Mejoramiento de la operación de preparación de máquinas cortadoras de bobinas de acero “slitters” en una empresa metalmecánica por medio del sistema SMED

Abstract

La presente tesis consistió en un estudio para el mejoramiento de la operación de preparación de máquinas cortadoras de bobinas de acero (Slitters) en un proceso de producción de flejes por medio del sistema SMED (Single Minute Exchange of Die). El término SMED se refiere a la teoría y técnicas para realizar las operaciones de preparación de máquinas en menos de diez minutos. La empresa objeto de estudio es una metalmecánica del sector, que se dedica a la producción de perfiles, tuberías y cañerías en diferentes calidades de acero -laminados en caliente, laminados en frío y galvanizados- y en una gran variedad de dimensiones y espesores. Este tipo de producción diversificada le genera a la empresa la necesidad de realizar numerosas operaciones de preparación en las máquinas para ejecutar los cambios de productos. El objetivo de la tesis es la de plantear mejoras para disminuir el tiempo empleado en la preparación de las máquinas de corte (Slitters) de la empresa por medio de la implantación del Sistema SMED. Lo primero que se realizó fue una descripción tanto de los procesos productivos de la empresa, que entre los cuales se tiene: corte de bobinas (producción de flejes), corte de planchas, plegado de flejes, conformado de tuberías, cañerías y perfiles. Profundizándose en el proceso de corte y definiendo de forma precisa el procedimiento mismo para la preparación de las Slitters. Con información referente a datos históricos de tiempos productivos e improductivos, eficiencias, horas extras, etc. que luego de tabularlos, analizarlos e interpretarlos, se determinó que la Slitter 1 es el centro donde el impacto negativo de las preparaciones es mayor. La tabla que se presenta a continuación fue el resultado de este análisis. Posteriormente en base de los resultados obtenidos se aplicó la metodología desarrollada para esta tesis y que se presenta dentro del capítulo 1. Parte de esta metodología se encuentra formada por el sistema SMED, el cual está formado por tres etapas enfocadas al desarrollo de mejoras, precedidas por una etapa preliminar de familiarización y análisis de la operación de preparación. Antes del estudio de la operación, se realizó un Análisis Producto-Cantidad con el cual fue posible conocer que la línea de producción de flejes es una línea de pequeños lotes y amplia variedad. De los 100 ítems fabricados con mayor frecuencia por la empresa, 40 generan el 67% de las preparaciones. Se realizó un Gráfico de Análisis de Operaciones que dejó entrever que todas las actividades de preparación son parte de la preparación interna. A continuación, se presenta el gráfico de operaciones. Para la preparación de las Slitters se cuenta con dos operadores, sobre los cuales se realizó un análisis para determinar qué tan eficiente está distribuida su carga de trabajo. Se diseñó un Gráfico de Actividades Múltiples, con el cual se pudo determinar que la utilización del operador principal es completa, mientras que la del ayudante es de apenas el 36%. A continuación, se presenta un Diagrama de Flujo de Recorrido diseñado para analizar las rutas de desplazamientos que sigue el operador mientras realiza la operación de preparación. Se encontró que el operador recorra en total unos 150 metros aproximadamente durante la operación de preparación. Para finalizar la etapa de familiarización y análisis, se desarrolló un gráfico de Pareto con el que se determinó cuáles son las actividades que más influyen sobre el tiempo total de preparación, y a partir de esto, se pudo conocer también que tan solo las 8 primeras actividades representan el 52.91% del tiempo total de la preparación. El gráfico de Pareto desarrollado se presenta a continuación. Dentro de la primera etapa del SMED y como primera mejora, se desarrolló una “lista de comprobación” para contrarrestar el efecto negativo que tiene la planeación de la preparación mientras la Slitter se encuentra detenida. Además, se planteó la necesidad de que las cuchillas circulares lleven una Hoja de Vida en donde se registre información referente a la utilización de cada juego. A través de la segunda etapa, se recomendó el desarrollo de discos calibrados que representen magnitudes fijas para los desarrollos (flejes) producidos con mayor frecuencia. Básicamente, esta solución implica fabricar por lo menos 4 discos separadores calibrados de las siguientes dimensiones: 10.3 - 17 - 19.7 - 27 - 31.5 - 38 - 40.5 - 50 - 54.5 - 57.5 - 64.7 - 67.8 - 79.5 - 89.7 - 90 - 119.2 - 120 milímetros. Por último, en la tercera etapa se pasó la responsabilidad de una serie de actividades, desde el operador principal hacia el ayudante del área, de tal forma que la carga de trabajo entre ambos operarios quede mejor balanceada, como parte de las mejoras “operaciones en paralelo”. También, se recomendó la mecanización de canales en las tuercas hidráulicas y los ejes de corte para que su funcionamiento se ejecute mediante la utilización de anclajes funcionales. Finalmente, para combatir el problema de búsquedas de medios o componentes para la preparación de la Slitter, se propuso como solución el desarrollo de un “carro especializado” que posea una estructura tal como para albergar todos los medios necesarios para una preparación de forma ordenada. El tiempo de preparación después de las mejoras quedó en 39,99 minutos, lo que significa una reducción del 49,37%. Esto significa un aumento de productividad de 24,22%. El ahorro que se generaría producto de la mejora es de $1438,57 y la inversión requerida alcanza la suma de $2450,00. Con estos valores se calculó es VAN (Valor actual neto) y la TIR (Tasa interna de retorno), el resultado fue de $1.167,50 y 37,66%, respectivamente; valores que se consideran como satisfactorios. En definitiva, para una aplicación correcta de las mejoras se recomendó principalmente establecer un procedimiento de preparación acorde a los lineamientos de la empresa, con el fin de estandarizar la operación y evitar desviaciones; y, realizar reuniones periódicas con el personal de planta con el objeto de revisar parámetros y discutir cualquier observación. Como principales conclusiones se puede mencionar las siguientes: • Existen diversas oportunidades de mejora dentro de la operación de preparación puesto que todas sus actividades son parte de la preparación interna. • De los 2 operadores con que cuenta la preparación, el operador principal es quien mayor cantidad de tareas tiene por ejecutar, esto denota que el procedimiento no ostenta de una adecuada planificación, por ende, la carga de trabajo se encuentra mal balanceada y además se realizan diversos recorridos excesivos. • Es importante que el operador posea habilidad, destreza y experiencia para desarrollar su trabajo, pero aun así, no es viable encomendarle actividades que impliquen cálculos y hasta toma de decisiones, más aún cuando esto puede repercutir directamente en la calidad del producto. • No se lleva una gestión apropiada sobre componentes y partes indispensables para la preparación de las Slitters, tal es el caso de las cuchillas circulares y discos separadores. • No se conoce la importancia que tiene tratar los procedimientos de trasporte como parte de la preparación externa. Entre las recomendaciones más importantes se puede resaltar: • Realizar reuniones con el personal de planta con el objeto de revisar que los parámetros de tolerancia se encuentren correctamente definidos. • Capacitar al personal en herramientas de mejora continua tales como el sistema SMED, para realizar estudios similares en los demás centros de trabajo de la empresa. • Establecer un procedimiento de preparación acorde a los lineamientos de la empresa, una vez que estén implementadas las mejoras propuestas, con el fin de estandarizar la operación y evitar desviaciones. • Establecer un Plan de Mantenimiento Preventivo para las cuchillas circulares y los discos separadores, con el fin de eliminar la verificación de los filos y la corrección de defectos, respectivamente.

El sistema SMED es uno de los pilares de la Filosofía Lean Manufacturing para alcanzar una producción flexible, y por tanto, no hay que olvidar que debe ser considerada como herramienta de mejora continua, lo cual significa que las mejoras desarrolladas y planteadas por este trabajo no son las únicas y/o definitivas.