Nos encontramos
en la cuarta revolución industrial al 2022 donde la
1ª revolución industrial de mecanización consistió en maquinas a vapor,
energía hidráulica, mecanización, la 2ª revolución industrial de
electricidad que consistió en la producción en masa, cadena de montaje,
electricidad, la 3ª revolución industrial de informática, que
consistió en la automatización, tecnología de información y la
comunicación, 4ª revolución industrial de digitalización, que
consistió en el internet, la nube, coordinación industrial, sistemas ciber
físico y robótica industrial en los procesos.
Es por ello que la industrias
han dado un giro de 360 grados en donde la bases de la industria manufacturing-transformation se enfrentan a situaciones complejas por capacidades instaladas de producción en cada uno de los segmento
industriales sea; corporativos, grupos y empresas transnacionales, tomando una muestra de varias industrias en un
recorrido de varios países principalmente de sur américa, centro américa y
norte américa, existe un gran sector empresarial que se ha quedado con la
infraestructura-máquinas de la década de
la 1ª, 2ª, 3ª revolución industrial, lo que los
convierte en proceso convencionales improductivos, esto debido a que no han actualizado sus proceso en el pasar del tiempo, al día de hoy el sector del empresariado e inversionistas de los continentes;
asiáticos, europeos fueron previsibles y objetivos en ir migrando, modificando, actualizando con cambios de ingeniería sus procesos gradualmente para adaptarlos en tecnología de vanguardia, entre otros factores de innovación y mejora continua, precisa también recalcar que tuvieron que incursionar en nuevas técnicas, metodologías y practicas de benchmarking para convertir sus proceso lineales, esbeltos y robustos para poder lograr un menor head count, alta productividad, menores costos y un eficiente fortcash industrial.
En este cambio de mejora continua de Europa y Asia surgieron varias alternativas con un trasfondo técnico basándose en identificar a nivel industrial "en donde están y adonde quieren llegar" para implementar un cambio ágil, consistente con inteligencia artificial tuvieron que reemplazar en sus proceso las actividades motrices manuales en actividades inteligentes con manipulación articulada "brazos robóticos" controlado y podemos mencionar las siguientes marcas que se usan en la industria automotriz y electrónica; Kuka, Fanuc, ABB, Motoman, Kawasaki, Jaka, estas marcas han logrado adaptar equipos de alta tecnología con visión integrado para el reconocimiento de piezas geométricas con lectura 3D y componentes para el ensambles mecánico final, los robots tienen movimientos "Rotation Center" y esto ha permitido sustituir la mano de obra directa por procesos inteligentes, al año 2022 existen 2 continentes Asia y Europa referenciados por tecnología y vanguardia.
En contexto
general para ampliar el marco de conocimiento industrial y dar inicio a este
artículo tenemos que referenciarnos el tipo de industria que esta dirigiendo, gerenciando, es importante hacer una valoración técnica de la capacidad
instalada basada en el tack time de nuestro cliente, identificar puntos de equilibrio de producción, entregas y ventas valorando donde nos
encontramos, cuales son nuestra métricas históricas de KPI, medir el SQDCME (Seguridad, Calidad, Productividad, Costos, Moral, y Ambiental), conocer quienes son nuestros competidores, existen varias alternativas para incrementar la capacidad instalada en nuestros proceso y para ello hay que recurrir con expertos, consultores para realizar un estudio técnico basado en un mapeo industrial para determinar el nivel de automatización que tienen, el nivel de tecnología, sin embargo, debemos de ser conscientes que la automatización en el caso se quiere
hacer una reconstrucción de nuestros proceso "líneas, maquinas, equipos" es necesario realizar un
proyecto de "revamping" ó "retrofit" considerando la
inversión requerida con el ROI, por lo tanto, esta acción te va a permitir
incrementar un porcentaje en volúmenes de producción, llegando únicamente
a un límite máximo del rate, pero aun así no te convierte a niveles
competitivos con la tecnología que hoy se suministra, es por ello, que he decidido escribir este artículo sobre la
métrica de gestión del OLE en la industria manufacturera automotriz y
electrónica que te va ayudar y permitir hacer una comparación del overall labour
efficiency.
1.- Concepto del OLE en la Manufactura Industrial
Utópicamente para definir un concepto tan amplio de porque es importante gestionarlo el KPI y llevar el OLE “overall labour efficiency” como indicador principal, el trasfondo de este indicador nos va a permitir conocer la eficiencia de labor directa y monitorear paralelamente la; eficiencia, eficacia, efectividad en los procesos para garantizar el cumplimiento de las metas y permita cumplir con los objetivos y metas de la empresa.
En la industria de manufactura automotriz, aeroespacial, electrónica, plástica,
metal-mecánica, siderúrgica y metalúrgica donde existe relación hombre-máquina
se debe calcular el OLE que es un indicador clave de desempeño que mide la
utilización y calidad de la fuerza laboral y su impacto en la productividad.
2.- Que se debe considerar para el OLE
Básicamente este indicador es de base para la industria manufactura principalmente en aquellas empresa que tiene un compromisos con los clientes con una demanda de tack time requerida para que el área comercial cumpla con la entregas de productos terminados, el valor real de la utilización van relacionado al valor de la eficiencia del proceso para poder llevar el mejor desempeño, entre los puntos básicos que debes contar antes de calcular el OLE con lo siguiente.
2.1.- Identificar el Giro Industrial del Proceso y hacer la
Valoración Técnica de la Infraestructura - Machine Automation Level
2.3.1.- Layout Distribiución de una Manufactura Electrónica - Línea SMT
2.3.2.- Layout Distribiución de una Manufactura Automotriz
A.- OLE permite a los
fabricantes de manera consciente tomar decisiones operativas al brindarles la
capacidad de analizar el efecto acumulativo de estos tres factores de la fuerza
laboral en la producción productiva, mientras se considera el impacto de la
mano de obra directa e indirecta.
B.- OLE apoya en la
implementación de la metodologías Lean y Six Sigma, de forma consistente en
cada procesos se debe definir cual es la fuerza laboral, lo que permite a los
fabricantes hacer que las actividades relacionadas con la mano de obra sean más
eficientes.
4.- Campo de Aplicación de Maquinaria y Equipos donde se Puede Medir el OLE
Industria manufacturera electrónica y automotriz inicia su proceso desde la fabricación de componentes electrónicos en categoría A, B, C y D considerando las bases de la norma IPC A 600, IPC A 610 aceptabilidad de ensambles electrónicos, ISO/TS 16949 es la norma de calidad del sector automotriz, SAE (Society of Automotive Engineers), que incluyen una diversidad de componentes y productos obtenidos como; luces de tubo, paneles solares con la característica de ahorro de energía, electrodomésticos, servidores industriales, LED Faroad, velocímetros, arnes, equipos de informática y telecomunicaciones, instrumentos de vigilancia o control, sistema cerrado de video, máquinas expendedoras, equipos médicos, pantallas touch, laptop y CPU.
A.- Productos de fabricación de alta tecnología desde SMT (pcba front end & backend)
B.- Productos de fabricación de alta tecnología para ensambleautomotriz (Lineas continuas)
4.1.- Línea SMT
económica para producción pequeña 20,000 CPH
Esta línea SMT se compone principalmente de una impresora automática de pasta de soldadura entrante, una máquina multifunción de selección y colocación y un horno de reflujo de seis zonas, que es adecuado para la empresa principiante y el sitio de producción pequeño. línea de montaje SMT completa/semiautomática para la puesta en marcha de la fábrica SMT. Adecuado para la producción de luces LED, tiras de LED, productos de consumo como mouse, teclado y otros productos electrónicos para el hogar.
CPH: Capacidad
por Hora 20,000 piezas
CPH: Capacidad
por Hora 55,000 piezas
Línea de ensamblaje SMT de alta velocidad con un CPM-II y dos CPM-III, la velocidad de producción puede llegar a 85000 CPH, es rápida para la producción de luces LED y varios electrodomésticos. La línea SMT de alta velocidad también puede mejorar los tiempos de respuesta de la producción al mismo tiempo que aumenta la precisión y ofrece soluciones más flexibles. La línea SMT es completamente automática, los tableros son transportados por cinta transportadora durante todo el proceso de ensamblaje. ¡La máquina de recogida y colocación multifuncional combinada con un equipo de colocación de alta velocidad es capaz de colocar 85 000 componentes por hora! La impresora de pantalla completa garantiza la impresión automática y estable. El horno de reflujo de 8 etapas, con zonas de calentamiento superior e inferior, asegura una conexión de soldadura óptima.
CPH: Capacidad por Hora 85,000 piezas
5.- Cálculo del OLE de una Línea de Proceso - Manufactura Automotriz y Electrónica
5.1.- Cálculo de la Disponibilidad: es el porcentaje de tiempo que una máquina realmente estuvo produciendo, del total que pudo llegar a producir.
Primero debe
calcularse el Tiempo Total Laborado (TTL) que una máquina es capaz de producir,
contando las paradas programadas que tenga como Mantenimientos Preventivos,
Implementación de Mejoras o Realización de Inspecciones.
Proponemos como
ejemplo una fábrica de manufactura electrónica constituida por líneas productivas front
end & backend desde PCB a PCBA, ingenieria de pruebas "test" y el proceso de assembly hasta el packout (Tecnología Electrónica) y que trabaja 3 turnos
de 8 horas al día. Eso da un teórico de 24 horas. Esta variable se llama Tiempo
Total Laborado (TTL).
TTL = 24 hrs.
Luego debe
medir el tiempo que la máquina estuvo produciendo realmente, para esto puede
usar las planillas que llevan los operarios vía control panel view, sistema SCADA, acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition, también puedes considerar como medio de control automático controles de medición por ingresos de datos en tiemporeal por SAP, pero hay que clasificar la categoría para empresas SAP Business One, para qeueñas y medianas empresas SAP business Bydesign, para medianas y grandes empresas SAP ERP o un software
de captura automática mucho más confiable y preciso. Se suman los tiempos que la máquina estuvo sin operar y se saca el
Tiempo de Paros (TP).
Para el ejemplo, la máquina estuvo con una interrupción de 2,0 horas por alistamientos (30 minutos en cada turno), 3 horas por tiempo de comida de los operarios, 1 hora por ajuste en la producción-set up, sufrió una avería que la detuvo 1 hora y 1 horas por falta de material de empaque. (Si se usa captura automática se encontrará 1 hora adicional de paros no reportados por los usuarios por considerarlos de corta duración, pero al sumarlos hace una gran diferencia). Eso nos da la variable Tiempo de Paros (TP) (2.0+ 3 + 1 + 1 + 1 + 1 = 9)
Luego
calculamos el Tiempo Efectivo (TE) restando TP de TTL.
TE = TTL–TP = 24 – 9
= 15
Finalmente, la
Disponibilidad es el porcentaje de Tiempo Efectivo sobre Tiempo Total Laborado.
Disponibilidad = (TE/TTL)
Disponibilidad = (15/24) = 62%
5.2.- Cálculo del Rendimiento: Es la comparación del número de unidades producidas reales, con las unidades que podría producir la máquina trabajando a la velocidad estándar, medido en porcentaje.
Primero debe
contar las Unidades Producidas (UP), luego encontrar las Unidades Teóricas
(UT). Las UT se obtienen al multiplicar las horas que la máquina estuvo
produciendo (Tiempo Efectivo) por la Velocidad Estándar (VE, el número de
unidades que puede producir por hora) de la máquina en condiciones óptimas. Las
Unidades Producidas (UP) se dividirán entre las unidades teóricas (UT). Una
ventaja de contar con un sistema de captura automática, es saber si los
operarios están trabajando las máquinas a la velocidad correcta o si están
disminuyéndola intencionalmente, perdiendo la oportunidad de producir más
unidades.
Es importante
que las Unidades Producidas incluyan aquellas con defectos o que no sean aptas
para entregar.
Rendimiento = UP / UT
Siguiendo con
el ejemplo, la máquina front end & backend desde PCB a PCBA, ingenieria de pruebas "test" y el proceso de assembly hasta el packout tiene capacidad de producir 1.000 piezas por
hora (VE = 1000) y trabajó 16 horas (TE= 16), produciendo un total de 11.520
piezas en flujo one piece flow (UP = 11.520).
UT = TE x VE = 16.000
Rendimiento = 11.520 /16.000 = 72%
Premisa
Técnica: Es importante tener en cuenta que la Velocidad Estándar de una misma
máquina industrial, puede ser diferente dependiendo de la capacidad, tecnología, del
volumen o del tipo de piezas. Debe conocerse la velocidad estándar para cada
uno de estos casos que incluye desde el inicio hasta el final del proceso..
5.3.- Cálculo de Calidad: Es el porcentaje de piezas que se producen sin defectos del total de piezas que produjo la máquina. Debe contarse el total de Unidades Buenas producidas (UB) y el total de unidades que no cumplen las condiciones de calidad y serán consideradas Desperdicio (D) (así puedan ser reprocesadas). Cuando se tiene un software de captura automática, puede programarse una funcionalidad que calcule el desperdicio producido por arranque de máquina y, de esta manera, ser más precisos con los problemas a mejorar.
Calidad = UB / (UB+D)
La máquina de
tapas produjo un total de 11.250 unidades, de las cuales hubo 10.237 Unidades
Buenas y 1.013 Desperdicios.
Calidad = 10.237 / (10.237+1.013)
= 91%
Cálculo final.
Para
concluir una vez que hemos calculado disponibilidad, rendimiento y calidad
obteniendo el resultante en porcentajes podemos calcular el OEE.
OEE = Disponibilidad x
Rendimiento x Calidad
En nuestro ejemplo, el OEE es (62% x 70% x 91%) = 39.4%.
Para entender cómo se calcula el OEE en toda la planta, no se debe hacer con el promedio de OEE de las máquinas, puesto que algunas no trabajan todo el tiempo y fabrican productos a diferentes velocidades. Lo correcto es obtener los valores de cada línea de producción (y máquinas por fuera de líneas de producción), y sumarlos en los cálculos de Disponibilidad, Rendimiento y Calidad antes de hacer las respectivas divisiones. Realizar estas mediciones con captura de datos manual es altamente impreciso y brindarán datos que difícilmente revelarán los verdaderos puntos a mejorar en la planta.
La suma del tiempo efectivo de todas las Líneas de Producción (y máquinas por fuera de líneas de producción) dividido en la suma de todos los Tiempos Total Laborados. En este caso es una máquina M1 y dos Líneas de Producción LP1 y LP2.
Disponibilidad Planta = (TEM1+TELP1+TELP2) / (TTLM1+TTLLP1+TTLLP2)
La suma de las unidades producidas por todas las Líneas de Producción (y máquinas por fuera de líneas de producción) dividido en las Unidades Teóricas calculadas independientemente por máquina y línea de producción.
Rendimiento Planta = (UPM1+UPLP1+UPLP2) / (UTM1+UTLP1+UTLP2)
La suma de las unidades buenas de todas las Líneas de Producción (y máquinas por fuera de líneas de producción) dividida en la suma de todas las Unidades Buenas y Desperdicios.
Calidad Planta = (UBM1+UBLP1+UBLP2) / (UTM1+DM1+UBLP1+DLP1+UBLP2+DLP2)
Para concluir una vez que hemos calculado disponibilidad, rendimiento y calidad obteniendo el resultante en porcentajes podemos calcular el OEE.
OEE Planta = Disponibilidad Planta x Rendimiento Planta x Calidad Planta.
7.-
Diagnóstico Real del OLE en una Planta Industrial
El resultado de nuestro ejemplo de OLE fue 39.4% para una industria de manufactura electrónica y automotriz representa un bajo comportamiento de eficiencia de labor directa, lo que muestra un proceso descontrolado y probablemente no tenga un flujo lineal, no cuenta con las prácticas de benchmarking y puede presentar contra-flujos en el proceso que viene generando tiempos muertos, todas estás variables no le va a permitir cumplir con el tack time requerido por el cliente, para estos caso es necesario hacer un análisis con un trasfondo técnico más a detalle y sacar un diagnósticos industrial, precisando los siguiente factores que menciono en niveles aceptables OLE. (Ver gráfico de OLE en buen performen)
ü El resultado de OLE para la
industria automotriz es de 95% aceptable.
ü El resultado de OLE para la
industria electrónica es de 88% aceptable.
ü El resultado de OLE para la
industria metal-mecánica es de 82% aceptable.
ü El resultado de OLE para la
industria transformación es de 80% aceptable.
ü El resultado de OLE para la
industria siderúrgica es de 80% aceptable.
ü El resultado de OLE para la
industria minera es de 78% aceptable.
ü El resultado de OLE para la
industria textil 76% aceptable.
8.- Concejo Básico para Realizar un Estudio y Mejorar del OLE
El OLE de su proceso siempre debe ser una constante que básicamente se relaciona a mayor productividad con menores recursos de fuerza laboral en horas-hombre, si el resultado de su OLE es inferior a 50%, su proceso requiere un mapeo por línea de producción, como ya lo hemos explicado se convierte en un proceso improductivo que va a generar resultados financieros negativos y como consecuencia un EBITDA con acrónimo de términos en inglés (Earnings Before Interest Taxes Depreciation and Amortization) es el valor principal e imagen fiel de lo que la empresa esta ganando o perdiendo en el núcleo del negocio.
Se requiere hacer los siguientes estudios y mapeo que sugiero:
ü Realizar el mapeo
global del proceso,
ü Realizar el estudio de
tiempos y movimiento por elementos,
ü Revisar el estudio
most,
ü Realizar el estudio mini
most,
ü Realizar los standar work
de operación,
ü Revisar el IPK del proceso del manera global,
ü Revisar las rutas mediante
el flujo de espagueti,
ü Revisión de los cuellos de
botella del proceso,
ü Revisar los ensambles mecánicos y/o automáticos - fixtures,
ü Revisar los tiempos de
pruebas "test engineer", sep ut del equipo,
ü Revisar el proceso y etapa
de rampeo relación hombre-maquina.
9.- Variables
que puedes Considerar para Calcular la Eficiencia, Eficacia, Efectividad
Aclarados los conceptos de eficiencia, eficacia y efectividad, ¿cómo se lleva a cabo el cálculo de estos indicadores? De forma generalizada, para este fin se emplean las siguientes fórmulas matemáticas, el resultado será un porcentaje que la compañía podrá valorar de forma comparativa, es decir, si se sitúa en los prcentajes más bajos el trabajo será ineficaz, mejorando esta capacidad conforme se ascienda hacia el 100%.
Eficacia = (Resultado alcanzado*100)/(Resultado
previsto).
Igual que en el
caso de la eficacia, la evaluación de la eficiencia se desarrolla a partir de
una tabla, de modo que los resultados más bajos indicarán una escasa eficiencia
y viceversa.
Eficiencia
= ((Resultado alcanzado/costo
real)*Tiempo invertido)/((Resultado previsto/costo previsto) *Tiempo
previsto)
El porcentaje
resultante reflejará el grado de efectividad de la acción medida.
Efectividad = ((Puntuaje de
eficiencia+Puntuaje de eficacia)/2)/(Máximo puntuaje).
10.- Conclusiones
Los resultados mostrados en este estudio del OLE muestran dos escenarios de cálculo [1] línea productiva y [2] una planta industrial, me enorgullece decirlo y haber dirigido estos conceptos en las industrial manufacturera electrónica y automotriz que nos va a permita mantener operaciones confiables y eficientes buscando siempre la mejora continua, utópicamente, para lograr esto resultados de un OLE con buen performance se requiere hacer varios análisis y diagnósticos de ingeniería para determinar de que adolece los proceso y cómo podemos mejorarlo enfocándose en mejorar los tiempos de ciclo, hacer las valoraciones técnicas para sustituir los equipos convencionales mediante tecnología de innovación y vanguardia, y/o aplicar mejoras continuas que permita gradualmente eliminar los cuellos de botella, además, es fundamental realizar varias estrategias básicas de gerenciamiento para liderar los proceso multidisciplinarios mediante equipos de soft skill desarrollando los siguientes aspecto que explico:
[1] Sentido de propiedad
que significa comprensión, entendimiento, aprendizaje y desafío en lugar de
seguir las instrucciones sin pensar,
[2] Empowerment que
significa acceso a control de recursos que permite la puesta en práctica de sus
capacidades y habilidades,
[3] Escucha activa que
significa lograr captar el interés, empatía, refuerzo, comprender lo que ocurre
y atender plenamente buscando soluciones,
[3] Autonomía en los equipos
de trabajo que significa posibilidad de actuar y pensar sin depender de un jefe
para hacer las cosas bien.
11.- Recomendaciones
Para tener procesos estables y consistentes con puntos de equilibrio confiables que nos permita generar un surtido de alta gama-alto volumen, siempre será necesario seguir aplicando la mejora continua en los procesos.
[1] Atienda lo importante y
necesario priorizando las rutas críticas del proceso, valorando cada segmento
de mejora,
[2] Haga un mapeo de los
proceso identificando oportunidades de mejora acompañado de expertos de cada
cédulas,
[3] Sea un agente de cambio
con ética profesional y desde nuestro actuar establezca una doctrina de mejora
continua.
