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Introducción
De acuerdo a Mathiyazhagan, et al., (2022), “Lean Manufacturing (LM) ha demostrado una relevancia positiva en la mejora de la sostenibilidad y el desempeño económico operativo de las industrias manufactureras mediante la eliminación de las operaciones sin valor agregado” [1].
Autores como Maware, et al., (2022), han observado que LM mejora el rendimiento operativo de las organizaciones de fabricación en los países en desarrollo y desarrollados [2]. Las pequeñas y medianas empresas tienen dificultades para transformar sus organizaciones en organizaciones esbeltas en comparación con las grandes empresas. No se encontró ningún documento que informara el impacto negativo de implementar LM.
El papel predominante de la calidad en el mundo contemporáneo exige un aseguramiento constante de las mediciones que brinde seguridad y confianza en los resultados de las mismas a todos sus stakeholders (Guevara-Guerrero et al., 2014) [3].
Las diferentes actividades de las empresas e industrias necesitan controlar los procesos, por lo que requieren medir sus variables y es aquí donde entra la metrología, según Escamilla (2015), la define como una ciencia de las mediciones, “comprendiendo las determinaciones experimentales a cualquier nivel de incertidumbre en cualquier campo de ciencia y tecnología”.
Actualmente, es esencial el rol de los laboratorios de calibración para el sector industrial al brindar un servicio que garantice la seguridad y el óptimo estado de los equipos (Mejía Castillo, 2013). Metrológica Instruments S.A. es una empresa de servicios de calibración de equipos de medición de presión a empresas de servicios petroleros e industriales, está constituida hace 10 años, certificada bajo la norma ISO 9001:2015 e ISO 17025.
La empresa desea mejorar el rendimiento del servicio de calibración de equipos de presión (manómetros, vacuómetros, manovacuómetros y registradores cartográficos de presión) que es el más solicitado por los clientes y de mayor criticidad, este se lleva a cabo por el método de comparación directa, es decir, la comparación de las medidas del ítem a calibrar con las medidas de referencia (equipo patrón) en las mismas condiciones ambientales.
La empresa tiene como objetivo estratégico el incremento de los niveles de ingresos anuales resultantes de los servicios que se brindan, y la productividad, con el aumento de la satisfacción del cliente por la entrega a tiempo de sus equipos. Emplear herramientas LM para el logro de objetivos estratégicos de la empresa, resulta óptimo siempre y cuando se defina objetivamente que se quiere mejorar y si se tienen los recursos necesarios (Carrera, 2019). En consecuencia, se plantea como objetivo implementar las herramientas de lean manufacturing, particularmente 5 S: Kaizen; Andon y Kanban como contribución a la mejora de la productividad del trabajo en la empresa.
Métodos
La figura 1 muestra el procedimiento propuesto, para dar respuesta al objetivo antes propuesto.
1. Análisis situacional de la empresa
El estudio inicia con la recopilación de datos de los procesos en el laboratorio, a través de la revisión de registros históricos, indicadores de gestión, documentos de sistema de gestión de calidad, entrevistas, reuniones, entre otros. Las observaciones se anotarán para su posterior estudio, proporcionando una introducción a lo que debe cambiarse. Los empleados de la empresa suministrarán el análisis de datos, que abarcará el período de septiembre de 2021 a agosto de 2022.
La herramienta SIPOC será usada para conocer el proceso, ya que es un modelo de sistema organizativo empleado para la gestión de procesos y la mejora. Cada sigla de SIPOC interpreta una de sus partes:
S suppliers/proveedores,
I inputs/entradas, P process/proceso),
O outputs/salidas y
C customers/Clientes (Zhang et al., 2022).
2. Identificación de actividades que no aportan valor
La herramienta empleada para esta etapa es el mapeo de flujo de valor (VSM), en donde se registra la situación actual del laboratorio, identificando las actividades claves y los desperdicios de los procesos. La utilización de recursos en exceso, dígase el equipamiento, materiales, la fuerza de trabajo, el tiempo, entre otros; representan desperdicios que no contribuyen a la cadena de valor, tanto en la manufactura como en los servicios (Pérez et al., 2011).
Según Socconini (2019), los siete tipos de desperdicios o mudas (tiempo de espera, defectos, inventario, transporte, movimientos innecesarios, procesos innecesarios y sobreproducción) que afectan la productividad deben ser detectados, minimizados y en el mejor de los casos eliminados.
“Un desperdicio se puede definir como cualquier otro tipo de esfuerzo realizado en la empresa que no sea absolutamente esencial para agregar valor al servicio tal como el cliente lo requiera” (Vargas-Hernández et al., 2018).
La minimización de pérdidas y desperdicios necesita una descripción general de los procedimientos que muestre de inicio las diversas operaciones, identificando falencias donde se puede potenciar la eficiencia, mediante la supresión, unificación, automatización, aseguramiento de componentes del sistema. Para ello, el VSM, presenta una visualización macro del proceso, distinguiendo las actividades que agregan o no valor, evidenciada en cada etapa. (Cantó & Gandia., 2019).
La condición existente del proceso fue diagnosticada visualmente utilizando la herramienta VSM. Se especificó el problema en términos de tiempos e inventarios, y se establecieron posibilidades de mejora definiendo minuciosamente los procesos o actividades que contribuyeron favorablemente al resultado (Zahraee et al., 2014).
3. Definición de herramientas Lean Manufacturing
Las necesidades de la organización y la experiencia existente se tienen en cuenta al definir los criterios para la selección de herramientas.
Para la selección de las herramientas se utiliza el método de concordancia de Kendall. El mismo, de acuerdo a García, León Pino & Rodríguez (2021), mide el grado de asociación entre varios conjuntos (k) de N entidades. Brinda un modelo para la ordenación de entidades de acuerdo a un consenso, establecido por el Coeficiente de Concordancia de Kendall (W), el que oscila entre 0 y 1. El valor de 1 significa una concordancia de acuerdos total y el valor de 0 un desacuerdo total, aceptándose valores superiores a 0,5. Este coeficiente se calcula con el uso de las fórmulas que muestran a continuación:
(1)
(2)
(3)
Donde:
W |
Coeficiente de Concordancia W de Kendall (0 <W< 1); si W≥ 0,5 es Confiable, si no se debe reprocesar todo el experimento. |
M |
Cantidad de expertos. |
K |
Número de atributos, características o criterios a evaluar. |
Δ |
Desviación del valor medio de los juicios emitidos. Este valor se determina a través de la siguiente expresión: |
aij |
Juicio de importancia del atributo i dado por el experto j |
T |
Factor de comparación (valor medio de los rangos). |
Los criterios para la ponderación y esta última, serán establecidos por un grupo de al menos siete especialistas conocedores de la actividad y condiciones de la empresa, así como de los métodos a aplicarse. De no contarse con personal especializado dentro de la empresa, se puede optar por la presencia de un consultor externo.
Las herramientas a considerar de acuerdo a los criterios de prioridad y condiciones de la empresa, obtenidos desde la literatura especializada, son: KAIZEN; GEMBA; HOSHIN KANRI; TPM; 5S; HEIJUNKA; KANBAN; POKA YOKE; ANDON.
4. Mejora e implementación
El plan de implantación, que servirá de base para la elaboración de los futuros VSM, se llevará a cabo una vez definidas las herramientas mediante el método Kendall con el fin de contribuir al aumento de la productividad del servicio de calibración. Se identifica la esencia de los métodos seleccionados con el fin de capacitar a los trabajadores en la utilización de las herramientas elegidas. Para su valoración se realiza un análisis dinámico de los indicadores que dan inicio a la investigación (tiempo de ciclo, porcentaje de equipos entregados a tiempo, servicio no conforme y satisfacción del cliente)
Resultados
Se presenta lo obtenido del: análisis situacional de la empresa, Identificación de actividades que no aportan valor, Definición de herramientas Lean Manufacturing y Mejora e implementación
1. Análisis situacional de la empresa
Es de vital importancia conocer y caracterizar más a fondo el servicio que presta la empresa utilizando el diagrama SIPOC, se observó que no se dio seguimiento a las quejas por la entrega tardía del equipo calibrado.
Acorde a las reuniones mantenidas, se planteó que hace falta personal en el área técnica y área de ventas. En la Figura 2 se refleja el diagrama el SIPOC del servicio de calibración que la empresa realiza.
Al revisar la base de datos correspondiente al número de trabajos realizados en el periodo de estudio, resaltó que durante el periodo septiembre 2021 a agosto 2022 hubo un total de 763 trabajos, de los cuales 602 lograron la entrega en el tiempo establecido equivalente a un 78,9%, mientras que 161 fueron entregados fuera del tiempo acordado, equivalente a un 21,1%, como se muestra en la figura 3.
En consideración a que se tienen penalidades por entrega fuera de los términos de contrato, se ha presentado una pérdida de ingresos y fidelidad del cliente. Al revisar los Servicios de Trabajo (ST) se evidenció un total de 14 trabajos no conformes mensuales. Se calibran un promedio de 14 manómetros al día.
2. Identificación de actividades que no aportan valor
La figura 4 ilustra el VSM actual, se establece la cadena de valor completa del proceso de calibración desde la recepción del equipo hasta la liberación del mismo. Las siguientes acciones que no proporcionan valor se evidencian mediante el VSM:
Comunicación ineficiente (tiempo de espera): errores en el proceso por flujo de información incorrecto.
Reclamos (tiempo de espera): cuando el cliente solicita información al laboratorio sobre la demora de sus calibraciones y los certificados de calibración.
Falta de competencias del personal(defectos): las actividades que implican volver a hacer un trabajo o una actividad, o repetirla, así como alguna tarea que no se ha hecho y finalmente una tarea o actividad mal ejecutada.
Organización del laboratorio (movimientos innecesarios): las herramientas, materiales de trabajo no se encuentran en lugares definidos, lo que ocasiona tiempos de pérdida.
Se puede observar que cada 4.28 días se entrega al cliente el equipo calibrado desde su recepción, esto se lo conoce como Lead time. El tiempo que demora el proceso de calibración es de 10.2 horas y un tiempo que no agrega valor de 3.25 horas, que es el lapso en el que el equipo no es manipulado y reposa en percha. Además, no se evidencia la generación de un cuello de botella en el proceso.
3. Definición de herramientas Lean Manufacturing
La ponderación de los expertos y procesamiento del coeficiente de concordancia de Kendall se aprecian en la tabla 1, se obtuvo una coincidencia del 93,5 % de lo abordado, lo que permitió la elección de los métodos que presentan una aij ≤ T.
Los criterios considerados fueron:
Tabla 1 Aplicación del método Kendal.
| HERRAMIENTAS | E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 | E7 | Aij | Δ | Δ2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5S | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 9 | -25,78 | 664,6084 |
| KAIZEN | 2 | 1 | 3 | 4 | 3 | 3 | 4 | 20 | -14,78 | 218,4484 |
| KANBAN | 3 | 3 | 2 | 2 | 1 | 4 | 2 | 17 | -17,78 | 316,1284 |
| ANDON | 4 | 4 | 4 | 3 | 2 | 2 | 3 | 22 | -12,78 | 163,3284 |
| GEMBA | 5 | 7 | 5 | 5 | 6 | 5 | 6 | 39 | 4,22 | 17,8084 |
| HOSHIN KANRI | 7 | 6 | 6 | 6 | 5 | 6 | 5 | 41 | 6,22 | 38,6884 |
| TPM | 6 | 5 | 7 | 7 | 7 | 8 | 7 | 47 | 12,22 | 149,3284 |
| HEIJUNKA | 8 | 8 | 9 | 8 | 9 | 7 | 8 | 57 | 22,22 | 493,7284 |
| POKA YOKE | 9 | 9 | 8 | 9 | 8 | 9 | 9 | 61 | 26,22 | 687,4884 |
| 313 | 2749,5556 |
4. Mejora e implementación
Con la aceptación de la gerencia, se identificaron las personas que supervisarán la implementación de la herramienta y asignaron roles y responsabilidades en el proyecto, así como los canales de comunicación eficientes para evitar confusiones y establecer lineamientos claros.
El proyecto comenzó con la capacitación de todo el personal sobre la cadena de valor, eventos kaizen y LM, que es la clave de la implementación, de acuerdo a los criterios mostrados en la tabla 2.
Tabla 2 Teoría utilizada en capacitaciones.
| Herramienta Lean Manufacturing | Definición |
|---|---|
| 5S | Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu y Shitsuke corresponden a las etapas de la Metodología 5S, su traducción se establece como: Seleccionar, ordenar, limpiar, estandarizar y disciplinar; respectivamente. Se debe seleccionar lo necesario y eliminar lo que no lo es, colocar cada cosa en su sitio y un sitio, limpiar el puesto de trabajo, mantener, controlar y crear una autodisciplina (Piñero et al., 2018). |
| Andon | Viene de la mano con la LM con el propósito de alertar al personal mediante luces y sonidos cuando aparece un problema o un fallo (Medina, A.,2018). |
| Kanban | Se establece como fin crear una cultura de optimización al emplear la cantidad de piezas o unidades necesarias mediante un mecanismo básico de tarjetas, identificando si el proceso requiere o no de más insumos (Arango et al.,2015). |
| Kaizen | El objetivo es mejorar la productividad de cualquier área o sección escogida en cualquier empresa, mediante la implantación de diversas técnicas y filosofías de trabajo de Manufactura Esbelta y técnicas de solución de problemas y detección de desperdicios basados en el estímulo y capacitación del personal (Acuña et al., 2017). |
La tabla 3 muestra la relación de las problemáticas halladas con las herramientas a utilizar para su mejora.
Tabla 3 Herramientas LM para el proceso de calibración.
| Muda | Causa | Descripción | Herramienta |
|---|---|---|---|
| Tiempo de espera | Comunicación ineficiente | Flujo de información incorrecto. | ANDON, KAIZEN |
| Tiempo de espera | Reclamos | Los clientes no han recibido sus certificados de calibración y equipos. | KANBAN |
| Defectos | Falta de competencias personal | Las actividades que implican un retrabajo, así como alguna tarea faltante o mal ejecutada | KAIZEN 5 s |
| Movimientos innecesarios | Organización del laboratorio | Las herramientas, materiales de trabajo no se encuentran en lugares definidos lo que ocasiona tiempos perdidos. | 5 s KAIZEN |
Para reducir los movimientos innecesarios generados en el proceso de pruebas de funcionamiento, secuencia de calibración, liberación del equipo y generación de documentos, en la calibración se aplicó las 5 “5”. Las actividades realizadas en la implantación de esta herramienta fueron:
Seiri (Separar y eliminar): Se identificó todos los materiales e instrumentos inoperativos del área de trabajo, luego los que se mantienen se separaron de acuerdo a su uso y frecuencia, se utilizó el sistema de tarjeta roja, logrando clasificar aquellos materiales que van a ser eliminados del área de trabajo
Seiton (Ordenar): Una vez clasificado los materiales e instrumentos, se estableció cuáles se usan más y así reubicarlos lo cerca posible del lugar de trabajo, colocándolos en un lugar de fácil acceso a fin de reducir los tiempos por búsqueda.
Seiso (Limpiar): Esta fase en equipo se centró en la eliminación de fuentes de suciedad implementando una política para trabajo limpio, se asignó un tiempo de 10 minutos para la limpieza de sus puestos de trabajo antes de retirarse de la jornada laboral.
Seiketsu (Estandarizar): Se generó un checklist de actividades que se deben realizar previo y posterior a las actividades diarias, además se generó un instructivo de aplicación de la metodología.
Shitsuke (Disciplina): A fin de mantener implantada la metodología y alcanzar esta autodisciplina, se elaboró un proceso de auditorías 5 “S” se la realiza una vez por semana durante dos meses y después dos veces al mes.
Control visual (Andon)
La implementación de Andon se enfocó en 3 puntos;
El primer punto se enfoca en la recepción de equipos y puestos de trabajo; en recepción, donde se ubica la percha de los equipos sin calibrar se colocó estanterías por colores para identificar si los equipos están funcionales, requieren mantenimiento o se encuentran dañados, siendo los colores azul, verde y rojo respectivamente. En los puestos de trabajo se colocaron letreros con información del procedimiento de calibración y los tiempos que se deben mantener.
El segundo punto en la gestión de indicadores y productividad: Se instaló un tablero para registrar eventualidades. Este tablero estará a la vista de cualquier integrante del personal para que pueda hacer uso de este. Al final de cada mes se establecieron indicadores que representen los reprocesos, reclamos y problemas presentes.
El Tercero punto se enfoca en la Calidad del servicio: Se instaló un tablero en la recepción de equipos para evaluación del servicio mediante adhesivos de colores, amarillo para una entrega puntual y rojo para una entrega fuera de tiempo.
Kaizen
Teniendo en cuenta el diagnóstico realizado a través del VSM, los eventos kaizen en el proceso de calibración del equipo y ventas fueron:
Reuniones con las Gerencias y técnicos involucrados en el servicio de calibración, a fin de plantear propuestas para disminuir el lead time, realizando un análisis de causa raíz y Pareto para definir la problemática.
Capacitación del personal en atención al cliente.
Registrar todas las actividades que porten al área de operaciones.
El tiempo de atención de las solicitudes mejoró de 4 días a 3 aproximadamente, como meta se quiere llegar a 2 días.
Kanban
Se implementó el sistema de tarjetas kanban desde que se recibe el equipo en percha hasta que es regresado a la misma para su liberación. En la tarjeta se estableció el casillero para medir el tiempo ciclo de cada proceso a fin de tener un seguimiento y presentar las acciones necesarias en el caso de que aumente. La Figura 5 ilustra la necesidad de reducir la duración del ciclo de tareas, asi cómo el rendimiento de las actividades a medida que se agregan nuevas tareas al flujo de trabajo
Del VSM futuro (figura 6) queda claro que los tiempos de ciclo se reducirán en un 40 %, lo que aumentará la productividad al permitir la calibración de equipos adicionales. Adicionalmente, se consolidó el procedimiento de inspección y pruebas de funcionamiento, lo que disminuyó el número de técnicos requeridos y agregó responsabilidades de soporte y seguimiento a las implementaciones.
Implantada las herramientas LM, se logró disminuir el Lead time a 3.19 días en la entrega del equipo calibrado al cliente. El tiempo que demora el proceso de calibración mejoro a 5.98 horas, evidenciado una disminución del tiempo que no agrega valor a 1.8 horas.
En la tabla 4 se muestran los resultados obtenidos luego de implementar herramientas lean en el mismo periodo de evaluación para los años 2021 y 2022.
Tabla 4 Resultados.
| Aspectos | Nov- dic 2021 | Nov-dic2022 |
|---|---|---|
| Equipos calibrados | 12 ST/dia | 16 ST/dia |
| Tiempo de ciclo | 425 min | 250.5 min |
| % equipos entregados a tiempo | 78.9% | 100% |
| Servicio no conforme | 14 | 2 |
| Satisfacción del cliente | 70.5% | 87,1% |
Para medir la satisfacción del cliente, se administraron cuestionarios a 22 clientes entre noviembre y diciembre de 2022. Las encuestas utilizaron una escala tipo Likert de 1 a 5, donde 1 indica que el consumidor no está nada contento y 5 indica que el cliente está satisfecho.
Las actividades Kaizen ayudaron a elevar el grado de satisfacción del cliente de 70.5 a 87.1. Se establecerá como objetivo del sistema de gestión de la calidad, llegar a una meta del 92%, e incrementar en uno por ciento cada año.
Discusión
Mallma (2020), encontró que, en todos los casos de implementación en laboratorios de prueba, se redujeron los desperdicios y los tiempos de producción, y cuatro de los siete casos de estudio obtuvieron ahorros de costos significativos. 5S, VSM, SMED. Control visual y One Piece Flow son las tecnologías que tuvieron la mayor influencia en todos los estudios de casos. Estos instrumentos son, por tanto, los que, en términos generales, pueden tener una mayor influencia en la mejora de las operaciones de los laboratorios de servicios de ensayo.
El VSM actual demostró gráficamente que las etapas Inspección y pruebas de funcionamiento, secuencia de calibración, tratamiento y análisis de datos y liberación de equipo, demandan una mejora, a fin de evitar generación de desperdicios; con el fin de proponer una solución a los tipos de muda identificados en el VSM futuro, las opciones propuestas fueron 5 S, control visual, Kanban, Kaizen. Se coincide con el estudio de Rodríguez-Fernández, Yadira, Abreu-Ledón, René, & Franz, Matthias. (2019), en la utilidad de la herramienta para la reducción de desperdicios, por la revisión de 29 obras sobre la temática. La clave para mantener las mejoras es el seguimiento, el mismo se lo hace mediante los indicadores de tiempos de entrega, servicio no conforme y satisfacción del cliente.
La metodología y uso de las herramientas LM permitió una mejora en los indicadores de resultados, siendo que las herramientas lean las que permitieron mejorar la satisfacción del cliente y la optimización de procesos, en coincidencia con Mallma (2020).
Conclusiones
La aplicación de LM demostró, mediante su implementación en Metrológica Instrumens, la utilidad de dichas herramientas para la mejora de la calidad, la reducción de los desperdicios, tiempos de ciclo, y la satisfacción del cliente. El tiempo de ciclo en el proceso de calibración se redujo de 7 a 4 horas, provocando una minimización del incumplimiento en la entrega de equipos calibrados a cero, evidenciado así un crecimiento de la productividad de 12 a 16 equipos por día.
El VSM constituye una herramienta útil para el análisis de valor de las actividades y la mejora de la eficiencia de los procesos, en paralelo a la implementación de herramientas como 5 S. Kaisen, Control visual (ANDON), y Kanban, para la mejora de la conformidad y satisfacción del cliente.
Se establece la utilidad de la propuesta para: la operatividad, la mejora continua en empresas con reservas de eficiencia en sus procesos productivos y de servicios. La elección de las herramientas de LM está en correspondencia a las condiciones de la entidad objeto de estudio, y el consenso de los especialistas de la misma, en consideración a criterios de prioridad específicos a cada caso.
