del proyecto junto a las líneas futuras. Lean Manufacturing 5 CAPÍTULO 1: LEAN MANUFACTURING 1. Introducción En este primer capítulo se explicará qué es el Lean Manufacturing, junto a sus orígenes y los antecedentes que le dieron lugar. Se explicará su estructura a partir de la “Casa del Sistema de Producción Toyota” y los principios que lo sustentan. En la última parte de este capítulo se definirá el despilfarro y el Kaizen, dos términos muy importantes en la filosofía Lean. 2. Definición El término Lean Manufacturing es una palabra inglesa, de la que existe un gran número de traducciones en castellano. Las más conocidas son manufactura esbelta, producción o fabricación delgada, ajustada, ágil, esbelta o sin grasa. A pesar de las numerosas definiciones el término en inglés suele ser el más utilizado para referirse a esta filosofía. Capítulo 1 6 Lean Manufacturing es una filosofía de trabajo, basada en las personas, que define la forma de mejorar un sistema de producción. Se centra en identificar y eliminar todo tipo de desperdicios, es decir, aquellos procesos que no aportan valor al producto y por los que el cliente no está dispuesto a pagar. Para alcanzar sus objetivos cuenta con una serie de técnicas que cubren la práctica totalidad de las áreas operativas de fabricación: organización de puestos de trabajo, gestión de la calidad, flujo interno de producción, mantenimiento, gestión de la cadena de suministro (Hernández & Vizán, 2013). El verdadero poder de Lean Manufacturing radica en descubrir continuamente en toda empresa aquellas oportunidades de mejora que están escondidas; siempre habrá desperdicios susceptibles de ser eliminados. Se debe reconocer que los desperdicios existen y siempre serán un reto para aquellos que estén dispuestos a encontrarlos y eliminarlos (Socconini, 2019). El objetivo final es generar una nueva cultura de la mejora basada en la comunicación y en el trabajo en equipo, buscando nuevas formas de hacer las cosas más segura, ágil, flexible y económica. 3. Origen y antecedentes En el siglo XX surgen las primeras técnicas de organización de la producción de la mano de F.W. Taylor y Henry Ford. Taylor estableció las bases de la organización científica del trabajo y posteriormente Henry Ford introdujo las primeras cadenas de producción de automóviles en masa. En 1902, Sakichi Toyoda creó un dispositivo que detectaba problemas en los telares; cuando se rompía un hilo paraba la máquina y alertaba al operario con una señal visual. Este dispositivo se trata de un claro ejemplo de un Jidoka, una técnica del Lean Manufacturing que más adelante se explicará. Esta medida permitía que un único operario controlara varios telares y no producir material defectuoso. En 1929 vende la patente de este dispositivo y con lo ganado funda junto a su hijo Kiichiro Toyoda la compañía Toyota. Después de la Segunda Guerra Mundial, en la que Japón salió derrotada y debilitada, las empresas japonesas debían reconstruir una industria competitiva. El JIT (Just in Time, Justo a tiempo) surge como una necesidad de volver a hacer funcionar la economía japonesa. Se interesaron en estudiar los métodos de producción de Estados Unidos, con especial atención a las prácticas productivas de Ford, el control estadístico de procesos desarrollado por W. Shewart, las técnicas de calidad de Edwards Deming y Joseph Moses Juran, junto con las desarrolladas en el propio Japón Lean Manufacturing 7 por Kaoru Ishikawa (Hernández & Vizán, 2013). El ingeniero Eiji Toyoda, que sucedió a su primo Kiichiro Toyoda en el mando de la compañía, junto al ingeniero Taiichi Ohno visitaron empresas estadounidenses. Tras esta visita, concluyeron que el sistema de producción americano no podría ser aplicable en Japón, dadas sus características. Debían buscar un método de producción de automóviles pequeños y modelos variados, por lo que era necesario suprimir los stocks, aprovechar las capacidades humanas de los trabajadores y eliminar una serie de despilfarros. A partir de estas reflexiones, Ohno estableció las bases del nuevo sistema de gestión Just in Time, también conocido como el Sistema de Producción Toyota (TPS, Toyota Production System). El sistema formulaba un principio muy simple, producir solo lo que se demanda y cuando el cliente lo solicita. Las aportaciones de Ohno se complementaron con los trabajos de Shigeo Shingo, también ingeniero industrial de Toyota, que estudió detalladamente la administración científica de Taylor, así como las teorías sobre tiempos y movimientos de Frank Gilbreth. Entendió la necesidad de transformar las operaciones productivas en flujos continuos, sin interrupciones, con el fin de proporcionar al cliente únicamente lo que requería, centrándose en la reducción de los tiempos de preparación. Sus primeras aplicaciones se centraron en la reducción radical de los tiempos de cambio de herramientas, creando los fundamentos del sistema SMED (Single Minute Exchange of Die). Se fueron desarrollando otras diferentes técnicas como el sistema Kanban, Jidoka, Poka–Joke que fueron enriqueciendo el sistema Toyota (Hernández & Vizán, 2013). En 1973 la crisis del petróleo hizo que Toyota destacara; muchas empresas se vieron afectadas por esta crisis teniendo que cerrarlas, mientras a Toyota parecía no afectarle. El gobierno pidió a Toyota que enseñara sus técnicas y estrategias para que este modelo se extendiera a las demás empresas japonesas. De esta forma, la industria japonesa empezó a ganar una ventaja competitiva en occidente. A principios de la década de los 90 se publica el libro “La máquina que cambió el mundo”, de Womack, Jones y Roos, que dio a conocer esta filosofía en occidente. Además, se le denominó por primera vez Lean Manufacturing, como se la conoce hoy en día. El origen del Lean Manufacturing se encuentra en el momento en que las empresas japonesas adoptaron una cultura, que se mantiene hasta nuestros días. Consiste en buscar continuamente la forma de aplicar mejoras en la planta de fabricación a nivel de puesto de trabajo y línea de fabricación, todo Capítulo 1 8 ello en contacto directo con los problemas y contando con la colaboración, involucración y comunicación plena entre directivos, mandos y operarios. En esa búsqueda adoptaron plenamente los principios de la calidad total y la mejora continua, logrando un cambio de mentalidad que no se produciría hasta décadas después en las fábricas de occidente (Hernández & Vizán, 2013). En la Ilustración 1.1. se muestra un esquema de los antecedentes del Lean Manufacturing. Ilustración 1.1. Esquemas antecedentes del Lean Manufacturing. Adaptado de (Socconini, 2019). Lean Manufacturing 9 4. Estructura Lean cuenta con una gran cantidad de técnicas, por lo que para explicar esta filosofía se suele usar la “Casa del Sistema de Producción Toyota”. Se emplea este símil debido a que una casa constituye un sistema estructural fuerte siempre que sus cimientos y sus pilares lo sean. Algo parecido ocurre con el Lean: si se encuentra algún fallo en algunas de sus partes podría fallar el sistema. En la Ilustración 1.2. se muestra la casa Toyota ideada para explicar la estructura del Lean Manufacturing. Ilustración 1.2. Casa Toyota. Adaptado de (Toledano de Diego, Mañes Sierra, & García, 2009). Una casa debe empezarse por los cimientos, y lo mismo ocurre con el sistema Lean. Se debe implantar la filosofía Lean en la cultura de la empresa, de modo que se consiga que todos los empleados dispongan de la información adecuada, que los procesos sean estables, con el mejor estándar conocido para realizar cada operación y una carga de trabajo nivelada. El corazón de la casa es el Kaizen, término del que se hablará más adelante. Las personas y los equipos trabajan orientados a la mejora continua, reduciendo los despilfarros y las ineficiencias. Los pilares están constituidos por las herramientas Lean. En el primer pilar encontraríamos las herramientas Just In Time, fabricar solo lo que necesitamos en la cantidad que necesitamos y cuando lo necesitamos, formado por el sistema pull, SMED, takt time, etc. Capítulo 1 16 Acc iones Lean pa ra este ti po de de spilfarro: Diseño del proceso más apropiado mediante un flujo continuo de una unidad cada vez. Análisis y revisión detallada de las operaciones y los procesos. Mejora de plantillas empleando el concepto de la autonomatización humana. Implementación de la estandarización de procesos. 6.4. Despilfarro por tiempo de espera El despilfarro por tiempo de espera es el tiempo perdido por una secuencia de trabajo o proceso ineficiente. Los procesos mal diseñados pueden provocar que algunos operarios estén saturados y otros parados (Hernández & Vizán, 2013). En la Tabla 1.4 se sintetiza las principales características de este despilfarro, sus posibles causas y las acciones Lean que se pueden llevar a cabo para eliminarle. Tabla 1.4. Despilfarro por tiempos de espera. Adaptado de (Hernández & Vizán, 2013). C a racterísticas: El operario espera a que la máquina termine. Exceso de colas de material dentro del proceso. Paradas no planificadas. Tiempo para ejecutar otras tareas indirectas. Tiempo para ejecutar reproceso. La máquina espera a que el operario acabe una tarea pendiente. Un operario espera a otro operario. C a usas: Métodos de trabajo no estandarizados. Layout deficiente por acumulación o dispersión de procesos. Desequilibrios de capacidad. Falta de maquinaria apropiada. Operaciones retrasadas por omisión de materiales. Producción en grandes lotes. Baja coordinación entre operarios. Tiempos de preparación de máquina /cambios de utillaje elevados. Acc iones Lean pa ra este ti po de de spilfarro: Nivelación de la producción. Equilibrado de la línea. Layout específico de producto. Fabricación en células en U. Autonomatización con un toque humano (Jidoka). Cambio rápido de técnicas y utillaje (SMED). Operarios polivalentes. Sistema de entregas de proveedores. Mejorar los suministros de la línea de acuerdo con la secuencia de montaje. Lean Manufacturing 17 6.5. Despilfarro por transporte y movimientos innecesarios El despilfarro por transporte son los movimientos y manipulación del producto innecesarios. Los transportes y los movimientos con el producto podrían dañarlos, por lo que se deben realizar únicamente los necesarios. En la Tabla 1.5 se sintetiza las principales características de este despilfarro, sus posibles causas y las acciones Lean que se pueden llevar a cabo para eliminarle. Tabla 1.5. Despilfarro por transporte y movimientos innecesarios. Adaptado de (Hernández & Vizán, 2013). C a racterísticas: Los contenedores son demasiado grandes, o pesados, difíciles de manipular. Exceso de operaciones de movimiento y manipulación de materiales. Los equipos de manutención circulan vacíos por la planta. C a usas: Layout obsoleto. Gran tamaño de los lotes. Procesos deficientes y poco flexibles. Programas de producción no uniformes. Tiempos de preparación elevados. Excesivos almacenes intermedios. Baja eficiencia de los operarios y las máquinas. Reprocesos frecuentes. Acc iones Lean pa ra este ti po de de spilfarro: Layout del equipo basado en células de fabricación flexibles. Cambio gradual a la producción en flujo según tiempo de ciclo fijado. Trabajadores polivalentes o multifuncionales. Reordenación y reajuste de las instalaciones para facilitar los movimientos de los empleados. 6.6. Despilfarro por defectos, rechazos y reprocesos El despilfarro por defectos, rechazos y reprocesos son los productos fabricados por la empresa que son defectuosos, es decir, no cumplen los requerimientos de calidad pedidos por el cliente. Este despilfarro ocasiona un trabajo extra. El objetivo es buscar la forma de trabajar con cero defectos. En la Tabla 1.6 se sintetiza las principales características de este despilfarro, sus posibles causas y las acciones Lean que se pueden llevar a cabo para eliminarle. Capítulo 1 18 Tabla 1.6. Despilfarro por defectos, rechazos y reprocesos. Adaptado de (Hernández & Vizán, 2013). C a racterísticas: Pérdida de tiempo, recursos materiales y dinero. Planificación inconsistente. Calidad cuestionable. Flujo de proceso complejo. Recursos humanos adicionales necesarios para inspección y reprocesos. Espacio y técnicas extra para el reproceso. Maquinaria poco fiable. Baja motivación de los operarios. C a usas: Movimientos innecesarios. Proveedores o procesos no capaces. Errores de los operarios. Formación o experiencia de los operarios inadecuada. Técnicas o utillajes inapropiados. Proceso productivo deficiente o mal diseñado. Acc iones Lean pa ra este ti po de de spilfarro: Autonomatización con toque humano (Jidoka). Estandarización de las operaciones. Implantación de elementos de aviso o señales de alarma (Andon). Mecanismos o sistemas antierror (Poka-Yoke). Incremento de la fiabilidad de las máquinas. Implantación mantenimiento preventivo. Aseguramiento de la calidad en puesto. Producción en flujo continuo para eliminar manipulaciones de las piezas de trabajo. Control visual: Kanban, 5S y Andon. Mejora del entorno de proceso. 7. Kaizen Kaizen proviene de la unión de las palabras japonesas Kai, que significa “cambio”, y Zen que significa “bueno”, por lo que la unión de los términos quiere decir “cambiar para mejorar”. Es una de las claves del Lean Manufacturing como se puede observar en la Casa del Sistema de Producción Toyota, siendo el corazón de la casa. Esto se debe a que el principal objetivo de la filosofía Lean es implantar la mejora continua. El espíritu Kaizen involucra a todos los trabajadores de la empresa, desde los operarios hasta los altos cargos. Busca mejorar los procesamientos cada día con los que conseguir una garantía de la calidad, una reducción de costes, y la entrega al cliente del producto requerido en el plazo fijado. Además, otros de sus objetivos son la eliminación de los despilfarros y la solución de problemas, buscando el origen que los ocasiona (Hernández & Vizán, 2013). Lean Manufacturing 19 En la Tabla 1.7. se resumen los 10 puntos clave para conseguir el espíritu Kaizen. Tabla 1.7. Los 10 puntos clave del espíritu Kaizen. Adaptado de (Hernández & Vizán, 2013). Los 10 puntos clave del espíritu Kaizen 1 Abandonar las ideas fijas, rechazar el estado actual de las cosas. 2 En lugar de explicar los que no se puede hacer, reflexionar sobre cómo hacerlo. 3 Realizar inmediatamente las buenas propuestas de mejora. 4 No buscar la perfección, ganar el 60% desde ahora. 5 Corregir un error inmediatamente e in situ. 6 Encontrar las ideas en la dificultad. 7 Buscar la causa real, plantearse los 5 porqués y buscar la solución. 8 Tener en cuenta las ideas de diez personas en lugar de esperar la idea genial de una sola. 9 Probar y después validar. 10 La mejora es infinita. Técnicas Lean 21 CAPÍTULO 2: TÉCNICAS LEAN 1. Introducción El Lean Manufacturing se lleva a cabo en las empresas a partir de la implantación de las diversas técnicas que lo constituyen. Estas técnicas se pueden aplicar de forma individual o conjunta, dependiendo de los objetivos que se busquen. Las técnicas se agrupan en tres grupos. El primer grupo se encuentra formado por aquellas técnicas que deberían adoptar todas las empresas, independientemente de si están familiarizados con la filosofía Lean Manufacturing, debido a su lógica y sentido común. Se pueden implementar fácilmente en cualquier empresa o sector y para cualquier producto. Este grupo lo forman: 5S, SMED, estandarización y TPM. El segundo grupo exige un mayor compromiso, dedicación y esfuerzo, además, de un cambio cultural en toda la empresa, desde los puestos más bajos hasta los altos directivos. En este grupo se encuentra la técnica Jidoka. El último grupo son técnicas que suponen la máxima aplicación de esta filosofía, debido a que son técnicas más específicas y avanzadas, que cambian Capítulo 2 22 la forma de planificar, programar y controlar los medios de producción y la cadena logística. Los más importantes son el Kanban y el Heijunka. En este capítulo se explicarán las diferentes técnicas del Lean Manufacturing, su funcionamiento y los principales beneficios de su implantación. 2. 5S Las 5S es una herramienta de mejora de la producción a partir de lograr puestos de trabajo más limpios, ordenados y organizados, buscando la reducción de los desperdicios y el aumento de la seguridad del empleado. Es una técnica fácil de implementar, sus conceptos son sencillos y no requieren de una gran inversión por parte de la empresa. Se requiere de la participación de los empleados debido a que son las personas que mejor conocen su puesto de trabajo. Esto logra que se consigan grandes resultados en un periodo de tiempo corto, mejorando la calidad y la seguridad en el puesto de trabajo. Su implantación es necesaria cuando una empresa presenta algunos de los siguientes indicios: aspecto sucio de la planta, desorden, elementos rotos, falta de instrucciones sencillas de operación y señalización, falta de uso de elementos de seguridad, gran número de averías, desinterés de los empleados por su puesto de trabajo, movimientos y recorridos innecesarios de personas, materiales o utillajes y falta de espacio en general (Hernández & Vizán, 2013). La herramienta recibe este nombre debido a las 5 fases nombradas en japonés por palabras que comienzan por S. Las fases en japonés son Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu y Shitsuke. El significado en español, respectivamente, es seleccionar, orden, limpieza, estandarización y disciplina. Ilustración 2.1. Fases de las 5S. Adaptado de (Socconini, 2019). Técnicas Lean 23 2.1. Seiri (Seleccionar) Es la primera de las 5S que se debe implantar. Consiste en seleccionar y eliminar de cada zona de trabajo todos los elementos innecesarios, es decir, aquellos que no aportan valor al producto y no son necesarios para su fabricación. En primer lugar, se debe establecer un criterio de selección, como puede ser necesario y no necesario. Se analiza el uso de todos los elementos del puesto de trabajo, tanto los materiales tangibles como los intangibles. Aquellos materiales que no se utilizan en un periodo de tiempo fijado, se encuentran dañado u obsoletos se deberán considerar como no necesarios. Se suele recurrir a la herramienta de control de las tarjetas rojas para los elementos considerados como no necesarios. Se trata de adherir en cada material considerado como no necesario de una tarjeta roja. En la Ilustración 2.2. se muestra el ejemplo de una tarjeta roja. Ilustración 2.2. Ejemplo de tarjeta roja. Obtenido de (The Cubbe, 2018). Capítulo 2 24 Los elementos con la tarjeta roja son llevados a un almacén temporal. En este lugar, transcurrido un cierto tiempo, se decidirá si es útil en algún puesto de trabajo o deberá ser eliminado. En esta primera etapa se consigue un mayor espacio en el puesto de trabajo, menores pérdidas de tiempo para encontrar los elementos necesarios, menores costes de inventario, aumento de la seguridad de los empleados, eliminación de herramientas obsoletas y estropeadas y alejamiento de la mentalidad del “por si acaso”, 2.2. Seiton (Orden) En la segunda etapa se deben organizar todos los elementos que han sido elegidos como necesarios. Para ello, se debe definir los límites del puesto de trabajo, tanto las zonas de paso como las de almacenaje y disponer de un lugar adecuado para cada material, evitando las duplicidades. En definitiva, se busca establecer una ubicación para cada elemento, que facilite al empleado su identificación, accesibilidad y el regreso a su posición después de su utilización. En la práctica se puede recurrir a la frecuencia de uso para decidir la posición idónea de cada elemento. Aquellos que sean usados con frecuencia deberán estar posicionados cerca del trabajador, los que se utilicen ocasionalmente en un almacén común cercano al puesto de trabajo y las que raramente se utilicen en el almacén (Rajadell & Sánchez, 2010). En la Ilustración 2.3 se resume la colocación de los elementos según este criterio. Ilustración 2.3. Colocación de los elementos según la frecuencia de uso. Obtenido de (Rajadell & Sánchez, 2010). Técnicas Lean 25 En esta segunda etapa se logra una mayor facilidad de acceder a los elementos necesarios, reducción de tiempos de búsqueda del material, mejora de la productividad de la planta, aumento de la seguridad del empleado y eliminación de la actitud de “ya ordenaré mañana”. 2.3. Seiso (Limpieza) Esta tercera etapa consiste en que los puestos de trabajo y los equipos estén limpios, así como implantar estrategias que permitan disminuir la suciedad que se produce. La limpieza elimina la suciedad a la vez que se inspecciona que todo el equipo y el puesto de trabajo se encuentran correctamente, por lo que se logra la prevención y la identificación de fallos. Es importante entender que no se trata solo de limpiar, sino de eliminar o buscar soluciones en las fuentes que originan suciedad en el puesto de trabajo. Para implantar esta herramienta es importante definir métodos de limpieza, establecer disciplina, definir su frecuencia de realización y crear concienciación de su importancia entre los empleados. Los beneficios que se consiguen en esta tercera fase son la limpieza del lugar de trabajo, la prevención e identificación de averías, el incremento de la vida útil de los equipos de trabajo y la reducción de los accidentes. 2.4. Seiketsu (Estandarización) En esta tercera fase de las 5S se busca la estandarización para lograr la consolidación de las 3S anteriores. Las 3S se tendrán que integrar en el trabajo regular, para ello, se debe elaborar y cumplir estándares de limpieza y orden, evaluar los resultados y transmitir la importancia de la estandarización al personal para que no caigan en el hábito de cumplirlo en ocasiones. En primer lugar, se puede optar por realizar un guía de estandarización por área de trabajo que indique la ubicación de los objetos, lugar de desarrollo de las actividades, indicaciones de limpieza e inspección de todos los elementos. Esta guía puede ser un documento o un papel e ir acompañado por fotografías y dibujos que faciliten su entendimiento. Las evaluaciones deben realizarse cada cierto tiempo en los almacenes, puestos de trabajo y oficinas. Además, se podrá comparar los resultados obtenidos actuales con las evaluaciones anteriores. Es importante transmitir una aptitud competitiva por conseguir mejores resultados de los logrados, sin que sea una presión o una competición entre los trabajadores, sino un logro de equipo. Capítulo 2 32 Ilustración 2.5. Esquema de los componentes del OEE. Adaptado de (Hernández & Vizán, 2013). Por último, la calidad es el cociente entre las piezas que cumplen los estándares de calidad fabricadas y la producción real; se ve afectado por aquellas piezas que son rechazadas por defectos o errores. Los beneficios que se consiguen al implementar esta herramienta son la mejora de la calidad, la identificación de problemas potenciales, la mejora de la productividad, el aprovechamiento del capital humano y la reducción de gastos de mantenimiento correctivo. 6. Jidoka Jidoka significa automatización con un toque humano o autonomación. El objetivo es incorporar al proceso su propio autocontrol de calidad; si existe una anomalía se detendrá impidiendo que las piezas defectuosas avancen en el proceso. Las máquinas autonomatizadas son aquellas que cuentan con dispositivos de detección automáticos para prevenir la fabricación de productos defectuosos. De esta forma, se incorpora en las máquinas la inteligencia humana o con un toque humano. El operario solo es necesario en las paradas por alguna situación anormal, por lo que un mismo operario podrá atender varias máquinas. Los sistemas Andon tienen gran relevancia en esta herramienta, ya que permiten al operario activar el sistema de alerta para detener la máquina cuando se detecta un problema. Van acompañados de sistemas visibles y/o audibles para alertar a los compañeros y facilitar la identificación de la fuente Técnicas Lean 33 del problema y el tipo de error. La tabla 2.2. muestra un esquema de las diez etapas que se pueden aplicar para alcanzar la autonomación completa en las máquinas. Tabla 2.2. Las 10 Etapas de la autonomación. Adaptado de (Hernández & Vizán, 2013). FASE DESCRIPCIÓN Carga Hombre/máq. AUTONOMACIÓN DEL PROCESO Transferir esfuerzo de operario en esfuerzo de la máquina AUTONOMACIÓN DE SUJETAR Sustitución de apriete manual por sistemas accionados AUTONOMACIÓN DE ALIMENTACIÓN Alimentación automática. El operario solo interviene para parar la alimentación en caso de errores. AUTONOMACIÓN DE PARADAS El sistema de alimentación para correctamente la máquina al final del proceso. El operario puede abandonar el proceso o máquina. AUTONOMACIÓN DE RETORNOS Finalizado y parado el proceso correctamente, el sistema retorna a situación de inicio sin ayuda del operario. AUTONOMACIÓN DE RETIRADA DE PIEZAS Finalizado el proceso y retorno, la pieza es retirada automáticamente de forma que la siguiente pieza puede ser cargada sin necesidad de manipular la anterior. MECANISMOS ANTIERROR (Poka-Yoke) Para prevenir transferencia de piezas defectuosas al proceso siguiente se instalan dispositivos para detectar errores, parar la producción y alertar al operario. AUTONOMACIÓN DE CARGA La pieza es cargada sin necesidad de operario. El proceso debe tener capacidad de detectar problemas y parar la operación. AUTONOMACIÓN DE INICIO Completados los pasos anteriores la máquina debe empezar a procesar piezas de forma autónoma. Se deben prever problemas de seguridad y calidad. Tareas de máquina AUTONOMACIÓN DE TRANSFERENCIA Se enlazan operaciones mediante sistemas de transferencia que eviten la intervención del operario. 9 10 Operaciones simultáneas operario/ máquina Tareas de operario 1 2 8 7 6 5 4 3 Capítulo 2 34 Poka-yoke significa a prueba de errores. Es una técnica de calidad que se introduce en el sistema de producción con el fin de impedir errores. Las tres funciones que tienen contra los defectos son pararlos, controlarlos y avisar de ellos. El poka-yoke se caracteriza por ser simple (siendo sencillo y económico), eficaz (trabajan con independencia del operario), duradero, práctico, de fácil mantenimiento e ingenioso. Además, en numerosas ocasiones son diseñados por los propios operarios al ser las personas que mejor conocen su puesto de trabajo (Hernández & Vizán, 2013). El principal beneficio de esta técnica es la calidad, solo se fabrican piezas con cero defectos. Además, se logra reducir el número de operarios, se incrementa la productividad y se reducen costes y desperdicios. 7. Heijunka Heijunka, o producción nivelada, es una técnica que sirve para planificar y nivelar la demanda de clientes en volumen y variedad durante un determinado periodo de tiempo como un día o un turno de trabajo, por lo que no es aplicable si hay nula o poca variación de tipos de productos. Esta técnica requiere gran conocimiento de la demanda de los clientes y sus efectos en los procesos (Hernández & Vizán, 2013). La nivelación se busca en el flujo de producción, es decir, en el ritmo de trabajo y no en la capacidad de producción. Si se trabaja operando al máximo de la capacidad y sin órdenes de pedido se incurre en la sobreproducción, con sus consecuentes efectos: excesos de inventario de producto en proceso y de producto terminado y costes de oportunidad (Salazar López, 2019). Para la implantación de Heijunka es necesario una serie de herramientas que, integradas, consiguen un flujo constante y nivelado a partir de la demanda: la utilización de células de trabajo, flujo continuo pieza a pieza, producción respecto al takt time (tiempo de ritmo), nivelación de la cantidad de producción y nivelación de la producción por Sku (referencia). Las células de trabajo son un tipo de layout orientado al producto, en las que se disponen las máquinas y los puestos en función del flujo del producto, como se puede ver en la ilustración 2.6. Los pasos que deben seguirse para conseguir una correcta distribución son: ordenar los procesos de forma secuencial, máquinas posicionadas lo más cerca posible, colocar la última operación cercana a la primera. La opción de crear células en forma de U o C da mayor flexibilidad a la línea, pero requiere de un operario polivalente. Técnicas Lean 35 Ilustración 2.6. Células de trabajo. Obtenido de (Salazar López, 2019). El flujo continuo de pieza a pieza tiene por objetivo que una operación “aguas arriba” no haga más de lo que requiere una operación “aguas abajo”, por lo que no se produce más de lo que exige un cliente. La idea es que el producto circule de forma continua, desde el proveedor hasta el cliente, con el menor tiempo de producción y mínimo despilfarro. El takt time es el ritmo de producción al que debe adaptarse el sistema productivo para satisfacer la demanda del cliente (Ecuación 2.1). Takt time= Tiempo operativo disponible [s] Demanda del cliente [uds] Ecuación 2.1. Ecuación del takt time. La nivelación de la cantidad de producción consiste en reducir lo máximo posible la diferencia de producción de un periodo y el periodo siguiente. Lo ideal es conseguir producir la misma cantidad de producto en cada periodo. Los beneficios de aplicar la herramienta Heijunka son la minimización de la sobreproducción, la implementación del sistema pull, la minimización de los inventarios de producto en proceso y terminado, la minimización de los costes de oportunidad y un mejor cumplimiento de los requisitos establecidos por el cliente en calidad y plazos. 8. Kanban Kanban es un sistema de control y programación sincronizada de la producción basado en tarjetas. Consiste en que cada proceso retira los elementos que necesita de los procesos anteriores, y estos comienzan a producir solamente las piezas, subconjuntos y conjuntos que se han retirado, sincronizándose todo el flujo de materiales de los proveedores con el de los talleres de la fábrica, y estos con la línea de montaje final (Rajadell & Sánchez, 2010). Capítulo 2 36 Las tarjetas Kanban actúan como testigo en el proceso productivo. La tarjeta debe adherirse en los contenedores o envases de los materiales y, cuando son utilizados, debe despegarse de ellos para dar la señal de necesidad de reposición de estos. Existen diversos tipos de Kanban, entre los que destacan el Kanban de producción y el Kanban de transporte. El Kanban de producción se desplaza como una orden de producción por el centro de trabajo. En la Ilustración 2.7. se muestra un ejemplo, con la información necesaria como el código de la pieza a fabricar, el centro de trabajo, número de piezas por contenedor, punto de almacenamiento de salida, identificación y punto de recogida de los componentes necesarios. Ilustración 2.7. Ejemplo Kanban de producción. (Domínguez Machuca, Álvarez Gil, Domínguez Machuca, García González, & Ruiz Jiménez, 1995) El Kanban de transporte transmite la necesidad de material de un centro de trabajo a su predecesor. En la Ilustración 2.8. se muestra un ejemplo, con la información necesaria como el código del material transportado, número de piezas por contenedor, número de orden de la tarjeta, tarjetas emitidas, centro de trabajo de predecesor y sucesor. PUNTO DE DEPÓSITO: CAPACIDAD CONTENEDOR: 575 175 CÓDIGO ITEM: PUNTO DE RECOGIDA: 855025325 241 COMPONENTES: CÓDIGO ITEM: 855025458 ÁRBOL PRIMARIO CENTRO DE TRABAJO: TRATAMIENTOS TÉRMICOS DESCRIPCIÓN: Técnicas Lean 37 Ilustración 2.8. Ejemplo Kanban de transporte. Adaptado de (Domínguez Machuca, Álvarez Gil, Domínguez Machuca, García González, & Ruiz Jiménez, 1995) Además de estos dos Kanban mencionados puede ser necesario el uso de otras tarjetas como el Kanban de proveedores, Kanban urgente, Kanban orden de trabajo y el Kanban virtual. En la Ilustración 2.9. se puede ver el esquema del funcionamiento del sistema Kanban. Si los materiales son solicitados por el cliente, el puesto de trabajo manda un Kanban de transporte. El operario de transporte acude al puesto de trabajo anterior con el contenedor vacío y el Kanban de transporte. En este puesto coloca el contenedor vacío y recoge el contenedor lleno requerido, despegando su Kanban de producción para introducirlo en el buzón de este puesto. Por último, deberá pegar el Kanban de transporte al contenedor lleno y transportarlo al puesto de trabajo que ha emitido este Kanban. El puesto de trabajo anterior deberá producir las piezas que se especifican en el Kanban de producción, llenando el contenedor vacío y pegándole este Kanban. Al final, se llega a la situación inicial con todos los contenedores llenos. CAPACIDAD TARJETAS CONTENDOR: EMITIDAS 160 5 581 238 PUNTO DE RECOGIDA: PUNTO DE DEPÓSITO: 4 DESTINO: CENTRO DE TRABAJO: CENTRO DE TRABAJO: TRATAMIENTOS TÉRMICOS RECTIFICADO CÓDIGO ITEM: 855025458 DESCRIPCIÓN: ÁRBOL PRIMARIO COMPONENTES: Nº DE ORIGEN Capítulo 2 38 Ilustración 2.9. Esquema funcionamiento sistema Kanban. Obtenido de (Hernández & Vizán, 2013). Entre las ventajas de la implementación del sistema Kanban se encuentra, sobre todo, la reducción de stocks, debido a que se evita la sobreproducción al producir solo las unidades retiradas en el proceso posterior. Además, se mejora el nivel de servicio con los clientes, los tiempos de entrega son más cortos y se mejora la calidad del producto. Por último, se facilita el flujo continuo de producción, la nivelación y el equilibrado. Simulación con FlexSim 39 CAPÍTULO 3: SIMULACIÓN CON FLEXSIM 1. Introducción En este capítulo se comenzará explicando la definición de simulación, con las ventajas y desventajas que presenta. A continuación, se profundizará en el software de simulación FlexSim, exponiendo sus características, que han sido la razón para elegirlo en el presente trabajo. Entre las características principales por las que se ha optado por este software, la principal es la facilidad con la que permite crear modelos 3D, lo que le convierte en un programa de simulación muy visual. Esta característica es de gran importancia para que se pueda identificar visualmente los problemas en la línea de producción, logrando ser modelos que ayuden en la enseñanza universitaria de las técnicas Lean. Otra característica interesante es su facilidad de uso, lo que se traduce en la posibilidad de construir los modelos de una forma rápida y sin necesidad de un gran nivel de programación. Capítulo 3 40 Asimismo, presenta numerosos gráficos en los que se pueden comprobar los resultados obtenidos del modelo. Por último, FlexSim cuenta con una versión de prueba gratuita que, aunque limitada, es suficiente para realizar la simulación de los diferentes modelos formativos que construiremos en este trabajo fin de grado. El capítulo finaliza explicando la interfaz de usuario y los objetos de FlexSim, describiendo detalladamente los más usados. 2. Definición de simulación Según la Real Academia Española simular significa “representar algo, fingiendo o imitando lo que no es”. Esta definición puede dar una idea de lo que significa simular, pero en el presente trabajo se busca una definición más concreta a partir de las simulaciones que se realizan con un ordenador de sistemas reales. Thomas H. Naylor, economista y profesor estadounidense, define la simulación como “una técnica numérica para conducir experimentos en una computadora digital. Estos experimentos comprenden ciertos tipos de relaciones matemáticas y lógicas, las cuales son necesarias para describir el comportamiento y la estructura de sistemas complejos del mundo real a través de largos periodos de tiempo”. La simulación es la representación del modelo de un sistema a lo largo del tiempo para estudiar su comportamiento y evaluar ciertas estrategias, pudiendo anticiparse a posibles problemas. Se realiza con un software de simulación, de otra manera podría resultar no rentable desde un punto de vista económico. En la actualidad existen gran cantidad de software de simulación como Matlab, FlexSim, Witness, Arena, Simio, Anylogic, Sim3D, …, entre otros. 3. Ventajas y desventajas de la simulación La realización de simulaciones tiene grandes ventajas y desventajas. En la Tabla 3.1. se detallan algunas de las ventajas. Simulación con FlexSim 41 Tabla 3.1. Ventajas de la simulación. Obtenido de (Bú, 1994). En la Tabla 3.2. se nombran las desventajas de las simulaciones. Tabla 3.2. Desventajas de la simulación. Obtenido de (Bú, 1994). 4. FlexSim El software Flexsim fue desarrollado por Bill Nordgren, Roger Hullinger, Cliff King, Eamonn Lavery y Anthony Johnson. Se lanzó al mercado en 2003. VENTAJAS Resulta más económico realizar la simulación que hacer cambios en el sistema real. Los paquetes de software actuales tienden a ser sencillos, lo que facilita su utilización. Permite identificar áreas con problemas, como los cuellos de botella. Gran herramienta de enseñanza. Requiere de una observación detallada del sistema, por lo que conduce a un mayor entendimiento del sistema, ayudando a sugerir mejores estrategias. Permite conocer el impacto de cambios de estrategias en el sistema. No interrumpe la actividad de la compañía. Se puede simular modelos en los que no se puede experimentar en el sistema real por motivos morales, éticos, económicos. Es un método más simple cuando los procedimientos matemáticos son complejos y difíciles. Reduce el riesgo en la toma de decisiones. DESVENTAJAS Se necesita gran cantidad de tiempo para desarrollar un modelo de simulación y validarlo. Adquisición de un software que supondrá un coste. No ofrecen soluciones óptimas. Cada modelo de simulación es único. Las soluciones e interferencias no son usualmente transferibles a otros problemas. La simulación es imprecisa y no se puede medir el grado de imprecisión. Capítulo 3 48 Ilustración 3.5.Objetos de FlexSim. Adaptado de (Atienza, 2020) Bridge Grid Mandatory Path Straight Path Curved Path Control Point Control Area Walls Light Barrier Divider Penferred Path Motor Traffic Control Robot Crane Merge Controller AGV A* Navigation Network Node Visual Warehousing Conveyors Travel Networks Straight Rack BasicTE Task Executers Separator Combiner BasicFR Dispatcher Operator Transporter Elevator Source Queue Processor Sink Multi- Processor ASRS vehicle FLEXSIM OBJECTS Fixed Resources Plane Slide Join Path Ticker Tank Generator Mixer Location Staff Transport Equipment A* Navigation People Fluid Task- Executer Text Billboard Blender Splitter Processor Curved Join Station Decision Point Photo Eye Floor Storage Gravity Flow Rack Push Back Rack Drive in Rack Shape Piper Prop Multilocation Waiting Line Elevator Bank Conveyor Terminator Simulación con FlexSim 49 Ilustración 3.6. Objeto Source El queue (cola en castellano) son “almacenes intermedios” que sirven para almacenar los flowitems hasta que el proceso posterior se encuentre listo para procesarlos. La configuración por defecto es FIFO, es decir, el primer flowitem que entra es el primero en salir, pero esta configuración puede cambiarse. Además, en el queue se pueden formar los lotes, indicando en la configuración el número de flowitems que formarán el lote. En estos objetos y, gracias a la simulación en 3D, se pueden visualizar e identificar fácilmente los cuellos de botella. En la Ilustración 3.7. se muestra la apariencia de este objeto. Ilustración 3.7. Objeto Qeue. El processor (procesador en castellano) es el objeto que simula el procesamiento del flowitem en el modelo simulado. Pueden procesar varios objetos a la vez y, además, se puede asignar esta tarea a un operario, por lo que si no se encuentra el operario en la máquina no se podrá realizar la tarea hasta que este no esté disponible. En el processor encontramos el tiempo de preparación y el tiempo de operación: el tiempo de preparación es el tiempo de espera desde que sale un producto hasta que se empieza a procesar el siguiente, mientras el tiempo de operación es el tiempo que el processor emplea para procesar cada flowitem. Estos dos tiempos pueden configurarse. En la Ilustración 3.8. se muestra la apariencia de este objeto. Capítulo 3 50 Ilustración 3.8. Objeto Processor. El sink (sumidero en castellano) realiza la función contraria al elemento source, eliminando el flowitem del modelo. En el momento en el que un flowitem entra en este objeto, ya no puede ser recuperado. En la Ilustración 3.9. se muestra su apariencia. Ilustración 3.9. Objeto Sink. El combiner (combinador en castellano) tiene como función agrupar varios flowitem. Estos pueden ser unidos de forma permanente o agruparlos en uno solo, con la posibilidad de poder separarlos posteriormente. En el modo “join” la unión es permanente, mientras en el modo “pack” los combina, pero se pueden separar en cualquier momento. Este objeto permite modelizar procesos de montaje, unión, soldadura, empaquetado, …. Al igual que en el procesador, podemos tener un operario y configurar el tiempo de preparación y el tiempo de procesamiento. En la Ilustración 3.10. se muestra su apariencia. El separator (separador en castellano) se utiliza para separar flowitem en sus componentes, si han sido previamente agrupados con el combiner, o realizar varias copias del flowitem original. Simula procesos de separación, desmontaje, desempaquetado, … En la Ilustración 3.11. podemos apreciar su la apariencia de este objeto. Simulación con FlexSim 51 Ilustración 3.10. Objeto Combiner. Ilustración 3.11. Objeto Separator. El multiprocessor (multiprocesador en castellano) se utiliza para simular flowitem que deben atravesar una secuencia de dos o más operaciones. Este objeto es similar al processor. Al igual que el processor, combiner y separator puede llamar a un operario para realización de la operación. En la Ilustración 3.12. se muestra su apariencia gráfica. Ilustración 3.12. Objeto MultiProcessor. Capítulo 3 52 4.6.2. Task executer Los task executer que usaremos en los modelos de simulación son el operator y el transporter. Los recursos fijos pueden llamar al operator para realizar procesos de operación o reparación, e incluso para transportar un flowitem de un objeto a otro. Permanecen con el recurso fijo que les ha llamado hasta que completan la acción, momento en el que quedan liberados hasta que otro objeto les llame. En la Ilustración 3.13. se muestra su apariencia. Ilustración 3.13. Objeto Operator. El tranporter se utiliza para transportar flowitems de un objeto a otro, con la posibilidad de llevar varios flowitem al mismo tiempo. En la Ilustración 3.14. se muestra la apariencia de este objeto. Ilustración 3.14. Objeto Transporter. Modelo inicial 53 CAPÍTULO 4: MODELO INICIAL 1. Introducción En este capítulo se comenzará describiendo la línea de producción a simular en el software FlexSim, Se trata de una línea de ensamblaje con varios puestos de trabajo, en la que uno de ellos presenta un tiempo de procesamiento elevado respecto a los demás 1 . A continuación, se explicará la construcción, paso a paso, del modelo con el software de simulación. Por último, se detallará el equilibrado de líneas y el cambio del número de piezas del lote llevado a cabo en el modelo inicial, lo que dará lugar a un modelo reducido del modelo inicial planteado. 2. Descripción El modelo a simular es una línea de ensamblaje de un camión de juguete, cuya apariencia se muestra en la Ilustración 4.1. 1 En los siguientes capítulos se deberá resolver con las técnicas Lean el cuello de botella que se forma en dicho puesto de trabajo. Capítulo 4 54 Ilustración 4.1. Camión de juguete. Obtenido de (Eurekakids, s.f.). La línea de producción está formada por cinco puestos de trabajo, en los que se realiza el ensamblaje de las diferentes partes del camión de juguete. En el primer puesto de trabajo se ensambla la base con la cabina. Esta pieza va hacia el segundo puesto de trabajo para que se pueda colocar el remolque. En el tercer puesto de trabajo se coloca el chasis y en el cuarto se adorna el juguete con las pegatinas correspondientes. Por último, en el puesto de trabajo cinco se realiza su embalaje. El tiempo de procesamiento es diferente en cada puesto de trabajo. En el primer puesto de trabajo se dispone de un tiempo de 250 segundos, en los puestos de trabajo dos, cuatro y cinco de 200 segundos y, por último, el tercer puesto de trabajo tiene un tiempo de procesamiento de 500 segundos. El tiempo de procesamiento en este tercer puesto es más elevado que en los demás puestos de trabajo, por lo que podrá dar lugar a un cuello de botella. Las piezas llegan al almacén, donde son colocadas en lotes de 50 unidades para su transporte al contenedor correspondiente. La capacidad del almacén es de 200 unidades de cada pieza. Las llegadas se producen desde el inicio de la producción y se reponen según salen los lotes del almacén. Los puestos de trabajo disponen de las piezas en sus correspondientes contenedores. En el momento en el que el puesto de trabajo ha usado las 50 piezas se repone el lote al instante. 3. Construcción del modelo El modelo se ha construido a partir del software de simulación FlexSim. En la Ilustración 4.2 se muestra el resultado final de la línea de producción. Modelo inicial 55 Ilustración 4.2. Modelo de la línea de producción construido en FlexSim. En primer lugar, el modelo dispone de una fuente de entrada por la que llegan las diferentes piezas. Estas llegan al comienzo de la simulación, pero también durante la simulación, siempre que algún almacén disponga de espacio libre; esto se traduce en que los almacenes estén llenos la mayor parte del tiempo de simulación. En la Ilustración 4.3 se muestra que se ha elegido que el Inter- Arrival Time sea 0 para que haya entradas desde el primer momento que haya un almacén al que se pueda abastecer con piezas. Ilustración 4.3. Configuración de la fuente de entrada. Las entradas abastecen a los almacenes, uno por cada tipo de pieza, que son representados mediante objetos queue. El contenido máximo de cada almacén es de 200 piezas, formando lotes de 50 que serán transportados a los diferentes contenedores dispuestos en los puestos de trabajo. La opción Use Transport se encuentra seleccionada para indicar que el transporte de los lotes del almacén al contenedor correspondiente se haga mediante el objeto transporter. Capítulo 4 56 En la Ilustración 4.4 se muestra las características del Almacén 1, que son similares a las definidas para los almacenes 2 a 6. Se ha activado Perform Batching para que se formen los lotes, con un valor en Target Batch Size de 50. Ilustración 4.4. Configuración del almacén 1. Además, para lograr diferenciar las piezas a lo largo del sistema se ha optado por dar un color a cada pieza al pasar por el almacén que le corresponde. En la Ilustración 4.5 se muestra como se ha designado un color naranja al flowitem que pase por el Almacén 1. Ilustración 4.5. Acción On Entry en el almacén 1. Modelo inicial 57 El transportador traslada las piezas desde los almacenes hasta los contenedores. Tiene una capacidad de 50 piezas, por lo que transporta cada lote de 50 de un almacén hasta el contenedor que le corresponde. En la Ilustración 4.6 se muestran algunas de sus características. Ilustración 4.6. Configuración del transportador. Los contenedores, que se representan mediante el objeto queue, reciben las piezas de los almacenes. En la Ilustración 4.7 se muestra las características asignadas al contenedor 1, que son las mismas que a los contenedores 2 a 6. Se ha elegido que tengan una capacidad máxima ilimitada, pero al activar la opción Flush contents between batches se consigue que el transportador solo lleve piezas al contenedor en el momento en el que el lote de 50 del que disponía se haya acabado. Los contenedores dispuestos entre los combiner reciben los objetos del proceso anterior que deberán ser procesados en el siguiente puesto de trabajo. En la Ilustración 4.8 se muestra las características del contenedor 7, que son las mismas que las definidas para los contenedores 8 a 10. Modelos mejorados 65 CAPÍTULO 5: MODELOS MEJORADOS 1. Introducción En este capítulo se describen los diferentes modelos construidos a partir del modelo inicial. En primer lugar, se explica el sistema productivo empleado en los distintos modelos. Por último, se detalla la construcción de cada modelo con el software de simulación FlexSim, explicando las características dadas a cada objeto para lograr el modelo deseado. 2. Modelo Kanban 2.1. Descripción En el primer modelo diseñado se implementa el sistema Kanban. Al igual que en la primera mejora se fabrica en lotes de 5 piezas, pero en este modelo se Capítulo 5 66 ha eliminado el almacén, por lo que las piezas llegan directamente a los contenedores dispuestos en los puestos de trabajo. En la implementación del sistema Kanban se ha usado el Kanban de producción. Para ello, se han colocado dos queue unidos a cada puesto de trabajo. El primer queue funciona como contador del número de productos fabricados en la máquina y el segundo queue cuenta los productos fabricados del lote que han salido del contenedor para ser procesados en el siguiente puesto de trabajo. El modelo funciona a partir de las órdenes que reciben los puestos de trabajo de los queue que representan al Kanban de producción. Si el puesto de trabajo recibe la orden de producir debe procesar las 5 unidades que forman el lote, cada vez que procesa una unidad se suma uno al queue de productos fabricados, cuando llega a 5 piezas manda una orden para que el puesto de trabajo deje de fabricar. El puesto de trabajo deposita el producto procesado en el contenedor correspondiente, al salir una pieza de este contenedor para ser procesada en el siguiente puesto de trabajo se suma uno al queue productos usados del Kanban, cuando del contenedor han salido las 5 piezas del lote manda una orden a la máquina para que comience a procesar el nuevo lote. Por último, los contenedores que reciben productos de la entrada funcionan como Kanban de transporte. En el momento en el que se encuentran vacíos mandan una orden para que llegue el nuevo lote. 2.2. Construcción del modelo En la Ilustración 5.1. se muestra la apariencia de este modelo construido con FlexSim. Ilustración 5.1. Modelo Kanban construido en FlexSim. En este modelo se han colocado dos entradas. La fuente con el nombre Entrada posee las mismas características que la fuente de entrada del modelo inicial, Modelos mejorados 67 con la única diferencia de que abastecen directamente a los contenedores. En el modelo hay entradas desde el momento que los contenedores se encuentran vacíos. La fuente de Entrada 2 sirve cargar los contenedores al inicio de la simulación, lo que favorece una mejor comprensión del modelo desde el inicio. En la Ilustración 5.2. se muestra las características dadas a este objeto. Se produce la entrada en el instante 0, de una cantidad de 20 objetos. Ilustración 5.2. Llegadas de la fuente de entrada 2. Al inicio de la simulación todos los contenedores se encuentran con el lote de 5 piezas, por lo que los puestos de trabajo deben estar sin procesar. Para ello, se ha configurado una acción on exit en la fuente de Entrada 2, como se puede ver en la Ilustración 5.3, al salir un objeto de este source se cierra la entrada del combiner del puesto de trabajo 1. Esta acción se ha repetido para cerrar las entradas de los demás puestos de trabajo. Ilustración 5.3. Acción On Exit de la entrada 2. En el contenedor 1 se forma el lote de 5 piezas, como sucedía en el modelo inicial reducido, por lo que se marcan las mismas opciones, tal y como se puede ver en la Ilustración 5.4. Los contendores 2 a 6 presentan la misma configuración. Los puestos de trabajo tienen las mismas características que en el modelo reducido. El único cambio es el mensaje que se envía al queue que debe contar los productos que han sido procesados en el combiner. En la Ilustración 5.5 se muestra la acción On Process Finish del puesto de trabajo 1, a partir de la cual se logra enviar un mensaje al queue productos fabricados Kanban, con el parámetro 1 con un valor de 1 y el parámetro 2 con un valor de 4. Estos parámetros son usados por el queue para actuar como contador. Los puestos de trabajo 2 a 4 tienen las mismas características que el puesto de trabajo 1, cada uno enviando el mensaje a su correspondiente contenedor que actúa como su Kanban de producción. Capítulo 5 68 Ilustración 5.4. Configuración del contenedor 1. Ilustración 5.5. Acciones On Process Finish en el puesto de trabajo 1. En la Ilustración 5.6 se muestran la configuración de los contenedores situados entre los puestos de trabajo, es decir, los contenedores 7 a 9. Se ha marcado Perform Batching con un valor de 5 y la casilla Flush contents between batches, para lograr que solo reciban 5 piezas al inicio de la simulación procedentes de la fuente de Entrada 2. En la Ilustración 5.7 se muestra la acción On Exit del contenedor 7, que también se realiza en los contenedores 8 y 9. Al salir un flowitem del queue se envía un mensaje, como en el caso de los puestos trabajos, pero en esta ocasión se envía al queue Productos Usados del Kanban 1. Esta acción sirve para informar al queue que ha salido un flowitem del contenedor. Modelos mejorados 69 Ilustración 5.6. Configuración del contenedor 7. Ilustración 5.7. Acción On Exit en el contenedor 7. En los queue de productos fabricados Kanban se ha elegido que no tengan salida, para que se pueda ir acumulando las tarjetas. En la Ilustración 5.8 se puede ver que en el apartado Output, en Sent To Port se elige la opción Do Not Release Item. Capítulo 5 70 Ilustración 5.8. Configuración del queue productos fabricados Kanban 1. En la Ilustración 5.9 se observan las acciones On Entry del queue Productos fabricados del Kanban 1. La primera es una orden que se envía al puesto de trabajo para que se cierre su entrada cuando el contenido en este queue sea de 5 flowitems. La segunda acción se usa para eliminar los objetos del modelo cuando hemos llegado a 5 fowitems en el queue y se ha dado la orden de parada en la máquina. El queue se encuentra unido a un objeto sink, para que los flowitems salgan del modelo. Esto permite volver a comenzar el recuento cuando la máquina vuelva a comenzar la producción. Ilustración 5.9. Acciones On Entry en el contenedor productos fabricados Kanban 1. En la Ilustración 5.10 se muestra la acción On Message del queue Productos fabricados del Kanban 1. Al recibir un mensaje, se crean flowitems; la cantidad viene determinada por el parámetro 1 recibido, mientras que el parámetro 2 Modelos mejorados 71 establece el tipo de flowitem. Estos parámetros han sido enviados desde el combiner: el parámetro 1 enviado era 1, por lo que se crea un flowitem, mientras el parámetro 2 enviado era 4, lo que indica que se usa un objeto diseñado que ocupa la cuarta posición en la lista de flowitem. Ilustración 5.10. Acciones On Message en el contenedor productos fabricados Kanban 1. Las acciones anteriormente descritas para el queue de productos fabricados Kanban 1 se han configurado también en los queue de productos fabricados Kanban 2 a 4. Los queue productos usados del Kanban funcionan de forma similar a los queue productos fabricados Kanban. En la Ilustración 5.11 se muestra la configuración establecida en el queue Productos usados del Kanban 1, que es la misma que la del queue productos usados del Kanban 2 a 4. En Sent To Port se elige la opción Do Not Release Item, para que pueda ser usado como contador. Ilustración 5.11. Configuración del queue productos usados del Kanban 1. En la Ilustración 5.12 se muestran las dos acciones On Entry en el contenedor Productos usados del Kanban 1. La primera acción sirve para abrir la entrada del combiner, en este caso del Puesto de trabajo 1, cuando el contenedor Capítulo 5 72 contiene 5 flowitems, porque quiere decir que el lote de 5 fabricado por el combiner ha salido al siguiente puesto de trabajo, por lo que se envía la orden de producir el nuevo lote de 5. Esta acción permite que el puesto de trabajo vuelva a procesar los flowitems. Ilustración 5.12. Acciones On Entry en el contenedor productos usados del Kanban 1. La segunda acción es la misma empleada en el queue Productos usados del Kanban 1, para que al llegar a los 5 flowitems salgan por el sink al que está conectado por un puerto de salida. Esto permite que el queue pueda volver a realizar el recuento de los productos que salen del queue de los productos procesados por el puesto del trabajo al siguiente puesto de trabajo. En la Ilustración 5.13 se muestra la opción On Message que recibe el queue de Productos usados del Kanban 1 del Contenedor 7. El queue recibe 2 parámetros: el primero se usa para determinar la cantidad de flowitems y el segundo para establecer el flowitem que se tiene que fabricar. El Contenedor 7 envió un valor del primer parámetro de 1, por lo que se fabrica un flowitem, mientras que el segundo parámetro 2 era 4, por lo que se fabrica el flowitem que ocupa la cuarta posición en la lista de flowitems. Ilustración 5.13. Acción On Message en el contenedor productos usados del Kanban 1. Modelos mejorados 73 Las acciones On Entry y On Message del contenedor Productos usados del Kanban 1 también se configuran en los demás contenedores de productos usados del Kanban de 2 a 4. El producto que sale del puesto de trabajo 4 se almacena en el queue Almacén Producto Terminado. En la Ilustración 5.14 se muestra que se ha señalado la opción Use transport, para que el operador sea usado para expulsar el flowitem que almacena del modelo. Ilustración 5.14. Configuración del queue almacén producto terminado. El operador se usa para un mejor visionado del sistema Kanban del modelo. Su función es sacar del modelo el producto final que se encuentra almacenado en el queue Almacén Producto Terminado. En la Ilustración 5.15 se muestra las características dadas: tiene una capacidad de un flowitem y se le ha asignado un retardo en el tiempo de descarga de 1500 segundos. En la Ilustración 5.16 se muestra el modelo durante la simulación en el instante 16200s. Capítulo 5 80 3.3.2. Construcción del modelo En la Ilustración 5.28 se muestra la apariencia de este modelo, siendo la misma que el modelo anterior, debido a que solo ha sido necesario cambios en la configuración del modelo. Ilustración 5.28. Modelo kitting de dos modelos de productos construido en FlexSim. A continuación, se explican los cambios hechos en la configuración del modelo anterior para lograr el modelo actual. Los flowitems que forman el kit llegan a través de la fuente de entrada en la secuencia que se muestra en la Ilustración 5.29. Las llegadas del 1 al 5 forman el kit del producto A y las otras cinco forman el kit del producto B. En este modelo se sigue usando la etiqueta “Salidas” para seguir usando la misma configuración que en el modelo anterior y lograr que cada flowitem llegue al puesto de trabajo correspondiente. Además, se ha añadido la etiqueta “Color” para asignar un color diferente a cada flowitem. Ilustración 5.29. Llegadas de la fuente de entrada. En la Ilustración 5.30 se muestra la acción on creation de la fuente de entrada, usando la etiqueta “Color” para elegir los colores de cada flowitem. La fuente de entrada se ha configurado con una acción on reset, como se muestra en la Ilustración 5.31, para que se encuentre la salida cerrada al empezar la simulación. En el anterior modelo se explicó que en la fuente de entrada 2 hay una acción para que al salir un flowitem de ella se abra la salida de este source, por lo que los flowitems que forman el kit llegan al modelo cuando llega el elemento principal. Modelos mejorados 81 Ilustración 5.30. Acción On Creation de la fuente de entrada. Ilustración 5.31. Acción On Reset de la fuente de entrada. En este modelo se ha cambiado la forma de llegadas de la fuente de entrada 2 a arrival schedule (horario de llegada), tal y como se muestra en la Ilustración 5.32. Se ha activado la opción de repetir la tabla para que durante la simulación se repitan los horarios de llegada definidos. En la Ilustración 5.33 se muestran los horarios de llegada: el elemento principal del producto A llega en el instante 360 y el del producto B en el 720. El valor 360 se corresponde con el takt time hallado en el modelo anterior y 720 al doble de este valor, para que se fabrique primero el producto A. Además, se ha asignado una etiqueta “Color” para dar colores diferentes al flowitem del producto A y del B. En la Ilustración 5.34 se muestra la asignación de colores al flowitem del elemento A con un color naranja y del elemento B con un color blanco; dicha asignación se realiza en la acción on creation en la fuente de entrada 2. Capítulo 5 82 Ilustración 5.32. Configuración de la fuente de entrada 2. Ilustración 5.33. Llegadas de la fuente de entrada 2. Ilustración 5.34. Acción On Creation en la fuente de entrada 2. La fuente de entrada tiene dos acciones on exit, como se puede ver en la Ilustración 5.35. La primera acción permite abrir la salida de la fuente de entrada para que al salir el flowitem principal puedan salir de la otra fuente de entrada los flowitems que forman el kit. La segunda acción cierra la fuente de entrada 2 al salir un flowitem ya que, al repetir la tabla, no cuenta 360 segundos a partir de ese instante y el elemento principal sale al instante. Modelos mejorados 83 Ilustración 5.35. Acciones On Exit de la fuente de entrada 2. En la Ilustración 5.36 se muestra la acción on exit configurada desde el puesto de trabajo 1. Esta acción permite abrir la fuente de entrada 2 una vez haya salido el flowitem procesado. Ilustración 5.36. Acción On Exit del puesto de trabajo 1. En la Ilustración 5.37 se muestra el modelo durante la simulación en el instante 16200s, que equivale a 4h y media. Ilustración 5.37. Modelo Kitting con dos modelos de productos en el instante 16200s. 3.4. Modelo Kitting aplicando Heijunka 3.4.1. Descripción Este modelo es otra variación del modelo kitting anterior, en la que se deben producir cuatro modelos diferentes del producto, llamados A, B, C y D, pero en una secuencia concreta que permita el nivelado de la producción. Las cantidades a producir son: 1 unidad de A, 2 unidades de B, 3 unidades de C y, por último, 4 unidades de D. Capítulo 5 84 En el modelo se ha decidido dar un color común al elemento principal y las piezas que forman el kit de cada producto para una mejor visualización del modelo. Al producto A se le ha dado el color rojo, al B el azul, al C el verde y al D el amarillo. Al aplicar Heijunka, además de nivelar la producción, se han nivelado los recursos, lo que ha dado lugar a la siguiente secuencia: CDBADDCCBD. 3.4.2. Construcción del modelo Este modelo se ha construido a partir del modelo anterior, por lo que el diseño de la simulación en FlexSim es el mismo. A continuación, se explican los cambios llevados a cabo para construir el nuevo modelo a partir del anterior. El primer cambio se ha producido en las fuentes de entrada. En la fuente de entrada de los flowitems que forman el kit se han añadido las llegadas de los productos como se puede ver en la Ilustración 5.38, donde se muestra hasta la llegada 20, pero seguiría hasta la llegada 50. La etiqueta “Salidas” es la misma que en los modelos kitting anteriores para que los flowitems lleguen al combiner correspondiente. La etiqueta “Color” es la que cambia, debido a que todos los flowitems que forman el mismo kit tienen el mismo color: para los flowitems que forman el producto A el valor es 1, para el producto B el valor es 2, para el producto C es 3 y, finalmente, para el D el valor es 4. Ilustración 5.38. Llegadas de la fuente de entrada. En la Ilustración 5.39 se muestra la configuración para asignar los colores a los flowitems que forman el mismo kit. Modelos mejorados 85 Ilustración 5.39. Acción On Creation de la fuente de entrada. En la Ilustración 5.40 se muestra los horarios de llegada asignados con la secuencia a seguir. Entre llegadas hay un tiempo de 360 segundos, que es el takt time definido anteriormente, para poder producir one-piece-flow. Se ha añadido la etiqueta “Color” para poder darles un color diferente a cada modelo de producto. Ilustración 5.40. Llegadas de la fuente de entrada 2. En la fuente de entrada 2 también se ha configurado una acción on creation para asignar los diferentes colores a cada producto (Ilustración 5.41). Ilustración 5.41. Acción On Creation de la fuente de entrada 2. En la Ilustración 5.42 se muestra el modelo durante la simulación en el instante 16200s, que equivale a 4h y media. Capítulo 5 86 Ilustración 5.42. Modelo inicial en el instante 16200s. 3.5. Modelo Kitting con tiempos de preparación y célula en U 3.5.1. Descripción Este modelo es otra variación del modelo Kitting-One Piece Flow. Se le ha configurado a los combiner un tiempo de preparación antes de procesar cada pieza, para el que será necesario un operario. Para ello, se ha diseñado un modelo de célula en U. El tiempo de proceso de cada combiner se ha reducido, para que el tiempo de procesamiento de cada combiner en los anteriores modelos sea la suma del tiempo de procesamiento nuevo más el tiempo de preparación. El tiempo de preparación en cada combiner es de 50 segundos, por lo que en el puesto de trabajo 1 y 2 se ha reducido su tiempo de procesamiento a 290 segundos, en el puesto de trabajo 3 a 305 segundos y en el puesto de trabajo 4 a 300 segundos. En primer lugar, para entender la ventaja de la disposición en U de los puestos de trabajo se ha diseñado un primer modelo con dos operarios que realicen las tareas de transporte y preparación de los combiner. A cada operario se le ha asignado una secuencia: el primer operario transporta las entradas al lugar correspondiente, después, se encarga de las operaciones de transporte y preparación del puesto de trabajo 1 y, finalmente, realiza el transporte y la preparación del puesto de trabajo 2; el segundo operario comienza ocupándose de las operaciones de transporte y preparación del puesto de trabajo 3, a continuación, ejecuta la preparación del puesto de trabajo 4 y, por último, realiza el transporte del producto final desde el puesto de trabajo 4 al almacén final. En el segundo modelo se ha usado la disposición en U, lo que ha permitido cambiar la secuencia de operaciones. El primer operario se encarga del transporte de las entradas al lugar correspondiente, posteriormente, realiza las operaciones de transporte y preparación del puesto de trabajo 4 y, por último, del transporte del producto final al almacén. El segundo operario se encarga de las operaciones de transporte y preparación de los puestos de trabajo 2, 3 y 4, en ese orden. Modelos mejorados 87 3.5.2. Construcción del modelo con tiempos de preparación en los combiner En la Ilustración 5.43 se muestra la apariencia de este modelo, siendo similar a los anteriores excepto por la entrada 3 añadida y las conexiones de los operarios. Ilustración 5.43.Modelo kitting con tiempos de preparación en los combiner construido en FlexSim. A continuación, se explica los cambios hechos en el modelo Kitting-One Piece Flow para conseguir el modelo actual. En primer lugar, se ha añadido una entrada 3 para que los conveyors y los contenedores se encuentren llenos al comenzar la simulación. En los puestos de trabajo se ha cambiado el tiempo de procesamiento y se ha asignado un tiempo de preparación de 50 segundos. En la Ilustración 5.44 se puede ver como se han añadido 50 segundos en Setup Time en el puesto de trabajo 1. Además, se ha marcado la opción Use Operator para que el operador sea quien realice la operación de preparación de la máquina. Ilustración 5.44. Configuración del puesto de trabajo 1. Capítulo 5 88 En la creación de la secuencia de los operarios se ha usado las acciones disponibles en el apartado Triggers de los objetos. El primer operario debe transportar las entradas a su lugar correspondiente, por lo que el contenedor del puesto de trabajo 1 y 2 se encuentran con las salidas cerradas como se puede ver en la Ilustración 5.45, a partir de una acción On Reset, para que el operario acuda a realizar la tarea del transporte de las fuentes de entrada. Al acabar las operaciones, se cierra la salida de las fuentes de entrada con una acción On Exit con la misma configuración que la acción On Reset anterior y se abre desde el conveyor 1 las salidas del contenedor 1 con la acción On Entry que se muestra en la Ilustración 5.46. Ilustración 5.45. Acción On Reset del contenedor 1. Ilustración 5.46. Acción On Reset del conveyor 1. El operario 1 realiza el transporte del contenedor 1 al combiner y las operaciones de preparación de este combiner. Al transportar el producto desde el contendor 1 al puesto de trabajo se envía una orden de cerrar las salidas del contenedor 1 y al acabar la operación de preparación en el combiner se envía una orden para abrir las salidas del contenedor 2 con una acción On Setup Finish como se muestra en la Ilustración 5.47, para que el operario al acabar las operaciones de preparación del combiner siga con la secuencia de tareas. En el contenedor 2 y el puesto de trabajo 2 realizará las mismas operaciones y al acabar en el puesto de trabajo 2 abrirá con la misma acción On Setup Finish descrita las salidas de la entrada 2, para repetir la secuencia. Modelos mejorados 89 Ilustración 5.47. Acción On Setup Finish del puesto de trabajo 1. Se cierran y abren las entradas para que el operario realice la secuencia asignada. Al operario 2 se le ha asignado su secuencia con la misma estrategia que al operario 1. En la Ilustración 5.48 se muestra el modelo durante la simulación en el instante 16200s, que equivale a 4h y media. Ilustración 5.48. Modelo Kitting con tiempos de preparación en el instante 16200s. 3.5.3. Construcción del modelo célula en U En la Ilustración 5.49 se muestra la apariencia del modelo anterior dispuesto en U. Ilustración 5.49. Modelo kitting célula en U construido en FlexSim. Capítulo 6 96 Contenedor 8 (intermedio) 14 32 49 Contenedor 9 (intermedio) 4 3 3 Número de productos procesados por hora Puesto de trabajo 1 14 14,22 14,29 Puesto de trabajo 2 12 13,33 13,57 Puesto de trabajo 3 4,5 6 6,43 Puesto de trabajo 4 2,5 5,11 5,86 En la Ilustración 6.4 se muestra visualmente el estado del modelo de la primera mejora en el instante de simulación 7 horas. Ilustración 6.4. Modelo primera mejora en el instante 25200s. Los resultados obtenidos son similares al modelo inicial, pero se aprecia alguna mejora. Los porcentajes del nivel de ocupación de los puestos de trabajo, en general, han bajado ligeramente, debido a la fabricación por lotes. Además, el puesto de trabajo 4 ha subido su nivel de ocupación debido a que realiza las operaciones del antiguo puesto de trabajo 5. A partir de la Tabla 6.2 y la Ilustración 6.4 se comprueba que el cuello de botella en el puesto de trabajo 3 sigue existiendo. Por su parte, los contenedores 1 a 6, es decir, aquellos que reciben flowitems del almacén, han reducido su capacidad debido a que se fabrica en lotes de 5. El número de productos procesados por hora es similar al anterior modelo, debido a que los puestos de trabajo 1 y 2 presentan valores superiores al doble que los puestos de trabajo 3 y 4. 5. Modelo Kanban En la Ilustración 6.5 se muestran las gráficas usadas en el modelo Kanban para la obtención de los resultados. Resultados de la simulación 97 Ilustración 6.5. Dashboards del modelo Kanban en el instante 25200s. En la Tabla 6.3 aparecen los datos que se obtienen a partir de las simulaciones en los tres instantes de tiempo de referencia. Tabla 6.3. Análisis de los dashboards para el modelo Kanban. 7200s 16200s 25200s Nivel ocupación Puesto de trabajo 1 6,85% 23,15% 24,80% Puesto de trabajo 2 13,89% 18,52% 19,84% Puesto de trabajo 3 34,72% 46,30% 52,75% Puesto de trabajo 4 38,79% 46,87% 47,62% Número de productos en curso Contenedor 1 3 5 5 Contenedor 2 3 5 5 Contenedor 3 4 5 5 Contenedor 4 4 5 3 Contenedor 5 3 1 5 Contenedor 6 3 1 5 Contenedor 7 1 5 5 Contenedor 8 5 5 3 Contenedor 9 3 1 1 Número de productos procesados por hora Puesto de trabajo 1 0,5 3,33 3,57 Puesto de trabajo 2 2,5 3,33 3,57 Puesto de trabajo 3 2,5 3,33 3,71 Puesto de trabajo 4 3 4 4,29 Capítulo 6 98 En la Ilustración 6.6 se muestra visualmente el modelo Kanban en el instante de simulación 7 horas. Ilustración 6.6. Modelo Kanban en el instante 25200s. A partir de los resultados se observa que los puestos de trabajo tienen porcentajes de ocupación más bajos debido a que se fabrica cuando hay una orden de fabricación, es decir, se tiene en cuenta la demanda. El puesto de trabajo 3 sigue presentando un nivel de ocupación mayor seguido del puesto de trabajo 4. En este modelo se prescinde de los almacenes, por lo que las entradas se producen directamente en los contenedores. En los resultados y en la Ilustración 6.6 se observa que con la implantación del sistema Kanban se ha conseguido eliminar el cuello de botella en el contenedor 8 y el puesto de trabajo 3, debido a que se fabrica a partir del Kanban de producción. Respecto al número de productos procesados por horas, los puestos de trabajo han obtenido valores similares, lo que ayuda a que ningún puesto de trabajo produzca excesivamente. En este modelo se ha logrado eliminar el despilfarro por exceso de almacenamiento, por sobreproducción y por transporte y movimientos innecesarios. 6. Modelo Kitting-One Piece Flow En la Ilustración 6.7 se muestran los gráficos usados del dashboard para la obtención de los resultados de la simulación. Resultados de la simulación 99 Ilustración 6.7. Dashboards del modelo Kitting en el instante 25200s. Por su parte, la Tabla 6.4 recoge los datos de la simulación para los tres instantes de tiempo. Tabla 6.4. Análisis de los dashboards para el modelo Kitting. 7200s 16200s 25200s Nivel ocupación Puesto de trabajo 1 97,15% 97,12% 97,12% Puesto de trabajo 2 91,84% 94,41% 95,15% Puesto de trabajo 3 90,15% 95,62% 97,19% Puesto de trabajo 4 84,07% 92,21% 94,54% Número de productos en curso Conveyor 1 4 4 4 Conveyor 2 3 3 3 Conveyor 3 2 2 2 Conveyor 4 0 0 0 Contenedor 1 0 0 0 Contenedor 2 0 0 0 Contenedor 3 0 0 0 Contenedor 4 0 0 0 Número de productos procesados por hora Puesto de trabajo 1 9,5 9,78 9,86 Puesto de trabajo 2 9 9,56 9,71 Puesto de trabajo 3 8,5 9,33 9,57 Puesto de trabajo 4 8 9,11 9,43 Capítulo 6 100 En la Ilustración 6.8 se muestra visualmente el modelo Kitting-One Piece Flow para un tiempo de simulación de 7 horas. Ilustración 6.8. Modelo Kitting-One Piece Flow en el instante 25200s. En este modelo los puestos de trabajo tienen un nivel de ocupación similar. Además, tanto los contenedores como los conveyors no presentan una gran cantidad de productos en curso, excepto, como se puede ver en la Ilustración 6.8, los conveyors que contienen los productos que forman cada kit del producto que está siendo procesado en ese momento por cada combiner. Por último, los puestos de trabajo fabrican una cantidad de productos a la hora similar, por lo que ningún puesto de trabajo fabrica productos en exceso. Este modelo ha demostrado los buenos resultados al usar el takt time junto al equilibrado de líneas para conseguir puestos de trabajo con tiempos de ciclo similares, haciendo posible la eliminación del cuello de botella en el puesto de trabajo 3. Además, como en el modelo Kanban, respecto al modelo inicial, se han eliminado los despilfarros por exceso de almacenamiento, de transporte y movimientos innecesarios y por sobreproducción. 6.1. Modelo Kitting con dos modelos de productos En la Ilustración 6.9 se muestran los gráficos usados del dashboard para la obtención de los resultados de la simulación. En este caso se ha añadido un gráfico más respecto a los anteriores, que indica el número de productos de cada tipo fabricados. Resultados de la simulación 101 Ilustración 6.9. Dashboards del modelo Kitting con dos modelos de productos en el instante 7200s. En la Tabla 6.5 se han recogido los datos obtenidos de la simulación para los tres instantes de tiempo. Tabla 6.5. Análisis de los dashboards para el modelo Kitting con dos modelos de productos. 7200s 16200s 25200s Nivel ocupación Puesto de trabajo 1 89,80% 92,53% 93,29% Puesto de trabajo 2 81,14% 86,21% 87,51% Puesto de trabajo 3 79,91% 87,78% 89,94% Puesto de trabajo 4 74,41% 84,69% 87,65% Número de productos en curso Conveyor 1 4 4 0 Conveyor 2 3 3 4 Conveyor 3 2 2 2 Conveyor 4 0 0 0 Contenedor 1 0 0 0 Contenedor 2 0 0 0 Contenedor 3 0 0 0 Contenedor 4 0 0 0 Número de productos procesados por hora Puesto de trabajo 1 8,5 8,89 9,14 Puesto de trabajo 2 8 8,67 9 Puesto de trabajo 3 7,5 8,44 8,86 Puesto de trabajo 4 7 8,44 8,71 Número de productos de cada tipo fabricados Del tipo 1 (A) 7 19 31 Del tipo 2 (B) 7 19 30 Capítulo 6 102 En la Ilustración 6.10 se muestra visualmente este modelo en el instante de simulación 7 horas. Ilustración 6.10. Modelo Kitting con dos modelos de productos en el instante 25200s. Este modelo ha servido para comprobar que el sistema Kitting-One Piece Flow es idónea para fabricar diferentes tipos de productos. Los resultados son similares al modelo anterior. 6.2. Modelo Kitting aplicando Heijunka En la Ilustración 6.11 se muestran los gráficos usados del dashboard para la obtención de los resultados de la simulación. Ilustración 6.11. Dashboards del modelo Kitting con Heijunka en el instante 7200s. En la Tabla 6.6 se han recogido los datos obtenidos de la simulación para los tres instantes de tiempo. Tabla 6.6.. Análisis de los dashboards para el modelo Kitting con Heijunka. 7200s 16200s 25200s Nivel ocupación Puesto de trabajo 1 89,80% 92,53% 93,29% Puesto de trabajo 2 81,14% 86,21% 87,51% Resultados de la simulación 103 Puesto de trabajo 3 79,91% 87,78% 89,94% Puesto de trabajo 4 74,41% 84,69% 87,65% Número de productos en curso Conveyor 1 4 4 0 Conveyor 2 3 3 4 Conveyor 3 2 2 2 Conveyor 4 0 0 0 Contenedor 1 0 0 0 Contenedor 2 0 0 0 Contenedor 3 0 0 0 Contenedor 4 0 0 0 Número de productos procesados por hora Puesto de trabajo 1 8,5 8,89 9,14 Puesto de trabajo 2 8 8,67 9 Puesto de trabajo 3 7,5 8,44 8,86 Puesto de trabajo 4 7 8,44 8,71 Número de productos de cada tipo fabricados Del tipo 1 (A) 2 4 6 Del tipo 2 (B) 3 7 12 Del tipo 3 (C) 4 12 19 Del tipo 4 (D) 5 15 24 En la Ilustración 6.12 se muestra visualmente este modelo en el instante de simulación 7 horas. Ilustración 6.12. Modelo Kitting aplicando Heijunka en el instante 25200s. Este modelo ha servido como un ejemplo de la utilización de la técnica Heijunka. Los resultados son similares al modelo Kitting con dos modelos de productos. En la Ilustración 6.12 y a partir de los datos de la Tabla 6.6 se comprueba como se cumple la secuencia de productos elegida, pudiendo adaptarla a la demanda. Capítulo 6 104 6.3. Modelo Kitting con tiempos de preparación En la Ilustración 6.13 se muestran los gráficos usados del dashboard para la obtención de los resultados de la simulación. En este modelo se ha añadido un gráfico que muestra el porcentaje de tiempo en que los operadores se han encontrado en los diferentes estados. Ilustración 6.13. Dashboards del modelo Kitting con tiempos de preparación en el instante 16200s. En la Tabla 6.7 se han recogido los datos obtenidos de la simulación para los tres instantes de tiempo. Tabla 6.7. Análisis de los dashboards para el modelo Kitting con tiempos de preparación. 7200s 16200s 25200s Nivel ocupación Puesto de trabajo 1 87,08% 88,85% 85,84% Puesto de trabajo 2 86,28% 90,49% 93,29% Puesto de trabajo 3 79,47% 81,94% 82,64% Puesto de trabajo 4 77,91% 80,57% 81,40% Número de productos en curso Conveyor 1 4 4 4 Conveyor 2 3 7 7 Conveyor 3 8 14 14 Conveyor 4 2 0 0 Contenedor 1 0 0 0 Contenedor 2 0 1 1 Contenedor 3 2 4 4 Contenedor 4 1 0 0 Número de productos procesados por hora Puesto de trabajo 1 9 9,33 9 Puesto de trabajo 2 9 9,11 8,86 Puesto de trabajo 3 8 8,22 8,29 Resultados de la simulación 105 Puesto de trabajo 4 8 8,22 8,29 Tiempo de ocupación Operador 1 37,85% 37,78% 36,28% Operador 2 28,03% 28,86% 29,83% Total 65,88% 66,64% 66,11% Número de productos fabricados 16 37 58 En la Ilustración 6.14 se muestra visualmente este modelo en el instante de simulación 7 horas. Ilustración 6.14. Modelo Kitting con tiempos de preparación en el instante 25200s. En este modelo, a partir de los valores de la Tabla 6.7 del nivel de ocupación, se aprecia que los puestos de trabajo 1 y 2 se encuentran más tiempo en estado de procesamiento que los puestos de trabajo 3 y 4. En los anteriores modelos para tiempos de simulación más cortos había una diferencia entre los valores de nivel de ocupación, pero al avanzar el tiempo se iban acercando a valores similares. Esto repercute en el número de productos procesados por hora, que es mayor en los puestos de trabajo que están más tiempo trabajando. Además, como se puede ver tanto a partir de la Ilustración 6.14 y de los valores de número de productos en curso de la Tabla 6.7, se forma un cuello de botella en el puesto de trabajo 3. Los problemas comentados se deben a la secuencia elegida para los operadores, aunque es la más adecuada dada la distribución del sistema productivo; otras secuencias supondrían grandes desplazamientos para los operarios. 6.4. Modelo Kitting con tiempos de preparación y célula en U En la Ilustración 6.15 se muestran los gráficos usados del dashboard para la obtención de los resultados de la simulación en este modelo. Capítulo 7 112 Tabla 7.2. Cálculo del coste por hora del personal. 4.2. Coste material En la Tabla 7.3 se recogen los costes de los materiales empleados en el proyecto. La tasa de amortización es del 25% para los equipos para procesos de información y del 33% para los sistemas y programas informáticos (Agencia Tributaria, s.f.). A partir de estos dos datos se calcula la amortización anual y la mensual de cada elemento, logrando, por último, hallar la amortización de los materiales en los siete meses que ha durado el proyecto. Tabla 7.3. Cálculo de los costes de los materiales. 4.3. Costes indirectos En la Tabla 7.4 se muestran los costes indirectos asociados al proyecto. Tabla 7.4. Cálculo de los costes indirectos. 5. Coste final En primer lugar, se mostrarán los costes asignados a cada fase del proyecto, por lo que en la Tabla 7.5 se ha hallado el porcentaje de tiempo de trabajo empleado en cada fase. Para ello, se han calculado las horas que ha empleado cada integrante del equipo en cada fase. Con este dato se podrá calcular el total de horas empleadas en cada fase y, a partir del total de horas del proyecto, se calcula el porcentaje de tiempo de trabajo asociado a cada fase del proyecto. Director de Proyecto Ing. Organización Ind. Aux. Administrativo Salario bruto anual 40.000 € 29.000 € 17.000 € Seg. Social (35%) 14.000 € 10.150 € 5.950 € Coste Total 54.000 € 39.150 € 22.950 € Coste por hora 31,25 € 22,66 € 13,28 € Precio Adquisición Tasa amortización Amortización anual Amortización mensual Meses Coste proyecto Ordenador portátil HP Pavilion 15-bc520ns 900 € 25% 225 € 19 € 7131 € Licencia Windows 10 145 € 33% 48 € 4 € 728 € Licencia Microsoft Office 2019 70 € 33% 23 € 2 € 713 € TOTAL 1.115 € 173 € €/mes Meses Total Conexión Internet 60 7420 € Electricidad 32 7224 € Alquiler local 500 73.500 € 4.144 € TOTAL Estudio económico 113 Tabla 7.5. Cálculo del porcentaje de tiempo de trabajo asociado a cada fase del proyecto. 5.1. Costes asignados a la fase 1 En la Tabla 7.6 se muestra el coste total del estudio preliminar del proyecto, siendo la fase 1. Tabla 7.6. Cálculo del coste total de la Fase 1. 5.2. Costes asignados a la fase 2 En la Tabla 7.7 se muestra el coste total del planteamiento del proyecto, siendo la fase 2. Personal Estudio preliminar Planteamiento Recogida de información Desarrollo proyecto Análisis de resultados Elaboración memoria Director de Proyecto 10 10 9 8 19 40 Ing. Organización Indutrial 63 30 44 100 42 252 Auxiliar Administrativo 5 4 8 10 3 5 Total de cada fase (horas) 78 44 61 118 64 297 Total (horas) Porcentaje del tiempo asociado a cada fase 12% 7% 9% 18% 10% 45% 662 Concepto Horas Coste (€/h) Coste (€) Director Proyecto 10 31,25 312,50 € Ingeniero 63 22,66 1.427,34 € Auxiliar Administrativo 5 13,28 66,41 € Cantidad Porcentaje (%) Coste (€) 4.144 € 12% 488,27 € Portátil HP 131 € 12% 15,46 € Licencia Windows 10 28 € 12% 3,29 € Licencia Microsoft Office 2019 13 € 12% 1,59 € 2.314,86 € Amortización Costes indirectos Personal COSTE TOTAL FASE 1 Capítulo 7 114 Tabla 7.7. Cálculo del coste total de la Fase 2. 5.3. Costes asignados a la fase 3 En la Tabla 7.8 se muestra el coste total de la recogida de información del proyecto, siendo la fase 3. Tabla 7.8. Cálculo del coste total de la Fase 3. 5.4. Costes asignados a la fase 4 En la Tabla 7.9 se muestra el coste total del desarrollo del proyecto, siendo la fase 4. Tabla 7.9. Cálculo del coste total de la Fase 4. Concepto Horas Coste (€/h) Coste (€) Director Proyecto 10 31,25 312,50 € Ingeniero 30 22,66 679,69 € Auxiliar Administrativo 4 13,28 53,13 € Cantidad Porcentaje (%) Coste (€) 4.144 € 7% 275,43 € Portátil HP 131 € 7% 8,72 € Licencia Windows 10 28 € 7% 1,86 € Licencia Microsoft Office 2019 13 € 7% 0,90 € 1.332,22 € Costes indirectos Personal Amortización COSTE TOTAL FASE 2 Concepto Horas Coste (€/h) Coste (€) Director Proyecto 9 31,25 281,25 € Ingeniero 44 22,66 996,88 € Auxiliar Administrativo 8 13,28 106,25 € Cantidad Porcentaje (%) Coste (€) 4.144 € 9% 381,85 € Portátil HP 131 € 9% 12,09 € Licencia Windows 10 28 € 9% 2,57 € Licencia Microsoft Office 2019 13 € 9% 1,24 € 1.782,13 € Amortización Costes indirectos Personal COSTE TOTAL FASE 3 Concepto Horas Coste (€/h) Coste (€) Director Proyecto 8 31,25 250,00 € Ingeniero 100 22,66 2.265,63 € Auxiliar Administrativo 10 13,28 132,81 € Cantidad Porcentaje (%) Coste (€) 4.144 € 18% 738,66 € Portátil HP 131 € 18% 23,40 € Licencia Windows 10 28 € 18% 4,98 € Licencia Microsoft Office 2019 13 € 18% 2,40 € 3.417,87 € Amortización COSTE TOTAL FASE 4 Personal Costes indirectos Estudio económico 115 5.5. Costes asignados a la fase 5 En la Tabla 7.10 se muestra el coste total del análisis de los resultados del proyecto, siendo la fase 5. Tabla 7.10. Cálculo del coste total de la Fase 5. 5.6. Costes asignados a la fase 6 En la Tabla 7.11 se muestra el coste total de la elaboración de la memoria del proyecto, siendo la fase 6. Tabla 7.11. Cálculo del coste total de la Fase 6. 5.7. Resultados finales La Tabla 7.12 muestra los resultados finales del estudio económico, con el desglose del tiempo y los costes empleados en cada fase y las horas empleadas y el coste final. Concepto Horas Coste (€/h) Coste (€) Director Proyecto 19 31,25 593,75 € Ingeniero 42 22,66 951,56 € Auxiliar Administrativo 3 13,28 39,84 € Cantidad Porcentaje (%) Coste (€) 4.144 € 10% 400,63 € Portátil HP 131 € 10% 12,69 € Licencia Windows 10 28 € 10% 2,70 € Licencia Microsoft Office 2019 13 € 10% 1,30 € 2.002,47 € Personal Amortización Costes indirectos COSTE TOTAL FASE 5 Concepto Horas Coste (€/h) Coste (€) Director Proyecto 40 31,25 1.250,00 € Ingeniero 252 22,66 5.709,38 € Auxiliar Administrativo 5 13,28 66,41 € Cantidad Porcentaje (%) Coste (€) 4.144 € 45% 1.859,17 € Portátil HP 131 € 45% 58,88 € Licencia Windows 10 28 € 45% 12,52 € Licencia Microsoft Office 2019 13 € 45% 6,05 € 8.962,40 € Amortización COSTE TOTAL FASE 6 Personal Costes indirectos Capítulo 7 116 Tabla 7.12. Resultado final. A continuación, se muestra en las diferentes ilustraciones los resultados finales gráficamente. En la Ilustración 7.3 se muestra el porcentaje del tiempo empleado en cada fase del proyecto. Se puede comprobar que la fase en la que más tiempo se ha invertido es la fase 6, que corresponde con la elaboración del proyecto. Mientras la fase 2, correspondiente al planteamiento del proyecto, ha sido en la que menos tiempo se ha invertido. Ilustración 7.3. Representación del porcentaje del tiempo empleado en cada fase del proyecto. En la Ilustración 7.4 se muestra el gráfico del porcentaje del coste en cada fase del proyecto. Fase Tiempo (h) Coste Fase 1 78 2.314,86 € Fase 2 44 1.332,22 € Fase 3 61 1.782,13 € Fase 4 118 3.417,87 € Fase 5 64 2.002,47 € Fase 6 297 8.962,40 € TOTAL 662 19.811,95 € RESULTADO FINAL Estudio económico 117 Ilustración 7.4. Representación del porcentaje del coste en cada fase del proyecto. Los gráficos de las ilustraciones anteriores son similares: la fase en la que más tiempo se ha invertido se corresponde con la que ha supuesto un mayor coste. La explicación se encuentra en el gran peso que tiene el coste laboral en este proyecto, tal y como se aprecia en la Ilustración 7.5, que muestra el porcentaje del coste según la categoría del gasto del proyecto. Se observa que el coste más elevado es el sueldo del ingeniero en organización industrial, seguido del director del proyecto. Ilustración 7.5. Representación del porcentaje del coste por categoría del gasto del proyecto. Conclusiones y líneas futuras de trabajo 119 CAPÍTULO 8: CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS DE TRABAJO 1. Conclusiones El principal objetivo del presente trabajo era la creación de modelos en los que visualmente se aprecien diferentes técnicas Lean, para que sirvan de herramienta para la explicación de estas en la enseñanza universitaria, y este objetivo se ha logrado satisfactoriamente. Para lograr estos objetivos se eligió FlexSim como el software de simulación, debido a su facilidad para crear modelos 3D, lo que nos ha permitido crear modelos muy visuales. FlexSim dispone de una versión gratuita que puede descargarse de su página web, aunque con algunas limitaciones, entre las que Capítulo 8 120 destaca la limitación de 30 objetos, lo que ha supuesto un reto en algunos modelos, lo que nos ha obligado a buscar soluciones eficientes. Este es el caso de los dos últimos modelos kitting con tiempos de preparación, donde finalmente se han tenido que dejar los flowitems principales que disponían los contenedores centrales en el mismo tamaño que los flowitems que formaban el kit, al no conseguir una opción para conseguir un tamaño mayor, aunque no ha impedido construir un modelo con la función buscada. El modelo principal presentaba varios problemas que podían visualizarse en la simulación como, por ejemplo, el cuello de botella en el puesto de trabajo 3, la gran cantidad de producto en los almacenes y de producto en curso a lo largo de la línea de producción. A partir de la implantación de las mejores en el modelo inicial se ha podido demostrar, tanto visualmente como desde los resultados gráficos y numéricos, las ventajas que supone su implantación. Una de las claves del Lean Manufacturing, como se ha visto, es la eliminación de los despilfarros. En primer lugar, se ha eliminado el despilfarro por el exceso de almacenamiento que suponían los almacenes y la gran cantidad de productos en curso en los contenedores. Para ello, se ha fabricado en lotes de 5 en el sistema Kanban y el flujo pieza a pieza en el sistema Kitting. Además, con la eliminación de los almacenes se consigue eliminar el despilfarro por transporte y movimientos innecesarios, debido a que las piezas llegan directamente al contenedor correspondiente. El despilfarro por sobreproducción ha sido eliminado tanto en el modelo Kanban como en el modelo Kitting-One Piece Flow, debido a que el primero implementa el sistema pull a través del Kanban y el segundo el flujo pieza a pieza y el takt time. Por tanto, son modelos que tienen en cuenta la demanda del cliente para elegir la cantidad de producto a fabricar. A partir de la eliminación del despilfarro de sobreproducción se ha logrado evitar el cuello de botella en el puesto de trabajo 3, que era el error más visual en el modelo inicial. Por ello, es tan importante el Lean Manufacturing en las empresas: a partir de la búsqueda de mejoras y la eliminación de despilfarros se puede dar solución a los problemas actuales del sistema de producción. Por otro lado, en el modelo Kitting se han mostrado otras herramientas Lean como el Heijunka y la célula en U. En el modelo Heijunka se ha demostrado como en un sistema productivo, teniendo diversidad de productos, se puede fabricar teniendo en cuenta la demanda de los productos a partir de una secuencia. Mientras, la célula U nos ha permitido definir la secuencia de tareas Conclusiones y líneas futuras de trabajo 121 de los operarios más adecuada para el sistema productivo, evitando la generación de un nuevo cuello de botella en el puesto de trabajo 3. Estos modelos mencionados se han construido logrando el objetivo de que sean modelos sencillos, de fácil comprensión, para que puedan servir en la enseñanza de las técnicas Lean. Los alumnos podrán identificar los problemas en el modelo inicial para aportar las ideas que logren su solución y ver aplicadas las soluciones propuestas en el presente trabajo. Además, se ha mostrado las numerosas ventajas de la simulación. A partir de los softwares de simulación, en este caso FlexSim, se pueden construir diversos modelos para su estudio y comparación. Esto permite acercar la simulación a los alumnos para que se atrevan a crear sistemas productivos y poner en práctica las técnicas Lean, pudiendo utilizar la licencia gratuita de FlexSim. Entre los objetivos personales se ha conseguido un mayor conocimiento de las técnicas Lean, logrando simular el funcionamiento de varias técnicas y ver sus ventajas a través de los resultados, y el aprendizaje del manejo del software de simulación FlexSim, que ha supuesto un reto durante todo el presente trabajo. Por último, se han mejorado competencias personales entre las que se pueden destacar la redacción escrita a lo largo del desarrollo de la memoria; la capacidad de resolución de problemas, al buscar las mejoras más adecuadas para la eliminación de los diferentes despilfarros; la capacidad de organización y planificación; y la capacidad para aplicar conocimientos a la práctica. 2. Líneas futuras La simulación ofrece la posibilidad de crear diversos sistemas de producción en el que poner en práctica las técnicas Lean, por lo que la posibilidad de trabajos de investigación es numerosa. En el presente trabajo se ha construido un sistema de producción ficticio que sirva para la enseñanza de diversas técnicas Lean, pero como se ha podido ver en el capítulo 2 hay gran variedad de técnicas. Una de las opciones para trabajos futuros es la creación de otros modelos que ayuden a la visualización de otras técnicas Lean, jugando con diversidad de productos a fabricar, productos defectuosos, tiempos de preparación entre máquinas para diferentes productos, entre otros. Además, se pueden incluir otras ideas de mejoras en los modelos diseñados e incluso perfeccionar los modelos debido a las mejoras a través de las actualizaciones en el software de simulación FlexSim.