Construcción de un Modelo Estocástico para la Eficiencia Global de los Equipos (OEE)

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(1)Descripción de la Investigación. CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO ESTOCÁSTICO PARA LA EFICIENCIA GLOBAL DE LOS EQUIPOS (OEE). ROCÍO ANDREA SÁNCHEZ SILVA. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL BOGOTÁ 2016.

(2) Descripción de la Investigación. CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO ESTOCÁSTICO PARA LA EFICIENCIA GLOBAL DE LOS EQUIPOS (OEE). ROCÍO ANDREA SÁNCHEZ SILVA. Tesis de posgrado presentada como requisito parcial para optar el título de Magíster en Ingeniería Industrial. Director Interno Jaime Antonio Benítez Forero Magister en Docencia Director Externo Héctor Rene Álvarez Laverde Doctor en Estadística. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL BOGOTÁ 2016.

(3) Descripción de la Investigación. CONTENIDO Pág.. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 1 1.. DESCRIPCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN .............................................. 3. 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN................. 3 1.2 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ............................................ 6 1.3. OBJETIVOS........................................................................................ 10 1.3.1 Objetivo General ................................................................................................................. 10 1.3.2 Objetivos Específicos .......................................................................................................... 10. 1.4 HIPÓTESIS ............................................................................................. 11 1.5 METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN ................................................ 11 1.6 ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO ......................................................... 12 2.. ESTADO DEL ARTE ............................................................................... 14. 2.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................... 14 2.2 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL - TPM. .............................. 15 2.3 PILARES DEL TPM ................................................................................ 19 2.4 PRODUCTIVIDAD, EFICIENCIA Y EFICACIA .................................... 21 2.5 LAS PÉRDIDAS EN LOS PROCESOS PRODUCTIVOS ......................... 23 2.5.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS PÉRDIDAS .................................................................... 24 2.5.2 ÁRBOL DE PÉRDIDAS .................................................................................................... 30. 2.6 CARACTERIZACIÓN DEL OEE ............................................................ 35 2.6.1 TIPOS DE OEE .................................................................................................................. 37. 3.. MODELO OEE ESTOCÁSTICO ............................................................ 40. 3.1. ESTOCÁSTICIDAD EN EL CAMPO INDUSTRIAL........................... 40. 3.2. NATURALEZA ESTOCÁSTICA DEL OEE ........................................ 45. 3.3. OEE COMO UNA VARIABLE ALEATORIA – MODELO TEÓRICO 50.

(4) Descripción de la Investigación. 3.4 DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD DE COCIENTE DE VARIABLES ALEATORIAS .............................................................................................. 54 3.4.1 DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD DE COCIENTE DE VARIABLES NORMALES INDEPENDIENTE .............................................................................................. 54 3.4.2 DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD DE COCIENTE DE VARIABLES NORMALES CASO GENERAL ................................................................................................. 56. 3.5DISTRIBUCIÓN NORMAL TRUNCADA ................................................ 57 3.6. MODELO ESTOCÁSTICO DEL OEE – MODELO TEÓRICO .............. 59 3.7CARACTERIZACIÓN DEL MODELO TEÓRICO ESTOCÁSTICO DEL OEE ...................................................................................................................... 64 3.8 MODELO ESTOCÁSTICO DEL OEE – CUANDO EL TDN ES DISCRETO 67 4.. APLICACIÓN PRÁCTICA DEL MODELO ........................................... 71. 4.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................... 71. 4.2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO......................................................... 72 4.2.1. PROCESO DE TERMOFORMADO .......................................................................... 74. 4.2.2. PROCESO IMPRESIÓN Y EMPACADO.................................................................. 78. 4.2.3 ANÁLISIS DE LA OPERACIÓN ...................................................................................... 79. 4.3 ANÁLISIS DEL PROCESO DESDE LA PLANEACIÓN.......................... 82 4.4 ESTRUCTURA DEL ÁRBOL DE PÉRDIDAS ......................................... 87 4.5 ESTRUCTURA DEL OEE ....................................................................... 91 4.5.1 ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL OEE.............................................................................. 91 4.5.2. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LAS PÉRDIDAS DEL OEE. ........................................ 99. 4.6 CARACATERIZACIÓN DEL MODELO ESTOCÁSTICO OEE ........... 106 4.7 MÉTODO BOOTSTRAP ....................................................................... 106 4.8 ESTIMACIÓN BOOTSTRAP PARA µOEE ............................................. 108 5.. CONSIDERACIONES PRÁCTICAS DEL MODELO ........................... 111. 5.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................. 111. 5.2. CONSIDERACIONES DEL USO DEL OEE ...................................... 112. 5.3 APLICACIONES DEL OEE EN LA TOMA DE DECISIONES .............. 114 5.3.1 DESPLIEGUE ESTRATÉGICO DEL OEE ................................................................... 114 5.3.2 TOMA DE DECISIONES CON EL OEE ....................................................................... 121.

(5) Descripción de la Investigación. 5.4 APLICACIÓN A LA OPTIMIZACIÓN DE SETUPS ............................. 123 5.4.1 METODOLOGÍA SMED. ................................................................................................ 124 5.4.2 APLICACIÓN PRÁCTICA .............................................................................................. 129 5.4.3 APLICACIÓN DE LA REDUCCIÓN DE LA VARIABILIDAD ................................... 136. 5.5 APLICACIÓN EN MINIMIZACIÓN DE LAS PARADAS INESPERADAS DE LOS EQUIPOS ............................................................................................ 138 5.5.1 MODELOS Y POLÍTICAS DE MANTENIMIENTO .................................................... 140 5.5.2 MANTENIMIENTO BASADO EN LA CONFIABILIDAD .......................................... 141 5.5.3 PLAN DE REEMPLAZAMIENTO DE COMPONENTES ........................................... 146. 6.. CONCLUSIONES ................................................................................. 158. ANEXOS ..................................................................................................... 162 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 170.

(6) Descripción de la Investigación. LISTA DE FIGURAS. Pág.. Figura 1. Definición de OEE de acuerdo al modelo TPM (Fuente: Suzuki, 1994) .................. 8 Figura 2. Evolución del Mantenimiento hacia el TPM (fuente: Rey Sacristán, 2008) .......... 16 Figura 3. Los 8 pilares del TPM (Fuente: Cuatrecasas Tarrel, 2010) ..................................... 19 Figura 4. Productividad, eficiencia y eficacia (Fuente: Stamatis, 2010) ............................... 22 Figura 5. Tipos de árbol de pérdidas (Fuente: www.ceroaverias.com) ................................. 31 Figura 6. Árbol de pérdidas de paradas de una planta (Fuente: www.ceroaverias.com) ....... 34 Figura 7. Modelo de referencia para OEE (Fuente: www.ceroaverias.com) .......................... 38 Figura 8. Aleatoriedad del Tiempo de para (Fuente: construcción propia) ............................ 44 Figura 9. Distribución Normal truncada (Fuente: construcción propia) ................................. 58 Figura 10. Forma de la distribución Beta (Fuente: Farnun & Stanton (1987))....................... 60 Figura 11. Distribución probabilística del OEE (Fuente: construcción propia) ..................... 63 Figura 12. Notación de tiempos para OEE (Fuente: construcción propia) ............................. 64 Figura 13. Blíster farmacéuticos (Fuente: Termnoformer machinery) ................................... 72 Figura 14. Proceso de empaque farmacéutico tipo blíster (Fuente: Abrego, 2012)................ 73 Figura 15. Proceso de termoformado (Fuente: Termoformer machinery) .............................. 74 Figura 16. Diseño de blíster de distinto número de alveolos, distribución y dirección (Fuente: Abrego 2012) ............................................................................................................ 77 Figura 17. Proceso de impresión láser sobre el blíster (Fuente: Termoformer machinery) ... 78 Figura 18. Proceso operacional de empaque farmacéutico tipo blíster (Fuente: Abrego, 2012) ................................................................................................................................................. 80 Figura 19. Variación de definición del OEE desde la utilización (Fuente: Construcción propia) ..................................................................................................................................... 84 Figura 20. Estructura base para construir el árbol de pérdidas (Fuente: Construcción propia) ................................................................................................................................................. 87 Figura 21. Árbol de pérdidas de paradas (Fuente: Construcción planta) ................................ 89 Figura 22. Comportamiento del TOE y TDN (componentes del OEE) (Fuente: Construcción propia) ..................................................................................................................................... 92 Figura 23. Prueba normalidad para TOE y TDN (Fuente: Construcción propia) ................... 93 Figura 24. Comportamiento del OEE2 (Fuente: Construcción propia) .................................. 96 Figura 25. Comportamiento de la Tasa de Utilización y el OEE1 (Fuente: Construcción propia) ..................................................................................................................................... 97 Figura 26. Distribución Weibull (Fuente: Construcción propia) .......................................... 100 Figura 27. Ajuste de los tiempos programados rutinarios (Fuente: Construcción propia) ... 101.

(7) Descripción de la Investigación. Figura 28. Ajuste de los tiempos inesperados operacionales (Fuente: Construcción propia) ............................................................................................................................................... 102 Figura 29. Ajuste de los tiempos inesperados de equipo (Fuente: Construcción propia) ..... 103 Figura 30. Ajuste de los tiempos de averías individual (Fuente: Construcción propia) ....... 104 Figura 31. Averías en detalle con sus causales (Fuente: Construcción propia) .................... 105 Figura 32. Pareto de las averías por causal y duración (Fuente: Construcción propia) ........ 105 Figura 33. Re muestras del OEE del ejemplo (Fuente: Construcción propia) ...................... 108 Figura 34. Comportamiento de la media muestral del OEE (Fuente: Construcción propia) 109 Figura 35. Comportamiento de la varianza del OEE (Fuente: Construcción propia) ........... 110 Figura 36. Mapa estratégico (Fuente: Construcción propia) ................................................ 117 Figura 37. Despliegue estratégico del Hoshin (Fuente: Construcción propia) ..................... 119 Figura 38. Matriz de despliegue estratégico del Hoshin (Fuente: Construcción propia)...... 120 Figura 39. Despliegue del árbol de pérdidas para la toma de decisión ................................. 121 Figura 40. Despliegue de las paradas programadas rutinarias .............................................. 122 Figura 41. Etapas que se realizan en un cambio de referencia (alistamiento) ...................... 126 Figura 42. Etapas para la realización de un SMED (Fuente: García, 2013) ......................... 129 Figura 43. Estructura línea empaque de análisis (Fuente: construcción propia) .................. 131 Figura 44. Análisis de los cambio por tipo de formato (Fuente: construcción propia) ........ 132 Figura 45. Análisis línea base de tiempos cambio formatos C y D (Fuente: construcción propia) ................................................................................................................................... 133 Figura 46. Distribución programación de los formatos por semana (Fuente: construcción propia) ................................................................................................................................... 134 Figura 47. OEE2 simulado con la mejora del SMED (Fuente: construcción propia)........... 136 Figura 48. Pareto de contribución de causales a la varianza (Fuente: construcción propia) 137 Figura 49. Definición de confiabilidad (Fuente: construcción propia) ................................. 142 Figura 50. Diagrama detallado del RCM (Fuente: Gangi et las 2010) ................................. 145 Figura 51. Tiempo de reemplazo optimo (Fuente: Jardine & Tsang, 2013) ......................... 147 Figura 52. Tiempo de reemplazo optimo (Fuente: Jardine & Tsang, 2013) ......................... 148 Figura 53. Pareto de paradas de averías por causales (Fuente: construcción propia) ........... 151 Figura 54. Pareto de paradas de averías etapa de formado (Fuente: construcción propia) ... 152 Figura 55. Ajuste de los tiempos entre fallas (cambios por falla) (Fuente: construcción propia) ................................................................................................................................... 154 Figura 56. Función de costos total esperado de reemplazo (Fuente: construcción propia) .. 155 Figura 57. Ajuste de los tiempos de parada del Pareto de formado (Fuente: construcción propia) ................................................................................................................................... 156 Figura 58. OEE2 simulado con la mejora del reemplazo programado (Fuente: construcción propia) ................................................................................................................................... 156.

(8) Descripción de la Investigación. LISTA DE TABLAS. Pág.. Tabla 1. Datos para el cálculo de OEE de la línea analizada (Fuente: Construcción propia). 90 Tabla 2 Construcción de la distribución discreta (Fuente: Construcción propia) ................... 94 Tabla 3. Distribución de probabilidad ajustada para TDN (construcción propia) .................. 94 Tabla 4. Datos de paradas de la línea analizada (Fuente: Construcción propia) .................... 98 Tabla 5.Tipos de cambio que se tiene en la línea (Fuente: Construcción propia) ................ 131 Tabla 6. Costos generados por cambio de servomecanismos por falla................................. 153.

(9) Descripción de la Investigación. LISTA DE ANEXOS. Pág.. ANEXO A .........................................................................................................................162 ANEXO B..........................................................................................................................164 ANEXO C. ........................................................................................................................166 ANEXO D. ........................................................................................................................168.

(10) Descripción de la Investigación. INTRODUCCIÓN. En los entornos altamente competitivos que tienen que enfrentar las organizaciones industriales, éstas tienen que establecer estrategias de operación dónde puedan funcionar los equipos en condiciones óptimas. Para lograr esto se deben enfocar en reducir al máximo las pérdidas de la organización. Para alcanzar este objetivo requieren tener métricas que sean fiables y robustas de las pérdidas. Una de estas métricas nacidas del entorno, el mantenimiento productivo total (TPM) fue desarrollada Nakajima (1988), en donde se trata de medir la productividad y la eficiencia de líneas de producción considerando ocho grandes tipos de pérdidas (Pérdidas de paradas programadas, pérdidas por ajustes de producción, pérdidas por fallos de proceso, pérdidas por fallos de equipos, pérdidas de producción normales, pérdidas de producción anormales, pérdidas por defectos de calidad y pérdidas por reproceso; Suzuki (1994). En resumen la eficiencia global de los equipos OEE (Overall Equipment Effectiveness o Eficiencia Global de los Equipos) mide el desempeño actual de las máquinas o equipos relacionado con su capacidad de desempeño bajo condiciones óptimas de operación.. Cómo lo plantea Ericsson (1997), el OEE permite medir las pérdidas de producción directamente asociada a los costos relacionados de la pérdida pero también permite valorar los costos ocultos que tiene un sistema productivo, para lograr esto se debe tener un sistema de medición muy robusta; a este sistema se le conoce con el nombre de árbol de pérdidas, el cual permite desagregar o desglosar las pérdidas por tipo de causa permitiendo hacer un análisis al detalle. Este análisis es muy importante con el fin de establecer estrategias de reducción o eliminación de pérdidas. De esta manera la eficiencia global de los equipos (OEE) se convierte en una medida muy robusta, que al mismo tiempo permite tomar decisiones en función de la estructura que tiene el árbol de pérdidas. Por tanto, son dos. 1.

(11) Descripción de la Investigación. herramientas de gestión y planificación, dependiendo de su estructura y su comportamiento, se pueden tomar decisiones tanto estratégicas como operacionales de gran impacto, que se convierten en reducción de costos (Dal et las, 2000). Debido a la estructura del árbol de pérdidas, el OEE (Overall Equipment Effectiveness) depende de un gran número de variables los cuales actúan en el tiempo y que dependen de múltiples aspectos operacionales como: El estado de los equipos; las políticas de mantenimiento de los equipos, la forma cómo está organizada la gestión de producción y las políticas de la programación de producción. Las actuaciones que tienen estos factores y su interacción hacen que el OEE tenga un comportamiento aleatorio, el cual actúa turno a turno, mes a mes, año a año, haciendo que su gestión esté en función de la actuación de estos factores, por esta razón tener un modelo estocástico del OEE permite tener otra forma de gestión y por lo tanto tomar otro tipo de decisiones.. Un modelo estocástico nos permite tener una visión y un control más global de la métrica, permitiendo evaluar la toma de decisiones con respecto al objetivo de reducción de pérdidas. Con este modelo estocástico se pueden realizar simulaciones y pronósticos de los comportamientos esperados de la efectividad de los equipos.. Zammori et als (2010) plantearon una primera versión de un modelo estocástico de OEE, donde consideraron pocos factores del árbol de pérdidas. En el presente trabajo se plantea la construcción de un modelo estocástico para el OEE, en donde se incluya no sólo perdidas asociadas a los equipos sino también las pérdidas de ineficiencias operacionales y otros aspectos externos, esto permite hacer una evaluación más global del comportamiento estocástico del OEE, de esta forma se pueden hacer más análisis en detalle del comportamiento estocástico de factores específicos de pérdidas y su impacto en el OEE.. 2.

(12) Descripción de la Investigación. 1. DESCRIPCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN. Este capítulo describe el problema, la justificación, la hipótesis, el objetivo general y específicos de la investigación. Además del esquema a desarrollar en la investigación propuesta, de un Modelo Estocástico para la medida de desempeño de las plantas industriales llamado OEE – Eficiencia Global de los equipos.. Para ello se formulan los objetivos que contribuyen al marco del desarrollo de la investigación, fundamentando ésta en el estado del arte del OEE como medida de desempeño, desde el punto de vista del Mantenimiento Productivo Total (TPM), de esta forma se formula el problema y la hipótesis de investigación.. Finalmente proponer un esquema de desarrollo en el cual se enmarca inicialmente en los objetivos e hipótesis y de esta manera obtener los resultados propios de la investigación.. 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN. Las empresas industriales en nuestro país se enfrentan cada vez en entornos de mayor competitividad, con la entrada en vigencia de varios TLC (tratado de libre comercio) firmado con Estados Unidos, la Comunidad Europea y ahora con Corea, la situación se hace cada vez de mayores retos lo que obliga que ellas sean más eficientes. Como lo plantea el informe. 3.

(13) Descripción de la Investigación. nacional de competitividad – 2013-2014 (Consejo privado de competitividad, 2014), Colombia se encuentra en el puesto 69 dentro de 133 países analizados, en el último cuatrienio esta situación no ha cambiado, esto se refleja en la posición competitiva en América Latina, esta situación aleja al país de cumplir con la visión establecida hace siete años en el marco del Sistema Nacional de Competitividad e Innovación (SNCel), de que “al año 2013 Colombia va a ser uno de los tres países más competitivos de América Latina”. Mientras que en el 2006 cuando se determinó dicha visión- el país ocupaba el quinto lugar en América Latina, en 2014 ocupa el séptimo puesto. Ahora con la coyuntura actual de la economía mundial, donde se presenta la desaceleración de la economía más grande del planeta China, la reducción drástica y vertiginosa de los precios del petróleo, trayendo consecuencias muy importantes a nuestro país que es el crecimiento de la tasa de cambio, haciendo que en menos de un año se sobrevalore el precio del dólar con respecto al peso colombiano en casi un 20%, el panorama para las compañías sea un poco dramática.. Bajo estas circunstancias las compañías industriales en nuestro país, tienen que establecer estrategias para ser competitivas y lo importante ser más eficientes para lograr esta meta de competitividad planteada, y poder enfrentar los retos que le imponen el entorno económico actual. Esto ha obligado que muchas compañías tengan que implementar estrategias para alcanzar excelencia operacional, es decir, ser más eficientes en la utilización de los recursos y al mismo tiempo con menores costos y mayor productividad. Han sido muchas las estrategias que se han implementado para lograr esta excelencia, como Lean Manufacturing, la estrategia Seis Sigma o los programas TPM (Mantenimiento Productivo Total), pero cualquiera que sea la estrategia, la principal acción que se debe adoptar es el pensamiento de eliminación o reducción de pérdidas dentro de la organización, porque será la única forma que la organización pueda generar un valor agregado, reducción de costos y así estar en una posición competitiva. Por lo tanto, las organizaciones deben implementar sistemas de medición más eficientes, robustos y que realmente midan su eficiencia. Una de las medidas para lograr este objetivo es el llamado OEE (Overall Equipment Efficiency) o Eficiencia Global de Equipos (Líneas de producción), pero el objetivo no es solo tener esta medición robusta de la eficiencia de los procesos o de las máquinas, es disponer de una. 4.

(14) Descripción de la Investigación. herramienta que permita analizar y tomar decisiones, es decir, poseer una estrategia de análisis y toma de decisiones eficientes. Lograr esto implica que la forma de medición sea lo suficientemente detallada, sin fallos y robusta, de esta forma poder tomar decisiones que sean las prioritarias y estratégicas, de forma centrar el esfuerzo de mejora de los procesos, solucionar problemas que sean de alto impacto y especialmente que permita reducir las pérdidas de mayor efecto, y de esta manera impactar donde se quiere reducción drástica de los costos.. La implementación de este indicador de eficiencia, está afectada directamente por variados factores asociados a:(i) la complejidad del procesos donde se está registrando la información;(ii) el sistema de información que se tiene para la captura y su análisis; (iii) la tecnología disponible para la captura de la información, en caso de no disponer sistemas automáticos o computarizados para la captura se depende directamente de la cultura y disciplina que tiene los operadores o responsables de capturar y procesar la información;(iv) la sensibilización por parte de la supervisión y de la dirección de la gestión óptima de esta información.. Muchas de las empresas que han implementado la medición del OEE, lo hacen con demasiadas deficiencias especialmente en la medición; pero quizás el aspecto más importante, es el hecho que se maneje como un KPI (Key Performance Indicator) - indicador clave de desempeño más dentro de la organización. Este indicador de desempeño de excelencia es totalmente subutilizado; no se le saca la mayor cantidad de provecho y no se utiliza como lo que es una herramienta robusta de análisis y toma de decisiones, esto es debido a que normalmente no se entiende lo que está dentro del indicador y su completa caracterización. Las personas dentro de la dirección, normalmente no tienen un conocimiento profundo de su funcionamiento y lo más importante de su caracterización.. El OEE es un indicador que es muy dinámico, él está siendo afectado por eventos de diferente naturaleza: los eventos programados y los no programados o imprevistos.. 5.

(15) Descripción de la Investigación. Generalmente, los eventos que son programados son gestionados para que tengan un efecto controlado sobre el proceso, pero los eventos no programados son todos imprevistos por lo tanto son aleatorios, están siendo afectados por unas causas o múltiples causas interactuantes, que afectan directamente a la eficiencia del proceso. Debido a su naturaleza aleatoria el comportamiento del indicador OEE es completamente estocástico, pero por lo general dentro de las organizaciones no les hace un tratamiento con esta visión y enfoque. El no hacer un análisis estocástico al indicador, se puede estar perdiendo la posibilidad de hacer análisis más profundos y robustos, así con la posibilidad de utilizar metodologías como simulación para tomar decisiones de mayor impacto y realizar análisis más estructurados.. 1.2 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Dentro de la filosofía Lean así como la estrategia TPM y en los entornos de procesos de alta eficiencia, se hace necesario tener indicadores que midan esta eficiencia. En Japón desde la década de los años 1960s se desarrolló el indicador de Eficiencia Global de Equipos (OEE-Overal Efiency Equipment), que fue propuesto por Nakajima (1988) dentro del entorno del TPM. Este indicador se ha venido usando en sin número de industrias que han aplicado metodologías de mejora, optimización y eliminación de pérdidas tales como Lean Manufacturing y el TPM. Este indicador de eficiencia no se está utilizando apropiadamente, existen varias formas de definirlo, por lo tanto hace que su interpretación no sea la más correcta y apropiada.. La eficiencia global de equipos OEE, de acuerdo como lo planteo Nakajima (1988), está definida en términos de la utilización óptima del tiempo que los equipos y los recursos están disponibles para producir. El OEE se define como el producto de tres indicadores:. 6.

(16) Descripción de la Investigación. OEE = Disponibilidad × Rendimiento × Calidad. (1). De esta forma la Disponibilidad es la proporción del tiempo que el proceso o equipo es productivo con respecto al tiempo total disponible, la disponibilidad está siendo afectada por las paradas que tienen el proceso o equipo así: D = Disponiblidad =. Tiempo productivo Tiempo Total disponible. (2). Por otro lado, el Rendimiento conceptualmente es la fracción de producción real que se produce en el tiempo productivo, con respecto a la producción teórica, el rendimiento está siendo afectado por las reducciones de velocidad y las pequeñas paradas (menores de 10 minutos) que sufre el equipo, de esta forma se define así:. R = Rendimiento =. Producción real Producción teórica. (3). Y el índice de calidad, conceptualmente es la fracción de todas las unidades reales producidas que son conformes, es decir se le resta las unidades no conformes o defectuosas, de esta forma:. C = Calidad =. Produccion real − Produccion No Conforme Produccion real. (4). Dentro del modelo TPM, estos indicadores están definidos en términos del tiempo, porque el OOE se entiende como utilización máxima de los recursos a través de la utilización máxima del tiempo disponible del equipo. De ésta forma se puede definir la disponibilidad, el rendimiento y la calidad como lo muestra el figura 1, en la cual se ilustra cómo las componentes del OEE se expresan en términos del tiempo (esta se ampliara en el capítulo. 7.

(17) Descripción de la Investigación. 2).A lo largo de ésta investigación éste es el enfoque se utilizará. De esta forma el OEE podemos definirlo en una forma más sencilla, en términos del tiempo:. Dónde: TDO = Tiempo Total Disponible de Operación TOE = Tiempo Efectivo de Operación TPO = Tiempo de Parada de Operación TPR = Tiempo de pérdida de rendimiento TPQ = Tiempo de pérdida de calidad. Figura 1. Definición de OEE de acuerdo al modelo TPM (Fuente: Suzuki, 1994) El OEE es una medida muy variable y dinámica que es afectada por múltiples factores, asociados a los tres elementos que la componen: en la disponibilidad por todos los tipos y causales de paradas tanto programadas como no programadas; en el rendimiento las continuas fluctuaciones de velocidad, así como el control de las micro paradas, que presentan las líneas; y en la calidad del producto final, todos los aspectos asociados y causales de no. 8.

(18) Descripción de la Investigación. conformidades. Por esta razón, su cuantificación depende de la definición y conceptualización de todos estos factores en detalle. La experiencia, muestra que el comportamiento del OEE depende directamente de la forma como se definan cada uno de estos factores, y se gestionen. Gouvea & Pimheiro (2002), analiza los usos y abusos del OEE como medida de efectividad global, plantea que dependiendo de cómo se defina, se utilice y como se interprete, se tendrá una medición diferente y esto afecta a la medición del aumento, porque éste aumento se refleja en reducción de pérdidas y en particular en los tiempos de paro, de pérdida de rendimiento y de calidad. Este indicador se maneja de una forma determinista, pero en realidad es una medición estocástica, y él fluctúa de acuerdo a las múltiples fuentes de variación del proceso.. La gestión del OEE está focalizada en eliminar o minimizar las perdidas por paradas (programadas y no programadas), las perdidas por rendimiento y las pérdidas de calidad, de esta forma se busca incrementar el OEE. En la práctica cómo se desarrollan estas mejoras se hacen a través de la identificación de las causa que producen las pérdidas y que afectan la efectividad, y a partir de allí se plantean mejoras con las cuales se esperan reducir (o eliminar) estas pérdidas, pero debido a las fluctuaciones que tiene el OEE, es posible no se observe una mejora significativa, en ocasiones no se observa una mejoría en el promedio, pero si se pueden tener efectos en dispersión.. Lo anterior, sugiere que es importante disponer de un modelo estocástico del OEE, de esta forma, es posible cuantificar la mejora no solo en promedio sino en reducción de dispersión, lo cual se refleja en los procesos de estandarización de las mejoras. Disponer de un modelo estocástico, permite que se puedan evaluar propuestas de mejora a través de la simulación del comportamiento de la efectividad y del OEE.. 9.

(19) Descripción de la Investigación. 1.3 OBJETIVOS A continuación se presentan los objetivos que se pretenden lograr una vez se termine la investigación propuesta de análisis del OEE.. 1.3.1 Objetivo General. Proponer, desarrollar y aplicar un modelo estocástico del OEE, que pueda evaluar no solo el comportamiento promedio, sino también la variación, permitiendo obtener un análisis más detallados y robusto de la eficiencia de los procesos y equipos.. 1.3.2 Objetivos Específicos.  Analizar la estructura del árbol de pérdidas bajo el modelo TPM, para priorizar las pérdidas que más afectan a la efectividad global de los equipos.  Formular un modelo Estocástico práctico del OEE y caracterizarlo completamente.  Validar el modelo propuesto con datos reales.  Mostrar el uso y aplicaciones prácticas del modelo estocástico propuesto.. 10.

(20) Descripción de la Investigación. 1.4 HIPÓTESIS. La hipótesis de la investigación se relaciona con los aspectos a confrontar de la investigación frente al comportamiento incierto que presenta el indicador de efectividad de los procesos y equipos OEE. “El describir y capturar el comportamiento estocástico del OEE permite caracterizar mejor la eficiencia de los procesos y equipos, logrando obtener información más robusta para tomar mejores decisiones”. 1.5 METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN. La investigación que se desarrolla en el presente trabajo es aplicada, de tipo explicativo y experimental. En ella se pretende explicar los comportamientos estocásticos que se tienen en el desempeño de los procesos y equipos industriales, a través de un modelo matemático el cual se valida a través de la aplicación en un caso particular, además se explica y se hacen análisis más profundos del comportamiento de la eficiencia de los procesos a través de la simulación estadística (bootstrap).. La investigación planteada, se desarrolló bajo la siguiente metodología de trabajo:. Fase I: Caracterización del OOE Esta fase se desarrolla partiendo del análisis del estado del arte de la medición de la eficiencia de los equipos y procesos industriales. Se hizo un análisis detallado de las pérdidas industriales y del Mantenimiento Productivo Total (TPM), que sirve como marco de referencia del análisis del OEE. También se hace una caracterización del OEE como una medida robusta de eficiencia, y de su importancia para la toma de decisiones con el fin de eliminar las pérdidas de los procesos.. 11.

(21) Descripción de la Investigación. Fase II: Construcción del modelo teórico Se construye el modelo matemático que permite explicar el comportamiento estocástico de la medida de la eficiencia OEE. Partiendo de unas premisas y supuestos que van a ser validados.. Fase III: Aplicación del modelo. La aplicación del modelo se realizó en un caso particular usando datos reales, de un proceso farmacéutico, específicamente en una línea de blisteado (empaque de tabletas o capsulas farmacéuticas). A partir de ésta aplicación se encontró que el modelo teórico en realidad uno de los supuestos teóricos no se cumple, por esta razón se formula un modelo restringido.. Fase IV: Consideraciones prácticas del modelo En ésta fase se hace algunas consideraciones para el uso del modelo en forma práctica a través del análisis robusto de la eficiencia y toma decisiones. 1.6 ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO. El presente trabajo está organizado en las siguientes secciones: Formulación de la investigación, el Estado del arte, Desarrollo de la investigación y conclusiones. El desarrollo se hizo en cinco capítulos, que están organizados así: Formulación de la investigación: Esta fase está desarrollada a lo largo del capítulo 1, en el cual se hace el planteamiento del problema y se justifica la investigación, se plantean las hipótesis y los objetivos del proyecto, y finalmente se plantea la metodología desarrollada dentro de la investigación. Estado del Arte: Esta fase es desarrollada a lo largo del capítulo 2 dónde se hace una revisión del estado del arte de: Las pérdidas y el Mantenimiento Productivo Total (TPM), la caracterización del OEE y algunos aspectos administrativos del OEE.. 12.

(22) Descripción de la Investigación. Desarrollo de la Investigación: Se desarrollan a lo largo de los capítulos 3 y 4. Específicamente, en el capítulo 3 se describe el modelo matemático propuesto, donde se analizan sus características y ventajas. En el capítulo 4 se muestra la aplicación práctica del modelo propuesto analizando un proceso de blisteado en industria farmacéutica y a partir de allí se planean algunas mejoras.. Conclusiones. Esta fase se desarrolla a lo largo del capítulo 5, dónde se hacen algunas consideraciones prácticas para el uso y la aplicación del modelo en condiciones de operación normal, y se establecen algunas aplicaciones para la toma de decisiones, finalmente se plantean conclusiones y recomendaciones.. 13.

(23) Descripción de la Investigación. 2. ESTADO DEL ARTE. En este capítulo se van a dar los conceptos básicos de Mantenimiento Productivo Total – TPM, el cual sirve de marco de referencia para el OEE. Además se presenta un análisis exhaustivo de las pérdidas de los procesos productivos, se describe la importancia de las pérdidas en la medición de la eficacia global de los procesos.. Se hace una caracterización completa del OEE y las métricas que la comprenden. Se hace un análisis de la importancia del OEE dentro de los procesos de excelencia operativa. Se hacen algunas consideraciones acerca de la medición del OEE y como esta toma de datos influye en el análisis y la toma de decisiones finales.. 2.1 INTRODUCCIÓN. Cuando se habla de eficiencia de líneas de producción y de procesos, es obligado hablar de Mantenimiento Productivo Total – TPM, debido a que fue en Japón que se desarrolló la métrica OEE, dentro del entorno del TPM. El gran objetivo del TPM es la eliminación de las pérdidas que afectan a la eficiencia de los procesos, todo está fundamentado en el gran objetivo de la Excelencia Operacional, reducción y eliminación de las pérdidas en todos los procesos de la organización, que al mismo tiempo es el objetivo del pensamiento Lean (Jones & Womack, 2003). El concepto de pérdidas (despilfarros) lo formalizó Tiichi Ohno (1912-1990) ingeniero y presidente de Toyota, quien estructuró el Sistema de Producción de Toyota (TPS – Toyota 14.

(24) Descripción de la Investigación. Production Systems), y fue un enemigo feroz de los despilfarros e identificó los siete despilfarros fundamentales (Taiichi Ohno, 1991), que posteriormente se ampliaron a 16. El TPS y el TPM están fundamentados en la eficiencia a través de la eliminación de las pérdidas y/o despilfarros, debido a esto se formularon las métricas asociadas a la eliminación de las pérdidas, y la principal es el OEE.. 2.2 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL - TPM.. El TPM también llamado Total Productive Management, es cada vez más utilizado en el mundo industrial y especialmente en los países de América Latina. Este hecho es debido a los resultados sorprendentes que han tenido las empresas que lo han implementado, en el mayor de los resultados se puede duplicar la productividad y/o reducir los costos en un 30% o más. TPM es un sistema de gestión, es una estrategia que identifica y elimina las pérdidas de los procesos, que maximiza la utilización de los activos, y garantiza la creación de productos y servicios de alta calidad y costos competitivos.. El TPM más allá de ser una estrategia o un modelo de gestión de los procesos productivos implica un cambio cultural en la empresa tanto a nivel operacional como de dirección, de esta forma el TPM se orienta hacia el crecimiento de la organización mediante el mejoramiento de la capacidad productiva desarrollando la capacidad operacional de la mano de obra (Cuatrecasas & Torrel, 2010).. El concepto TPM en realidad es el mismo mantenimiento productivo desarrollado en EUA, que fue modificado, mejorado e intensificado para adaptarlo al entorno industrial Japonés, hace más de 50 años Japón introdujo los conceptos de mantenimiento preventivo (PM) ya existente en Estados Unidos y los conceptos como OBM (mantenimiento basado en los operadores) empleado por General Electric, desde la década de los 1970s, el TPM definido. 15.

(25) Descripción de la Investigación. como el mantenimiento productivo realizado por todos, fue puesto en práctica en Japón inicialmente por Nippondenso Co, proveedor de Toyota en 1969 (Arciniegas, 2010).. Por otro lado, Seiichi Nakajima considerado el padre del TPM fundador del Instituto Japonés de Mantenimiento de Planta (JIPM), es el que ha recibido el crédito de la definición de los conceptos del TPM y de haberlo implementado en cientos de plantas en Japón, durante los 1970s, Nakajima apoyado del liderazgo de Shigeo Shingo ingeniero de producción de Toyota (desarrollador del TPS – Sistema de Producción de Toyota) introdujeron el concepto de cero paradas y cero defectos con la técnica TPM describiendo la metodología para garantizar la confiabilidad de equipos dentro del proceso productivo, los libros y artículos de Nakajima así como otros autores japoneses y americanos comenzaron a aparecer a finales de 1980s y en 1990 se desarrolló la primera conferencia sobre TPM en Estados Unidos (Giraldo, 2008).. Figura 2. Evolución del Mantenimiento hacia el TPM (fuente: Rey Sacristán, 2008). TPM evolucionó del concepto del involucramiento de todos los miembros de la compañía en las actividades de mantenimiento Preventivo (PM) a lo que hoy se conoce Dirección productiva total (Total Producitive Managment) (Cuatrecas y Torrel, 2010). La evolución del mantenimiento hacia el TPM se muestra en la figura 2 y este se dio en cuatro 16.

(26) Descripción de la Investigación. fases, que Rey Sacristán (2008)las llamó generaciones: En la primera generación, que se dio antes de 1950, se caracterizó por aplicar un mantenimiento de reparación (correctivo), basado exclusivamente en la reparación de averías; la segunda generación, se dio a partir de 1950, donde se establecen las bases del Mantenimiento Preventivo, un nuevo enfoque que busca por encima de todo la rentabilidad económica, en base a maximización de la producción. Establecen funciones de mantenimiento orientadas a detectar y/o prever posibles fallos antes de que sucedan. También, en esta generación se aumenta el grado de planificación y aparece el concepto de Mantenimiento Preventivo basado en el Tiempo (MBT), que trata de planificar las actividades de mantenimiento de forma periódica, sustituyendo en el momento adecuado las partes que se prevean para garantizar su buen funcionamiento; La tercera generación aparece el mantenimiento basado en las condiciones (MBC) donde se planifica el control a ejercer sobre el equipo y sus partes, para asegurar que reúnan las condiciones necesarias para una correcta operación y se puedan prevenir posibles anomalías y la Cuarta generación, que se da en la década de 1960s, se incorpora el concepto de Mantenimiento Productivo, que abarca todos los anteriores e incluye un plan de mantenimiento para toda la vida útil del equipo.. La definición original que dio JIPM estaba orientada únicamente a las áreas de producción, pero posteriormente se extendió al resto de áreas de la empresa y fue redefinido como “Company Wide TPM” (TPM en toda la empresa). “El TPM se orienta a crear un sistema corporativo que maximice la eficiencia de todo el sistema productivo, estableciendo un sistema preventivo de pérdidas en todas las operaciones de la empresa. Esto incluye “cero accidentes, cero defectos y cero averías” en todo el ciclo de vida del sistema productivo. Se aplica a todos los sectores, incluyendo producción, desarrollo y departamentos administrativos. Se sustenta en la participación de todos los miembros de la empresa, desde la alta dirección hasta los niveles operativos. La obtención de “cero pérdidas” se alcanza a través de grupos pequeños” (Cuatrecasas, 2007).. Como se observa el TPM no solo involucra las áreas de mantenimiento, producción y calidad, sino las áreas administrativas y de apoyo, buscando permanentemente lograr cero 17.

(27) Descripción de la Investigación. accidentes, cero defectos y cero fallos del equipo a través de la gestión sobre las pérdidas. En este sentido el TPM recuerda algunos aspectos valiosos del TQM (Total Quality Management – Gerencia de Calidad Total). Como el compromiso total del equipo de dirección de la empresa, la delegación de la autoridad, un programa a largo plazo y un cambio de mentalidad y actitud hacia las nuevas responsabilidades (Arciniegas, 2010). De esta forma el objetivo del TPM es incrementar significativamente la productividad y al mismo tiempo levantar la moral de los trabajadores y su satisfacción por el trabajo realizado.. De esta forma se puede decir que el TPM permite:. •. Crear una organización que mejora continuamente los procesos.. •. Establecer una metodología para la eliminación permanente de las pérdidas.. •. Involucrar toda la cadena de valor para su desarrollo.. •. Lograr la participación de todos dentro de la empresa.. •. Orientarse al trabajo de pequeños equipos.. De acuerdo a la experiencia, los resultados alcanzados aplicando el TPM son (Cuatrecasas y Terrel, 2010): •. Elimina pérdidas que afectan la productividad. •. Mejora la confiabilidad y disponibilidad de los equipos. •. Reduce los costos de mantenimiento y producción. •. Mejora la calidad del producto final.. •. Aumenta el ciclo de vida de los equipos. •. Aumenta la capacidad de respuesta. •. Desarrolla nuevas competencias técnicas. •. Mejora la calidad del ambiente de trabajo 18.

(28) Descripción de la Investigación. •. Permite mejor control de las operaciones. •. Incrementa la moral de los trabajadores. •. Crea cultura de responsabilidad disciplina y respeto por las normas. •. Permite el aprendizaje permanente. •. Crea un ambiente de participación, colaboración y creatividad. •. Crea redes eficaces de comunicación. •. Mejora las condiciones ambientales. •. Genera cultura de prevención de accidente. •. Incrementa la capacidad de identificación de problemas potenciales. •. Elimina radicalmente las fuentes de contaminación y polución.. 2.3 PILARES DEL TPM El desarrollo del TPM se lleva a cabo enfocándose en ocho pilares, que constituyen la infraestructura de todo el sistema.. Figura 3. Los 8 pilares del TPM (Fuente: Cuatrecasas Tarrel, 2010) 19.

(29) Descripción de la Investigación. P1: Mantenimiento Autónomo. Este pilar desarrolla en las personas la capacidad para detectar y prevenir anormalidades en su equipo evitando que se transformen en problemas graves, el pilar de mantenimiento autónomo utiliza el concepto de limpieza como inspección, garantizando la óptima condición de funcionamiento y limpieza del equipo.. P2: Mejoras Enfocadas. Este pilar se concentra en la eliminación permanente de las pérdidas para lograr la máxima eficacia global de los equipos y procesos de la empresa, lo cual se desarrolla a través del trabajo de equipos interdisciplinarios que lideran el mejoramiento continuo y la eliminación de pérdidas.. P3: Mantenimiento Planificado. Este pilar busca alcanzar gradualmente, cero fallas en equipos a través del conocimiento perfecto de las fallas, la reversión del deterioro, la creación de un sistema de información, el mantenimiento preventivo y predictivo y las metodologías de análisis de fallos.. P4: Pilar de educación y entrenamiento. Este pilar desarrolla las habilidades y competencias de las personas para garantizar altos niveles de desempeño en su puesto de trabajo, a través de programas integrados de formación y lecciones de un punto.. P5: Pilar de seguridad, Higiene y Medio Ambiente. Este pilar crea un sistema de gestión integral de seguridad y medio ambiente que permite lograr cero accidente y contribuir a prevenir los riesgos que podrían afectar la integridad de las personas o generar efectos negativos al medio ambiente.. P6: Pilar Mantenimiento de la calidad. Este pilar tiene como propósito establecer las condiciones del equipo en un punto donde el “cero defectos” es factible. El pilar de la calidad busca identificar los puntos de chequeo para todas las condiciones de equipos y procesos que afectan al producto, con el fin de tomar las acciones apropiadas. 20.

(30) Descripción de la Investigación. P7: Pilar de control inicial. Este pilar busca el desarrollo de equipos con ingeniería altamente fiable, amigables de operar y mantener. Busca además de fabricar productos libres de pérdidas y defectos durante el tiempo de vida útil del equipo.. P8: Pilar Administrativo. Este pilar busca reducir las pérdidas que se producen en todas las actividades no involucradas en el equipo productivo (planificación, desarrollo, administración, etc.), aunque no producen un valor directo como producción, facilitan el apoyo para que el proceso productivo funcione eficientemente. Este pilar ayuda a evitar las pérdidas de información, coordinación precisión, etc.. Los pilares como su nombre lo dice, permiten darle una estructura a todo el programa y sistema de TPM, ellos también permiten soportar el sistema de gestión del programa, para que sea sostenible.. 2.4 PRODUCTIVIDAD, EFICIENCIA Y EFICACIA Es importante precisar los tres conceptos más utilizados dentro del entorno de TPM y Lean productividad, eficiencia y eficacia. Frecuentemente ellos se usan de manera genérica y se confunden su significado y aplicación.. 21.

(31) Descripción de la Investigación. Figura 4. Productividad, eficiencia y eficacia (Fuente: Stamatis, 2010). Toda línea de proceso produce salidas a través de la transformación de las entradas. Por ejemplo, en una planta de autopartes, el acero (entrada) es transformado en puertas para carros (salida), sin embrago, el acero no es la única entrada, se requiere mano de obra y energía entre otros. Considerando este enfoque, el concepto de productividad se puede entender como la relación entre la salida y la entrada (por ejemplo, número de puertas por operador). La eficacia es la relación entre la salida actual y la salida de referencia, mientras la eficiencia es la relación entre la entrada actual y la entrada de referencia, la figura 4 ilustra estos tres conceptos.. De los tres indicadores, desde el punto de vista de costos de producción el más importante es la eficiencia porque impacta directamente sobre los costos de producción, es decir mide como se están utilizando los recursos dentro de la línea de proceso, de acuerdo a la salida planeada. Desde el punto de vista el desempeñode lalínea de proceso, la productividad es importante por quecompara la salida y la entrada, complementando la eficiencia.. 22.

(32) Descripción de la Investigación. 2.5 LAS PÉRDIDAS EN LOS PROCESOS PRODUCTIVOS Uno de los aspectos más importantes en la optimización de los procesos industriales es la eliminación de las pérdidas. Las pérdidas están relacionadas directamente con la eficiencia de la producción. Como lo plantea Suzuki (2000), la eficiencia de las líneas de producción depende directamente de la forma como se utilizan los equipo, las materias primas, las personas y los métodos. La eficiencia de la utilización de todos los recursos se logra cuando se pueden eliminar las pérdidas o al menos minimizarlas.. Como se define, productividad es la relación entre lo producido y los recursos empleados para producir, la eficiencia clásica de los procesos industriales se asocia a la productividad, se plantea que con los mismos recursos se producen más obteniendo mayor productividad y por tanto mayor eficiencia; este fue el modelo planteado por Ford, y fue válido durante la postguerra de la segunda guerra mundial, cuando se planteó la estrategia de producción en masa y garantizar la productividad en términos de la economía de escala.. Este paradigma fue valido, hasta cuando en la década de 1980s los Japoneses invadieron los mercados con productos diferenciados y con alto valor para el cliente, donde ya no se podía producir en masa con poca diferenciación e innovación, esto hizo que la ventaja que daba la economía de escala se perdiera, porque se fabricaban en mayor número pero diferenciados (mass constumization – productos personalizados), por tanto la ecuación de productividad se vio afectada, y se planteó que la eficacia asociada a la productividad, debía obtenerse reduciendo el denominador, es decir utilizar menos recursos, y allí apareció el concepto de utilizar los recursos con mayor valor, y se obtuvo la idea y los fundamentos de la filosofía Toyota, que Womack y Jones (1993) en su libro la máquina que revoluciono el mundo, plantearon como la pérdida (muda), Toyota desarrolló su fuerza competitiva, alcanzando altos niveles de eficacia, simplemente eliminando las pérdidas en todos los procesos operacionales y que posteriormente ellos lo denominaron el pensamiento Lean (1997).. 23.

(33) Descripción de la Investigación. 2.5.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS PÉRDIDAS El pensamiento Lean, hizo que las organizaciones se enfocarán enser más eficientes simplemente optimizando la utilización de los recursos y al mismo tiempo eliminando las pérdidas de la organización y allí basó la filosofía TPM, la maximización de la eficacia de la producción, minimizando o eliminando las pérdidas. Como lo planteó Womack y Jones (1997) las pérdidas deben ser caracterizadas y ellos plantearon el modelo de las grandes pérdidas, que las clasificaron en:. A. Pérdidas de eficiencia de los equipos y procesos (en la sección 3.1 explica el significado de aleatoriedad) A1. Perdidas de los equipos •. Fallos de equipos (averías). •. Cambios de producto. •. Reproceso. •. Ajustes de producción. •. Fallos de proceso. •. Paradas programadas. •. Ajustes por reducción de velocidad y eficiencia. A2. Pérdidas de proceso •. Esperas. •. Exceso de movimientos. •. Exceso de transportes. •. Sobreproducción. •. Actividades innecesarias. 24.

(34) Descripción de la Investigación. •. Inventarios. •. Defectos de calidad. A3. Pérdidas de materia prima •. Desperdicio técnico MP. •. Desperdicio innecesario de MP. •. Desperdicio por rechazos de calidad. •. Reproceso de MP. •. Desperdicios de MP por planeación. A4. Pérdidas de insumos y energéticos •. Sobre consumo de insumos. •. Sobreconsumo de Energéticos. •. Paradas de proceso en vacío (siguen consumiendo energía). A5. Pérdidas de mano de obra •. Exceso de operarios en línea. •. Pérdida de tiempo por control. •. Falta de flujo de producción. •. Desorganización de la línea. •. Medición y ajustes de proceso. Todas estas pérdidas son fuentes de ineficiencia de los procesos, desde el punto de vista del TPM solo se centra en el primer grupo, las pérdidas de las eficiencias de los equipos y los procesos. Nakajima (1991) resume estas pérdidas en ocho y las considera las más importantes y relevantes, y a partir de ellas definió el OEE.. 25.

(35) Descripción de la Investigación. Las ocho principales pérdidas de una planta son:. 1. Paradas programadas 2. Ajustes de la producción 3. Fallos de los equipos 4. Fallos de proceso 5. Pérdidas de producción normales 6. Pérdidas de producción anormales 7. Defectos de calidad 8. Reprocesamiento. A continuación se hace una descripción conceptual de cada una de estas principales pérdidas que afectan la eficiencia global de los procesos y equipos.. 1. Pérdidas por paradas programadas. Es el tiempo perdido para realizar actividades que agregan valor. Estas son de dos tipos, aquellas paradas programadas donde no se tienen recursos programados (personas, insumos, materia prima), estas se les llaman paradas planeadas no operacionales. Y el segundo tipo de paradas programadas, son las ocurren dentro del tiempo programado de producción, donde se están utilizando recursos, ellas están asociadas a actividades que no agregan valor pero que son indispensable hacerlas. Algún ejemplo de éstas son: las paradas programadas para limpiezas o inspecciones, los tiempos para realizar cambios de turno, paradas por reuniones u otro tipo de actividades como simulacros. También se pueden considerar aquí las paradas para comida, refrigerios o pausas activas.. 26.

(36) Descripción de la Investigación. 2. Pérdidas por ajustes de producción: Ellas corresponden al tiempo que se pierde en los cambios de los suministros o la demanda requiere ajustes en los planes de producción. Es importante notar, que estas pérdidas no aparecen si todos los productos que se fabrican pueden venderse de acuerdo al plan. Los ajustes de producción y la planeación de esta se basan en factores como la demanda, los inventarios o factores externos como problemas logísticos, todos ellos pueden ser inevitables para la empresa, sin embargo la empresa puede minimizar las pérdidas tratando de minimizar todas las demás pérdidas, tratando que la calidad se mejore y se reduzcan los costos, de esta forma se puede reactivar la demanda, mejorando la línea de productos y desarrollando nuevos productos. Esto naturalmente incrementará la eficiencia global de la planta.. 3. Pérdidas por fallos en los equipos: Esta corresponde al tiempo perdido cuando en una planta o línea de producción el equipo pierde inesperadamente sus funciones específicas. Quiere decir, que debido a alguna causa se generan pérdidas de sus funciones ya sean en tiempos cortos o por intervalos de tiempo relativamente largos, no se producen productos con la calidad y el rendimiento deseado. Existen dos tipos de fallos de equipos, aquellos donde se pierden completamente las funciones a causa de averías, que obliga a interrumpir la operación, suspendiéndola hasta que se logra recuperar las condiciones normales y las fallas de los equipos que habiendo perdido su función no se debe interrumpir la operación del mismo, puede ser por problemas de calidad, o por el funcionamiento del mismo, no es el ideal para producir productos de calidad o sin desperdicio de materia prima, de material de empaque o de insumos necesarios para producirlos. En tal caso el equipo o la línea de proceso rinde por debajo de lo previsto.. 4. Pérdidas por fallos de proceso: Corresponde al tiempo perdido en la planta o la línea de proceso debido a desajustes de parámetros, fallos operacionales, u otro factor externo a los equipos. Estos fallos corresponden a eventos inesperados que generan paradas del proceso, que requiere una intervención del mismo, para recuperar las 27.

(37) Descripción de la Investigación. condiciones de operación, algunos de estos eventos están asociados a las condiciones de la materias primas, o su suministro, fallos operacionales debido a errores o sistemas de control, o parámetros fuera de control. También aquí se incluyen eventos asociados a controles preventivos, por ejemplo las obstrucciones por falta de limpieza o atascamientos de tuberías. Los fallos de proceso decrecerán solo cuando se bloqueen sus fuentes. Estos problemas deben distinguirse y tratarse por separado de los fallos súbitos del equipo.. 5. Pérdidas de producción normales en tiempo productivo: son las pérdidas de rendimiento que ocurren durante la producción normal en el arranque, parada y cambio de formatos o herramientas o de insumos. La tasa de producción estándar no puede lograrse durante el período de arranque por el calentamiento de los equipos, los periodos de enfriamiento anteriores a una parada, durante los tiempos de cambio de alguna componente o herramienta (la cuchilla en la cizalla) o insumo (rollos, empaques), cuando la producción cambia de un producto a otro. Los descensos de producción que ocurren en estos tiempos deben tratarse como pérdidas. El tiempo que toma en el alistamiento o calentamiento de una línea después de una parada para mantenimiento u otra parada programada (desde el momento del arranque hasta que se produce productos aceptables) es tiempo perdido. Esta pérdida puede minimizarse introduciendo en forma sistemática procedimientos y técnicas de arranque vertical.. 6. Pérdidas de producción anormales: son las pérdidas de rendimiento que se producen cuando la planta o línea de proceso rinde por debajo de su estándar como resultado de mal funcionamiento u otras condiciones de operaciones anormales que interfieren en su funcionamiento y condiciones de operación. La capacidad global de una línea se expresa mediante la tasa de producción estándar. Cuando la línea funciona a una tasa inferior a la estándar, la diferencia entre ésta y las tasas de producción reales es la pérdida de producción anormal. Estas pérdidas están asociadas a eventos donde se reducen o tiene muchas variaciones anormales de la velocidad de operación de la línea, 28.

(38) Descripción de la Investigación. estas pueden estar asociadas a factores exógenos o interactuantes del funcionamiento de los equipos, tales como: reducción de velocidad para lograr las condiciones de calidad final, debida a calidad deficiente de los materiales, o condiciones de operación básica de los equipos, falta de limpieza o desajustes de los mismos. También se consideran estas pérdidas de rendimiento de los micros parados que tiene el proceso debido a ineficiencias operacionales como pequeños y recurrentes atascamientos.. 7. Pérdidas por defectos de calidad: Esta se relaciona con el tiempo perdido en la producción de productos rechazados no conformes, las pérdidas de los desechos o materiales no recuperables, además del tiempo perdido se incluyen estas pérdidas a las financieras por pérdidas de material que ha sido transformado y que están fuera de la especificación y que no son recuperables ni reprocesados.. 8. Pérdidas de reprocesamiento: son las pérdidas producidas por el reciclaje de material rechazado que debe volver a un proceso previo para convertirlo en aceptable. Estas pérdidas están asociadas a los desperdicios que se generan durante el proceso, debido a las condiciones técnicas de operación tales como: materia prima que queda dentro de los equipos o tuberías que sin procesarse ni transformarse se deben utilizar por las condiciones de diseño e ineficiencias de operación, también son los materiales que se pierden por que se diluyen y se van por los desagües junto con los insumos de producción con vapor y agua que se usa para refrigeración, en caso de materiales que son en polvo que se van por los ductos de extracción de aire, u otros que cae al piso que en el caso de alimentos se contaminan y no pueden utilizarse inmediatamente, sin antes reprocesarlos.. 29.

(39) Descripción de la Investigación. 2.5.2 ÁRBOL DE PÉRDIDAS. Uno de los aspectos más importante para poder lograr una mayor eficiencia de las plantas y líneas de proceso es tener un registro de las pérdidas, que se incurren durante la operación. Por esto se hace muy importante tener una base de datos dónde se registren las pérdidas en la métrica específica de su medición:. •. Las paradas se registran como el tiempo de duración de la parada. •. La pérdida de rendimiento se registra la velocidad real a la que desarrolla la operación o los tiempos de micro paradas.. •. Pérdidas de calidad se registra el número de unidades no conformes o rechazadas. •. Pérdidas de Materia prima se registra los kilos de MP que se desperdicia o su merma. •. Pérdidas de Insumos se registra los kilos o galones de sobre consumo. •. Pérdidas de Energéticos se registra el sobre consumo.. Algo muy importante, de éste registro; es realizar la gestión completa de las pérdidas y garantizar la eliminación o por lo menos la minimización de sus efectos, también tener registro de sus causas, porque con ellas se puede hacer una gestión proactiva de las pérdidas. 30.

(40) Descripción de la Investigación. Figura 5. Tipos de árbol de pérdidas (Fuente: www.ceroaverias.com) Entonces se hace necesaria la construcción del árbol de pérdidas. El árbol de pérdidas es una herramienta de gestión que permite visualizar las pérdidas en forma caracterizada por su tipología, normalmente la tipología está asociada a la forma como se diagnostica y los factores que la generan, por esta razón en el árbol de pérdidas se presentan las pérdidas clasificadas de acuerdo a su naturaleza y caracterización. La figura 5 Muestra los tipos de árboles de pérdidas, en una industria de proceso o de manufacturación se debe tener en cuenta la construcción del árbol de pérdidas. Cuando se tienen organizadas y caracterizadamente las pérdidas se pueden pensar en implementar mejoras eficaces, por tanto es necesario registrar la tipología de las causas que generan la pérdida, de esta forma se puede tener un punto de partida muy importante para implementar planes de mejora para reducir o eliminar las pérdidas.. Un árbol de pérdidas es una herramienta de gestión, que permite visualizar la estructura de pérdidas de un proceso o una planta, cuantificada en términos de la métrica como se registra y los costos generados por la pérdida. Por lo tanto, en el árbol de pérdidas se muestra la clasificación de las pérdidas (de acuerdo a su caracterización y naturaleza) y términos de sus costos. El árbol de pérdidas por lo general debe contener los causales que la generan, porque así se podrá hacer un diagnóstico y tener un control de las mismas.. En general, los causales de las pérdidas de un proceso o una planta se tienen de la siguiente naturaleza: 31.

(41) Descripción de la Investigación. •. Causas asociadas a los materiales: son todas las pérdidas relacionadas con las materias primas y/o materiales de empaque. Específicamente, la no conformidad de los materiales o la ausencia de ellos.. •. Causales asociadas al proceso: son todas las pérdidas relacionadas con la operación, los parámetros y condiciones de funcionamiento del proceso. Específicamente, parámetros de operación fuera de especificaciones (peso final o temperatura) puede generar distinto tipos de pérdidas, paradas para ajustar el proceso, productos no conformes, desperdicio de materiales, o reproceso.. •. Causales asociados a equipos: son todas pérdidas relacionadas con las condiciones básicas de operación de los equipos o las averías. Específicamente, por ejemplo los desajustes que tienen los equipos pueden generar pérdidas de calidad, desperdicio de materiales o generar paradas para realizar los ajustes, y a largo plazo pueden generar averías, o también debido a estos desajustes es posible que existan pérdidas de rendimiento porque no se puede operar el equipo a velocidad estándar.. •. Causales de gestión y/o organización: son todas las pérdidas relacionas con la ineficiencia por organización de la producción, la gestión de materiales, malas decisiones, falta de información, mala planeación. Específicamente, la falta de materiales hace que se generen paradas o esperas, se tomen decisiones que impacten en el rendimiento o generar no conformidades.. Estos causales van a tipificar y clasificar las pérdidas, por su naturaleza. En general vamos tener pérdidas de tres clases:. 32.

(42) Descripción de la Investigación. a) Pérdidas inesperadas operacionales: se relacionan con las pérdidas que ocurren inesperadamente, asociadas a causales de proceso, a los materiales, a la gestión y/o organización. Al hacer un análisis si se tienen sus causas es más fácil detectarlas para poderlas eliminar, porque están asociadas a las ineficiencias del proceso.. b) Pérdidas inesperadas de equipo: se relacionan con las pérdidas que ocurren inesperadamente, asociada a la operación o parada del funcionamiento del equipo. Normalmente los causales están asociados a averías o falta de mantenimiento a los desajustes que tiene el equipo. Estas pérdidas deben registrarse sus causales para tratar de minimizar la pérdida, no es posible eliminarlas, debido a la tecnología y condiciones de operación de los equipos.. c) Pérdidas programadas (producción normal): se relacionan con las pérdidas que ocurren en forma programada y están asociadas a actividades que no agregan valor pero que son imprescindibles realizarlas. Estas pérdidas se deben registrar y los causales que ya están definidos por naturaleza y las acciones programada a realizar, por ejemplo los cambios de producto, generan paradas y perdidas de materiales, pero ellos deben ser hechos porque es inevitable un cambio de producto, se deben registrar y el objetivo de ellos es optimizarlos, es realizar las actividades con el menor impacto.. 33.