Manufactura Celular. Hacia una empresa de clase mundial

MANUFACTURA CELULAR: HACIA UNA EMPRESA DE
CLASE MUNDIAL
Autores: Lic. Maidelyn Rodríguez Almeida.
Dr C. Angela Palacio Hidalgo.
INTRODUCCIÓN
El desarrollo tecnológico y de las comunicaciones a niveles acelerados y el
incremento cada vez más creciente de la demanda y las expectativas de los
consumidores, donde la competencia alcanza niveles superiores, son algunas de las
tendencias del mercado internacional que afectan particularmente a las empresas.
Según Arnoletto (2007) en un intento por explicar la situación actual hace
referencia a la acción combinada de tres factores concurrentes: la nueva tecnología
que se manifiesta en un acelerado desarrollo de nuevos productos y servicios, de
nuevos procesos y materiales, con innovaciones que abren sorprendentes
posibilidades; la globalización, que se expresa en la apertura de los mercados,
especialmente en el campo financiero, en una red cada vez más compleja de
mejores comunicaciones y transportes y en organizaciones cada vez más grandes,
complejas e interactivas y a la vez descentralizadas; y los cambios en las
expectativas, que acorta la vida de los productos y servicios y conduce a una rápida
obsolescencia de casi todo, y por consiguiente a un notable endurecimiento de la
competencia.
Para adaptarse a las condiciones impredecibles de los mercados y a los rápidos
cambios económicos y tecnológicos, las empresas buscan mecanismos que les
posibiliten dar una respuesta rápida y efectiva a dichas exigencias. Esta capacidad
de respuesta de nuestras organizaciones, es lo que las define en la actualidad como
empresas de clase mundial.
Según varios autores, estas empresas deben poseer características tales como: cero
defectos, tiempo de fabricación mínimo, máximo aprovechamiento de un personal
altamente calificado, vinculación directa del diseño del producto con el proceso de
producción, gestión por Calidad Total y mejora continua de todos los procesos,
gestión global según los principios del Justo - a – Tiempo y planificación del futuro.
En este marco surge una nueva forma de organización de la producción llamada
Manufactura celular y que tienen sus antecedentes en los principios de tecnología de
grupos. Convirtiéndose esta en el principal eslabón para lograr empresas de este
tipo.
Los beneficios de la Manufactura celular son múltiples, sin embargo destacan
algunas dificultades que resultan de su aplicación que hay que tener en cuenta,
siendo la principal barrera el cambio de mentalidad necesario, en tanto que se trata
de una forma de organización de la producción que revoluciona las antiguas
concepciones de producción.
La Manufactura celular es un tema poco abordado por estudios de nuestro país,
pues implica un sin número de retos en su adopción como sistema de manufactura,
dado por las condiciones de la economía cubana.
De allí que el objetivo de la investigación sea exponer las ideas fundamentales de lo
que se entiende por Manufactura celular, como forma de organización de la
producción. Para dar cumplimiento al objetivo se estructuró el mismo de la siguiente
manera: Introducción, Desarrollo y Conclusiones; en la primera parte del Desarrollo
se exponen los métodos de organización de la producción, concluyendo en las
principales características de los mismos; seguido se hace un análisis de los
antecedentes de la Manufactura celular, planteándose en primer lugar las distintas
definiciones y posteriormente los elementos fundamentales a tener en cuenta para
su implementación como sistema de producción.
Los principales métodos utilizados fueron el histórico- lógico y el análisis-síntesis.
La importancia del trabajo radica en que a partir de la búsqueda bibliográfica
realizada es posible el análisis crítico de la Manufactura celular, y la inclusión de
esta como tema de discusión entre economistas e ingenieros industriales, para la
implantación en empresas cubanas, adecuándola a nuestras condiciones reales.
DESARROLLO
Métodos de organización de la producción.
Desde el punto de vista sistémico la empresa está formada por varios subsistemas;
cada uno de los cuales posee un fin particular que garantiza, en sus interrelaciones
con los demás, el funcionamiento de la misma. Para cada subsistema es definido un
propósito y un conjunto de planes, los cuales se articulan para formar la estrategia
empresarial, respondiendo además a la definición de la misión y visión de la
organización.
En el caso del subsistema de operaciones o producción tiene como misión obtener
los bienes y servicios que deberán satisfacer las necesidades detectadas por el
subsistema comercial y/o generado por el subsistema de investigación y desarrollo.
Constituye además el núcleo del sistema empresarial en tanto que es en este donde
ocurre el proceso de transformación de las entradas (inputs) en salidas (output),
estas últimas con un mayor valor agregado.
Muchos son los autores que se han dedicado a estudiar el concepto de producción,
cada uno de ellos analizándolo desde su propia perspectiva. En la investigación de
Companys & Corominas (1998) se recogen una serie de conceptos de diferentes
autores:
El proceso productivo es el conjunto de todas las actividades que se
precisan para transformar un conjunto de entradas (recursos humanos,
materiales brutos, energía, etc) en salidas más valiosas tales como
productos acabados y/o servicios. (Dervitsiotis 1981)
La producción es una función fundamental de la organización. Comprende
aquellas actividades responsables de la creación de los bienes y servicios
que son las salidas o resultantes de toda organización. La producción
implica el diseño, planificación, funcionamiento y control de los sistemas
que producen. Estos sistemas son aquellos procesos o procedimientos que
transforman un conjunto de entradas (los recursos adquiridos por la
organización) en salidas (los productos que la organización vende o
distribuye). Las entradas son alguna combinacn de seres humanos,
materiales, dinero, máquinas y métodos (tecnología). La transformación
puedes ser física como en la manufactura, locacional como en el transporte,
temporal como en el depósito (almacenado) o transaccional como en la
comercialización al por menor. Las salidas pueden ser tangibles, un bien o
un servicio, o simplemente satisfacción. (Tersine 1985)
Por su parte estos investigadores concluyen que la producción es la transformación
de unos bienes y/o servicios, en otros bienes y/o servicios. Los últimos son los
productos y los primeros los factores de producción; y esta transformación está
motivada por el hecho de que los productos tiene mayor utilidad que los factores.
(Companys and Corominas 1998)
Todas estas definiciones tienen varios puntos de contacto, y es que la producción es
un proceso de transformación de insumos de todo tipo, cuyo resultado final es un
producto de mayor valor, que garantice de forma precisa satisfacer las necesidades y
deseos de los consumidores, a partir del cumplimiento de las especificaciones del
cliente. Este proceso implica además una serie de decisiones a tener en cuenta para
garantizar la máxima calidad del producto final, en el menor tiempo y al menor costo
posible.
En el marco empresarial al referirnos a la estrategia de operaciones, hacemos
alusión a una estrategia de tipo funcional cuyos objetivos y planes deben conjugarse
con los demás, en aras de contribuir al logro de la misión y visión de la organización.
Esta se concreta en una serie de decisiones que debe tomar el equipo de dirección
de la empresa, y que según el modelo de estrategia de operaciones desarrollado por
Hayes, Wheelwright y Clark en 1984 y 1988, respectivamente, pueden dividirse en
decisiones de tipo estructurales e infraestructurales. (ESADE 2004)
Las decisiones estructurales, llamadas también de hardware, tienen, en líneas
generales, más continuidad en el tiempo y llevan asociado un volumen de inversión
superior, estas son definidas como decisiones de: capacidad, localización centros
productivos y logísticos, diseño de procesos y por último la integración vertical y
compras. Las decisiones infraestructurales, llamadas también de software, por el
contrario, son las más potentes ya que se basan más en las personas y requieren
menos inversión, estas son las relacionadas con: los recursos humanos, calidad,
planificación y control, organización, sistemas de medida y control así como el
desarrollo de nuevos productos. (ESADE 2004)
Una de estas decisiones que posee particular importancia es la relacionada con el
diseño del proceso. La misma es antecedida por el análisis del diseño del producto y
la capacidad, pues de acuerdo a ello será la configuración de proceso elegida,
garantizando a su vez la correspondencia con la estrategia de operaciones.
Precisamente es a través de esta decisión, que la empresa determina cómo se
efectuará el proceso de transformación de las entradas en salidas. En la literatura
existen varias clasificaciones de las configuraciones productivas, propuestas por
diferentes autores desde su propia perspectiva.
Woodward (1965) formuló una primera clasificación que distingue entre fabricación
unitaria, de pequeños lotes, de grandes lotes, producción en serie y procesos
continuos; el inconveniente fundamental de esta clasificación radicaba en la
delimitación de lo que se entiende por pequeños y grandes lotes. (Domínguez,
Álvarez et al. 1995)
Por otra parte, en otra investigación atendiendo a las prioridades competitivas que
determine la empresa, la naturaleza del producto y el volumen de producción se
definen cinco tipos de procesos: proyecto, taller , proceso discontinuo, línea de
montaje y planta procesadora.
1. Proyecto o flujo disperso: Suelen ser procesos de un único producto y de gran
complejidad que requieren una gran cantidad de entradas (inputs). Estos
recursos se suministran en el lugar donde se fabrica el producto, que no varía
durante el proceso de producción. La secuencia de operaciones y el proceso
que forman son únicos para cada proyecto. Los productos exigen un diseño a
medida según las especificaciones del cliente. La coordinación de
actividades y recursos adquiere un carácter crítico. Los plazos de fabricación
son largos y el grado de calificación de la mano de obra es alto. La flexibilidad
entendida como adaptación a los cambios de diseño es muy elevada.
2. Taller o flujo irregular desconectado: Son procesos diseñados para la
producción no seriada en lotes pequeños y con pedidos únicos o en pequeñas
cantidades. Los productos se mueven dentro del proceso productivo. Los
recursos deben ser más flexibles para afrontar diseños diferentes. La
elección de este sistema productivo implica que la organización compite
básicamente en innovación tecnológica y flexibilidad. La mano de obra
tiene un grado de especialización elevado y la inversión se dirige a la
maquinaria de usos diversos.
3. Proceso discontinuo o flujo regular desconectado: A medida que la demanda
para el taller va aumentando y la gama de productos se va reduciendo, se
empieza a producir en lotes de producto y se va desarrollando el proceso de
tipo flujo regular desconectado. Se está ante una amplia gama de procesos
entre el taller y la línea de montaje que producen productos parecidos, de
manera repetitiva, normalmente en lotes grandes y en los cuales las
operaciones se dividen en grupos especializados, como por ejemplo fresado,
torneado y prensado (en una empresa industrial), o radiología, análisis y
plantas de especialidad (en un gran hospital). En este sistema productivo,
después de haber procesado un lote de un producto en una operación
determinada, se prepara la operación para producir un nuevo lote
correspondiente a otro producto. Las rutas de producción son variables para
fabricar el mismo producto. Hay stocks en curso importantes, ya que alguno
de los componentes que forman parte del producto final se fabrica por
anticipado. La variedad se consigue más por una estrategia de acoplamiento
final para cada pedido que por la fabricación por pedido. Calidad y flexibilidad
son las prioridades competitivas fundamentales.
4. Línea de montaje o flujo lineal conectado: El proceso productivo en línea se
justifica cuando los volúmenes son suficientemente elevados como para
invertir en instalaciones diseñadas para procesos con una secuencia de
operaciones fija y equilibrada entre los diferentes lugares de trabajo. Los
materiales avanzan de manera lineal de una operación a la siguiente de
acuerdo con una secuencia fija, y se mantiene poco stock entre cada
operación. La inversión es considerable en maquinaria e instalaciones de
transporte. El grado de utilización de maquinaria y equipo es muy alto. Los
productos son altamente estandarizados y se trabaja para un stock de
producto acabado; el stock en curso es reducido. El grado de calificación de la
mano de obra es inferior al de los procesos anteriores. Las prioridades
competitivas fundamentales son el servicio y el coste.
5. Planta procesadora o flujo continuo automatizado: El proceso productivo está
constituido por una secuencia de operaciones predeterminada y el flujo de
materiales es continuo y transferido de una operación a otra por medio de
instalaciones altamente automatizadas. En estas instalaciones, unos
cuantos materiales se transforman en una gran cantidad de productos
acabados. La intensidad del capital es muy alta, y en muchos casos obliga a
producir durante todo el día. Es importante la localización de las fábricas,
teniendo en cuenta los altos volúmenes de materiales y de productos
acabados. Las personas que intervienen en el proceso realizan el control
y la supervisión. La prioridad competitiva fundamental es el coste. (ESADE
2004)
Desde otra persepctiva Domínguez, Álvarez et al. (1995) en función de la
continuidad en la obtención del producto, realizan la clasificación, y señalan tres tipos
de procesos: proyocetos, lotes y continua. Por proyectos, cuando se obtienen uno o
pocos productos con un largo período de fabricación; por lotes, cuando se obtienen
productos diferentes en las mismas instalaciones; y continua cuando se obtiene
siempre el mismo producto en la misma instalación. A continuación señalan que a su
vez la configuración por lotes se pude presentar en tres formas diferenciadas, dando
origen a la clasificación propuesta por Hayes y Wheelwriht en 1984, que distingue
entre la categoría de proyecto, talleres o a medida en batch, en línea y continua.
Siguiendo esta calsificación, la configuración de proyectos es la que se emplea para
la elaboración de servicios o productos únicos y de cierta complejidad, (por ejemplo:
petroleros, aviones, autopistas, líneas férreas, etc.). Cada vez que se produce uno de
estos bienes o servicos, las actividades a desarrollar para su consecución pueden
variar, por lo que habitualmente todas ellas incluyendo las de apoyo, se controlan
conjuntamente por un equipo de coordinación, atendiendo especialmente a la
duración total del proyecto, ello supone que se hayan de determinar las relaciones de
precedencia entre tareas, el coste de las distintas duraciones parciales, los costes de
los retrasos, etc. Este control también se ocupa de la asiganción y reasignación de
recursos a lo largo de la duración del proyecto.
En el caso de la configuración productiva por lotes es aquella cuya caratcterística
fundamental, que la diferencia de las demás, es que se obtienen múltiples
productos en la misma intalación de forma que una vez obtenida la cantidad deseada
para uno de ellos, se procede a ajustar la instalación o instalaciones y a procesar
otro lote de otro producto, repitiéndose continuamente esta secuencia. No obstante,
en función del tamaño de los lotes obtenidos, de la variedad y homogenidad de los
productos fabricados y de las características de los procesos seguidos, se pueden
encontrar otros tipos de configuraciones:
1. Configuración Job-Shop (taller de trabajo): se producen lotes más o menos
pequeños de una amplia variedad de productos de poca o nula
estandarización (son a la medida o con muchas opciones personalizadas),
empleándose equipos de escasa especialización los cuales suelen agruparse
en talleres o centros de trabajo a partir de la función que desarrollan; estos
equipos suelen ser versátiles y permiten ejecutar operaciones diversas, por lo
que pueden alcanzarse una amplia variedad de outputs. Los costes variables
son relativamente altos debido a la baja o muy baja automatización, pero
como contrapartida la inversión inicial no es alta, lo que genera un bajo coste
fijo. Los centros de trabajo producen volúmnes bajos o muy bajos de outputs
diversos elaborados a partir de diferentes materiales y con el concurso de muy
distintas herramientas. En la planta industrial pueden estar desarrollándose en
un determinado momento diversas tareas para distintos tamaños de lotes de
diferentes items, como los productos se encuentran en distintras etapas de su
proceso y se fabrican cantidades diversas, es difícil utilizar un calendario fijo
de utilización del equipo, por lo que el trabajo de programación se vuelve
especialmnete importante. La gestión de información es esencial, los cuellos
de botella deben reducirse a un mínimo mediante el control de las colas de
espera y una adecuada programación y control a muy corto plazo. A su vez
dentro de este tipo de configuración se pueden distinguir dos situaciones:
Configuración a medida o de talleres: en este caso el proceso de
obtención del producto require un pequeño número de operaciones
poco especializadas, las cuales son realizadas por el mismo trabajdor o
por un grupo de ellos, que se hacen cargo de todo el proceso de
obtención de un pedido concreto empelando los diferentres centros de
trabjo para el desarrollo de las distintas operaciones, el lote suele ser
de pocas unidades de un producto normalmente diseñado a medida de
las exigencias del cliente, por lo que la varidedad es prácticamente
infinita. Son procesos muy flexibles debido a la poco o casi nula
automatización de los mismo y a su baja homogeneidad.
Configuración en batch: en este caso el proceso de obtención requiere
más operaciones y estas son más especializadas, con lo que
difícilmente un mismo oprerario podría dominarlas todas con una
eficiencia aceptable. Los centros de trabajo han de contener maquinaria
algo más sofisticada y enfocada a ciertos tipos de operaciones, por lo
que se require una mayor inversión en capital, aunque la
automatización de los proceso sigue siendo baja y se mantiene una
buena flexibilidad. Cada trabajador domina el funcionamiento de uno o
varios centros de trabajo, de esta forma el operario asignado a un
centro realiza solo las operaciones de los items que se llevan a cabo en
el mismo. El lote llega al centro de trabajo para sufrir una operación, y
cuando esta se completa sobre todas las unidades del lote, este es
trasladado al siguiente centro de trabajo que indica su ruta, o si aquel
esta ocupado, a un almacén en espera de que quede libre. El producto
suele tener bastantes versiones entre las cuales el cliente puede elegir,
por lo que ya no es “a medida”, dándose un cierto grado de
estandarización, aunque seguirá habiendo una baja repetitividad de las
operaciones, la variedad es grande, pero con ciertas limitaciones con
respecto al caso anterior. En ambos casos la problemática de la
programación de las operaciones tiene la misma esencia, los pedidos
han de pasar por los diferentes centros de trabajo para sufrir distintas
operaciones, y al llegar un pedido a un centro de trabajo puede
encontrarlo ocupado con otro pedido. Hay una prioridad entre los
pedido marcado por la fecha de entrega comprometida con el cliente,
además de una secuencia de operaciones que hay que respetar, y que
viene dada por la ruta del ítem.
2. Configuraciones en línea: cuando se trata de grandes lotes de pocos
productos diferentes pero técnicamente homogéneos, usando para ello las
mismas instalaciones. Se trata de items cuyo proceso de obtención en el
centro de trabajo require una secuenca similar de operaciones, aunque alguno
de ellos pudiera saltar alguna que no le es necesaria, por lo que dichas
máquinas se disponen en línea, una tras otra. Tras fabricarse un lote de un
ítem, se procede a ajustar las máquinas y se fabrica un lote de otro distinto, y
así sucesivamente. En este caso la maquinaria es mucho s especializada
que en las anteriores, dándose una alta inversión en capital así como una
mayor automatización y homogeneidad de los proceso que en el job-shop. No
obstante debido a que han de ser ajustables para desarrollar operaciones muy
similares, pero no exactamente iguales (con lo que hay una repetitividad
media o alta), lo equipos siguen siendo más veresátiles que en la
configuración continua. La especialización de los tabajadores es también
mayor que en el job-shop, gracias a esto se logran menores costos variables
que en los caso anteriores, aunque se pierde flexibilidad. Como contrapartida
el monto de la inversión es mayor, lo que implica incurrir en mayores costos
fijos. Además estos equipos suelen dar lugar a la aparición de costes de
preparación. Normalmente implica un diseño de productos y procesos a largo
plazo y el esfuerzo merece la pena dados los beneficios de la fabricación en
serie, con lo que pueden obtenerse beneficios de economía de escalas.
En la configuración continua: la fabricación en lotes se transforma en un flujo
continuo de producción cuando se eliminan los tiempos ociosos y de espera, de
forma que siempres se están ejecutando las mismas operaciones, en las mismas
máquinas, para la obtención del mismo producto, con una disposición en cadena o
en línea. Cada máquina y equipo están diseñados para realizar siempre la misma
operación y preparados para aceptar de forma automática el trabajo que es
suministrado por una máquina precedente, que también ha sido especialmente
diseñada para alimentar a la máquina que le sigue; los operarios siempre realizan las
misma tarea para el mismo producto. Existe una dependencia secuencial en un
sistema integrado, cada tarea a realizar puede ser diferente pero estas y la forma en
que se ejecutarán, han de considerarse simultáneamente. La homogeniedad del
proceso y la repetitividad de las operaciones son altas. No se suele incurir en
paradas de la producción, en algunos casos, una parada del proceso podría originar
graves perjuicios a la maquinaria. Los objetivos básicos son la mejora del flujo de
materiales y trabajos, una rápida realización de los trabajos y generación del valor
añadido. En estos entornos, cada vez que una tarea es ejecutada sobre un ítem, este
pasa a la etapa siguiente sin tener que eperar a que la tarea en custión sea realizada
sobre todas las unidades de su lote. Para que el flujo de trabajos y materiales sea lo
más fluido y alisado posible, todas las estaciones de la cadena han de desarrollar
una o varias tareas que, en conjunto tengan la misma duración, no debiendo
producirse movimientos fuera de la líena. Puesto que se persigue un equilibrado total
de operaciones, cualquier problema que pueda surgir en una de las etapas y no
pueda ser resuelto dentro de las restricciones de tiempo afectará al proceso en su
conjunto.
De las clasificaciones presentadas, la propuesta por Domínguez, Álvarez et al.
(1995) es la más completa y la más usada por los estudiosos de las operaciones. En
esta se obseravan claramente las particularidades de los diferentes tipos de
configuraciones. Tomando la misma como referencia es posible resumir las
principales diferencias y semejanzas de los diferentes tipos de configuraciones a
través de los siguientes aspectos, en la tabla que a continuación se muestra:
Tabla 1: Resumen comparativo de las características de cada configuración.
ASPECTOS Proyecto
Lotes Continua
Job-Shop Línea
A medida Batch
Producto
Servicios o
productos
únicos y de
cierta
complejidad
.
Lote de
producción
de
pequeñas
unidades
diseñado a
medida del
cliente.
Lote de
producción.
Producto de
varias
opciones
donde el
cliente puede
elgir.
Grandes
lotes de
pocos
productos
diferentes.
Un solo
producto que
requiere de
una
secuencia de
operaciones
específica.
Costos Fijos Altos Bajos Relativamente
Bajos Altos Altos
Costos
Variables Altos Altos Relativamente
Altos Bajos Bajos
Flexibilidad Alta Alta Media Baja Inflexible
Repetitividad No hay Bastante
Baja Baja Media-
Alta Alta
Programación
de operaciones Disímil Secuencia
disimilar
Secuencia
disimilar
Secuencia
similar
Secuencia
igual de
operaciones
continuas
Homogeneidad No Muy Baja Baja Media Alta
Inventarios en
procesos Bajos Medios Altos Altos Bajos
Especialización
de los operarios Alta Baja Media Alta Alta
Control de las
operaciones Alto control
Enfatizar el
control a
corto plazo
Enfatizar el
control a corto
plazo
Alto
control
El propio
sistema
ejerce
autocontrol
Fuente: Elaboración propia.
Manufactura celular.
En este marco, la Manufactura celular es una nueva forma de organización de la
producción que ha alcanzado relevancia en las últimas dos décadas por los disímiles
beneficios que devienen de su aplicación. En términos generales se plantea que esta
surge como una forma diferente a las tradicionales distribuciones en planta,
convirtiéndose en un híbrido de la configuración en línea y continua. Tiene su
antecedente en la tecnología de grupo, la cual se apoya en el principio de que cosas
parecidas pueden ser producidas de forma similar.
Esta forma distinta de organizar los sistemas productivos busca trasbordar las
ventajas de la distribución en línea a la distribución por procesos, volviéndola una
distribución por tipo de productos, los que son determinados de acuerdo a las
similitudes de las piezas manufacturadas.(Medina, Cruz et al. 2010)
Tecnología de grupos.
Las primeras ideas relacionadas con la Tecnología de grupos, surgen en la
Universidad de Leningrado (URSS), con el trabajo de Mitrofanov (1959), el cual
demuestra en su investigación que si se procesaban partes similares de la propia
máquina- herramienta, aprovechando la misma preparación, se podían obtener
importantes beneficios, tales como: ahorros de tiempo de preparación de
maquinarias, aumento de la capacidad de la misma y disminución en el costo de
herramientas. (Barrios 2007)
Sin embargo no es hasta 1969 en un Seminario Internacional, realizado en el centro
internacional de Turín, Italia, que se propone implantar la Tecnología de Grupos
como un sistema de producción (presentado por F.R.E Durie, gerente de producción
del departamento de sistemas electrónicos de la empresa Ferranti Ltd, con el trabajo
“Tecnología de Grupos aplicada a una empresa electrónica”). (Barrios 2007)
La Tecnología de grupo puede ser definida como una teoría de dirección, que se
basa en el principio de que cosas similares pueden ser hechas de forma similar; en
este contexto al hablar de cosas, incluye el diseño de producto, planificación de
procesos, fabricación, ensamble y control de la producción. (Askin and Standridge
1993)
La expresión tecnología de grupos “TG” se emplea en relación con el ordenamiento
físico, la disposición y la localización de las máquinas en una instalación fabril.
(Tarango, Rodríguez et al. 2009)
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Definición de Manufactura celular
En este sentido la Manufactura celular es definida como una aplicación de la
tecnología de grupo en la manufactura, en donde todo el sistema de manufactura es
convertido en células compuesta por un grupo de quinas que procesan una
familia de productos.
Barrios (2007) la considera como una práctica en la cual se arreglan equipos y
estaciones de trabajo que faciliten el desempeño de pequeños lotes y un flujo
continuo de producción.
Desde otro punto de vista es una conexión de máquinas y operadores de forma
flexible en una celda de trabajo, para minimizar el desperdicio y maximizar la
productividad (Azarang).
Gamez (2012) por su parte, considera la Manufactura celular como una minifábrica
dentro de la fábrica, que regula sus costos de operación, los plazos de entrega y
además administra su estructura. Esta permite adaptarse a los cambios para
responder a las necesidades del cliente, lo que a su vez posibilite la generación de
utilidades.
Desde otra perspectiva es vista como un sistema en el cual una familia de productos
es completada en máquinas disimilares ubicadas unas cerca de otras, estas con un
equipo de operarios que poseen múltiples habilidades, están entrenados para llevar a
cabo múltiples tareas en la célula y que son además, totalmente responsables del
desempeño de ella.(Tubino 2007)
Mutingi & Onwubolu (2012) señalan que en la práctica la esencia del Sistema de
Manufactura Celular es descomponer el sistema de manufactura, en un subsistema
autónomo manejable, llamado célula de manufactura, tal que mejore el control del
lugar de trabajo, el manejo de materiales, herramientas y la planificación. Asimismo
refieren que el proceso de descomposición en células, involucra la identificación de
la familia de partes con procesos o atributos de diseños similares, y de las máquinas,
tal que cada familia pueda ser procesada en una sola célula.
A pesar de ser este, un campo de investigación relativamente nuevo, existen
importantes contribuciones a la definición de Manufactura celular, aunque no hay una
definición en particular que haya sido generalizada, en tanto que cada investigador
ha aportado sus propias ideas a partir de sus concepciones e intereses. En general
todas parten de que la Manufactura celular es una aplicación del principio de la
tecnología de grupo de que, cosas similares pueden ser hechas de forma similar. Es
una disposición de máquinas disimilares en una célula de trabajo que se encargan de
producir una familia de productos, lo que provoca una mayor interacción entre los
operarios, mejora la planificación y control de la producción y reduce al mínimo los
desperdicios, así como los inventarios en procesos, incrementando la productividad
del trabajo y la generación de utilidades.
La Manufactura celular como sistema de producción.
La adopción de la Manufactura celular como sistema de manufactura es un proceso
que se torna difícil y complejo en tanto que lleva implícito una serie de decisiones
que impactan a toda la empresa; y es preciso además, tener en cuenta un sin
número de variables que le imponen disímiles restricciones.
Del análisis de la teoría de Manufactura celular se desprenden ciertas similitudes
que posee, con la teoría celular, desde el punto de vista biológico. Una célula
constituye (la teoría biológica), la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo.
De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. El
tercer postulado de la teoría celular, indica que las funciones vitales de los
organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son
controladas por sustancias que ellas secretan. (Albert et.al 2004).
Al referirnos entonces a la empresa como un organismo vivo, resulta que la esencia
de la misma es el sistema de operaciones, cuyo funcionamiento depende entre otros
de la organización de la producción. La empresa que implementa el Sistema de
Manufactura celular, está compuesta por varias células, por tanto, el núcleo del
mismo es en este caso la célula de manufactura. Si la lula es la unidad
fundamental de la empresa es de vital importancia garantizar su funcionamiento,
pues de la calidad de las salidas de las celdas, es decir la familia de productos que
en ella se procesan, y de la eficiencia con que esta se obtenga, resultará en altos
niveles de ingreso y disminución de costos, que se traducirá en una mayor
competitividad, lo que contribuirán a la prolongación de la vida de la empresa.
En la teoría biológica, cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y
energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera
que basta una sola de ellas para tener un ser vivo. Así pues, la célula es la unidad
fisiológica de la vida. (Albert et.al 2004)
Igualmente las celdas de manufactura pueden consideradas sistemas abiertos que
intercambian información, recursos y materiales con su entorno. Estas están
determinadas por los tipos de entradas (inputs), que son transformadas durante el
proceso de producción, para generar salidas (outps) que poseen un mayor valor
agregado. De acuerdo al tipo de input, serán las especificaciones de la salida; los
tipos de insumos determinan las especificidades del producto final. Usualmente las
entradas para el sistema son la energía, materiales, mano de obra, capital e
información.
Las células están preparadas para responder a las agresiones de los cuerpos
extraños al organismo. Por tanto es necesario buscar los mecanismos que aseguren
la existencia de celdas flexibles, que fácil y rápidamente se adapten a las exigencias
y presiones cambiantes del entorno.
En la teoría biológica las estructuras celulares determinan la funcionalidad de la
misma, es decir la células se diferencia por su tamaño y forma; existen células
alargadas, como las fibras musculares o células con finas prolongaciones, como las
neuronas que transmiten el impulso nervioso. Análogamente las celdas de
manufactura cumplen determinadas funciones en dependencia de las estructuras y
características de la misma, las cuales a su vez obedecen a los elementos que la
integran, es decir las máquinas-herramientas. El tipo de máquina y herramientas, la
cantidad y la disposición de las mismas en la celda determinarán la funcionalidad y
complejidad de esta.
Kaebernick a& Bazargan-Lari, (1996) y Mahdavi &Mahadevan (2008), manejan la
idea de que en general cuando se habla del diseño del Sistema de Manufactura
Celular, este incluye tres decisiones críticas, llamadas: formación de células,
distribución de las células y planificación; y en el caso ideal, para obtener los mejores
resultados posibles estos tres aspectos deben ser consignados simultáneamente.
(Mutingi and Onwubolu 2012)
Por su parte Mutingi & Onwubolu (2012) entienden que todo el proceso de diseño del
Sistema de Manufactura Celular involucra cuatro fases genéricas: formación de
células, grupo de diseño, grupo de planificación y los recursos disponibles. En
relación a la formación de células esto involucra las máquinas que pueden operar
una familia de productos con poco o ningún movimiento intercelular de los productos.
El grupo de diseño (layout) incluye la disposición de las máquinas dentro de cada
una de las células (intra- cell layout) y la disposición de las células con respecto una
a la otra (inter-cell layout). El grupo de planificación envuelve la planificación de
partes para la producción. Por último la disponibilidad de recursos se refiere a la
asignación de herramientas, mano de obra (manpower), materiales y otros recursos.
En el caso del diseño de células de manufactura uno de los objetivos que se
persigue es el de minimizar los movimientos e intercambio de material entre las
celdas, pues ello lleva asociado un costo y un tiempo determinado que influye en la
eficiencia del sistema. Este objetivo es logrado si se generan células que garanticen
la fabricación completa de los productos asignados (Medina, Cruz et al. 2010). Sin
embargo en la mayoría de los casos esto no es posible dado por la complejidad de
los sistemas de producción.
Existen varias formas de afrontar el problema, uno es asumir que habrá piezas que
visiten más de una celda en su fabricación, otro es replicar la máquina que debe ser
visitada por varias piezas de distintas células, en cada una de las células que se
necesite; estas y las demás soluciones que se le pueden dar al problema, requieren
de un análisis profundo, pues implican un costo, por tanto el responsable de la
formación de las celdas debe someter a consideración aquel que sea más beneficios
para la organización.
De igual forma, en el problema de formación y diseño de celdas son perseguidos
otros objetivos, tales como: minimización de los movimientos dentro de la propia
celda, maximización de la utilización, minimización del costo de manejo de materiales
y del balance de carga de trabajo. (Mutingi and Onwubolu 2012).
Existen en la literatura varios trabajos que abordan la problemática del diseño de
células de manufactura desde diferentes puntos de vista, si bien al inicio solo se
referían a la disposición de las máquinas dentro de las células, más recientemente se
han hecho investigaciones que abordan la problemática tanto del layout intra como el
inter celular y que destacan los algoritmos genéticos y metaheurísticos de
inteligencia artificial y la programación como técnicas y métodos usados.
Al hablar de Manufactura celular, sus ventajas son muchas y variadas. Aumentan
productividad y calidad. Las células simplifican el flujo de material, la gerencia e
incluso los planes contables. (Oca 2008)
En este sentido Singh (1996) en pocas palabras define y describe las ventajas de la
Manufactura celular, cuando concluye que conceptualmente es una mezcla entre las
distribuciones por proceso y producto y se basan en la filosofía de tecnología de
grupos. Este tipo de configuración además es el apropiado para sistemas de
manufactura con diversidad de productos y volúmenes de producción variables. La
misma genera ventajas en temas como tiempos de proceso, alistamientos,
manipulación de materiales, mobiliario, espacio requerido e incrementan la
satisfacción en el trabajo y la calidad. (Mejía 2012).
Más adelante en su investigación, Oca (2008) desde otro punto de vista, analiza las
ventajas de la Manufactura celular cuando plantea que: reduce el manejo de la pieza
mayor, emplean operarios altamente capacitados, pueden ocurrir cambios
frecuentes en el producto, se adapta a una gran variedad de productos, mayor
flexibilidad y señala, por último, como una de las más importantes, la posibilidad de
aumentar o disminuir el número necesario de trabajadores cuando hay que
adaptarse a los cambios de la demanda. Sin embargo estas ventajas están
enfocadas solamente a aquellas células cuya layout es en U, sin abordar las
ventajas de forma general y considerar otras formas de disposición (línea recta,
serpentina, la U y la U invertida) dentro de las células.
Otros autores con respecto a esto comentan, por ejemplo López (1997), que uno de
los principales beneficios de este sistema de manufactura es que el mismo ofrece la
oportunidad de combinar la eficiencia del sistema de producción por línea con la
efectividad de la distribución funcional o por procesos.
Mungwattana (2000) por su parte en su investigación aborda de una forma más
detallada los beneficios que reporta la Manufactura celular, en el sentido de que
posibilita la reducción de:
& Los tiempos de preparación: las celdas de manufactura son diseñadas para
manejar partes que poseen formas similares y tamaños relativamente
equivalentes. Por esta razón, muchas de las partes emplean herramientas
similares. Los accesorios genéricos para las familias de partes deben ser
diseñados de forma que el tiempo requerido para cambiar dichos accesorios y
herramientas decrezca.
2. Lote de piezas más pequeños: una vez que el tiempo de preparación en la
célula es bien pequeño, son posibles y más económicos, los lotes más
pequeños; al mismo tiempo estos posibilitan la regulación del flujo de
producción.
3. La existencia de productos terminados y en procesos: aprovechando las
ventajas anteriores es posible la reducción de los inventarios. En este caso
hace alusión al trabajo de Askin and Standridge, los cuales obtienen como
resultado que los productos en procesos pueden ser disminuidos en 50%,
cuando los tiempos de preparación son reducidos a la mitad. Asimismo si se
logran tiempos de preparación e inventarios en procesos menores, esto
contribuye a la disminución del inventario de productos terminados. Al
contrario de los sistemas tradicionales de manufactura en este, la producción
de las partes exige el uso del justo a tiempo para esos pequeños lotes o de
pequeños intervalos tiempos fijos.
4. Los tiempos y costos de manejo de materiales: en la Manufactura celular cada
parte es procesada completamente en una misma célula, o al menos tanto
como sea posible. Por tanto parte del tiempo de viaje y la distancia entre
células es mínimo.
5. Flujo de tiempo: menores tiempos de manejo de materiales y de preparación
provocan la reducción del mismo.
6. Requerimientos de herramientas: las partes producidas en una celda son
similares en forma, tamaño y composición; de esta manera frecuentemente
requieren similares herramientas.
7. Requerimientos de espacio: la reducción de inventarios en procesos y de
productos terminados así como del tamaño de los lotes, precisa de menor
espacio.
8. Tiempo de espera: en el sistema de producción por lotes las partes son
trasladadas entre las máquinas en grupos. Sin embargo en Manufactura
celular cada parte es transferida inmediatamente a la próxima máquina
después de estar procesada. De esta manera se reduce el tiempo de espera
sustancialmente.
E igualmente se refiere a las mejoras e incrementos que reporta la Manufactura
celular, en aspectos tales como:
9. La calidad del producto: las partes viajan de una estación otra como una sola
unidad y ellas son completamente procesadas en una pequeña área; lo que
facilita que la retroalimentación se realice de forma inmediata y los procesos
puedan ser detenidos si se detecta algún problema.
10.Control de todas las operaciones: el hecho de cada parte transite por una sola
celda facilita la planificación y el control.
Visto desde otro punto de vista los beneficios que brindan las células se pueden
resumir en las siguientes ideas: menores tiempos de entrega (lead times), mejoras
continuas, reducción del reciclaje, mejoras en la calidad, reducción del inventario en
procese en la planta, simplificación del control, menor espacio utilizado, simplificación
en la programación, menos acarreo de materiales, lotes más pequeños, gestión más
simple, enriquecimiento del trabajo, facilita nuevas ideas y la toma de decisiones.
(Tubino 2007)
Asimismo otros autores se refieren a los beneficios de la Manufactura celular en el
marco de la Manufactura esbelta, apuntando que esta: mejora las comunicaciones a
causa de la proximidad de unos operarios a otros dentro de la célula; estimula
la comunicación y la cooperación entre los operarios al no existir barreras
departamentales o de muros; la calidad se mejora mediante comunicaciones
mejoradas dentro de la propia célula, mediante el flujo de las piezas; la
distribución celular conlleva a tener operarios multifuncionales; fomenta la
flexibilidad y reduce los costos de capital; se enriquece la mano de obra; el control
de la planta es más simple.(Eguizabal, Melara et al. 2006)
Es importante destacar que a primera vista pude parecer simple la Manufactura
celular, sin embargo, debajo de esta simplicidad engañosa existen sistemas Socio-
Técnicos sofisticados. Su funcionamiento apropiado depende de interacciones sutiles
de la gente y del equipo. Cada elemento debe caber con los otros en un
funcionamiento, autorregulado y uno mismo-mejorar la operación. (Oca 2008)
Muchos desafíos deben ser considerados cuando se implementan células, en
especial los relacionados con la resistencia al cambio y las nuevas exigencias
organizativas que le imprime esta nueva forma de organización de la producción. Se
hace necesario en estas condiciones la existencia de operarios capacitados en la
realización de múltiples actividades dentro de una celda, lo que implica altos costos
de entrenamiento; otros de los desafíos radica en los altos costos de obsolescencia
que se obtendrían si el mercado de los productos de una célula se va a pique. De la
misma forma pueden ser mencionadas otros tales como: los costos producto de
“paradas forzadas” tienden a ser mayores; otros productos deberán esperar, incluso
cuando hay recursos ociosos en la célula; los recursos no deberían ser utilizados
para tareas alternativas, en un taller, los productos pueden ser montados en el primer
recurso que se desocupe; y en un taller, los recursos pueden ser dedicados a
productos alternativos con mayor facilidad.
CONCLUSIONES
La Manufactura celular tiene sus antecedentes en Tecnología de grupos,
específicamente en el principio de que cosas similares pueden ser hechas de forma
similar; constituye una nueva forma de organización de la producción que sintetiza
las ventajas de la configuración en línea y continúa.
La adopción de esta como sistema de producción implica una serie de decisiones
relacionadas con la agrupación de la familia de partes y formación de las células, la
distribución celular (inter-intra), y la planificación de la producción; viendo estas
como los tres grandes grupos fundamentales de decisión; pues alrededor de cada
una de ellas interactúan un sin número de variables a tener en cuenta como por
ejemplo, las relacionadas con el proceso de implementación de las células, en los
que respecta a los recursos humanos en calidad y cantidad, los recursos financieros,
el sistema de manejo de herramientas y materiales que alcanza una nueva
dimensión, y otros demandas organizativas. Asimismo es importante considerar los
aspectos relacionado con la evaluación del desempeño de las celdas, desde el punto
de vista económico y tecnológico.
Sus ventajas son ltiples y van desde la reducción de los tiempos de manufactura
de preparación y de espera, hasta la disminución de los inventarios en procesos y
de productos terminados, asimismo disminuyen los requerimientos de herramientas y
de espacio, y aumenta la calidad de los productos y el control de todas las
operaciones.
Además, deben considerarse las desventajas mencionadas, valorando en cada caso
el costo de cada una de ellas con respecto a los posibles beneficios a obtener.
El simple hecho de organizar la producción a partir de celdas no garantiza la
obtención de dichos beneficios, en tanto que se trata de un proceso que impacta a
toda la organización.
La Manufactura celular constituye un camino para lograr empresas de clase mundial
en tanto que las ventajas antes mencionadas son la representación de las
características de dichas organizaciones. Es por ello que resulta imprescindible un
estudio detallado de cada uno de los aspectos antes aludidos, en aras de alcanzar la
competitividad de la empresa moderna ante las exigencias cambiantes del entorno.
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Rodríguez Almeida Maidelyn. (2016, enero 20). Manufactura Celular. Hacia una empresa de clase mundial. Recuperado de http://www.gestiopolis.com/manufactura-celular-hacia-una-empresa-clase-mundial/
Rodríguez Almeida, Maidelyn. "Manufactura Celular. Hacia una empresa de clase mundial". GestioPolis. 20 enero 2016. Web. <http://www.gestiopolis.com/manufactura-celular-hacia-una-empresa-clase-mundial/>.
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Rodríguez Almeida, Maidelyn. Manufactura Celular. Hacia una empresa de clase mundial [en línea]. <http://www.gestiopolis.com/manufactura-celular-hacia-una-empresa-clase-mundial/> [Citado el 9 de Diciembre de 2016].
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