Tecnología y productividad del grupo

La tecnología grupal atrae cada vez más el interés de los fabricantes debido a sus numerosas aplicaciones para aumentar la productividad. GT es un enfoque de fabricación que busca maximizar la eficiencia de la producción agrupando problemas o tareas similares y recurrentes. Mediante un examen detenido de las numerosas aplicaciones de GT, los autores muestran cómo ahorra tiempo, evita la duplicación y facilita la recuperación y el uso fáciles y oportunos de la información. Una parte importante de GT es el uso de un código que, como un sistema de referencia de bibliotecas, sirve de índice de las características de la fabricación, la ingeniería, las compras, la planificación de recursos y las ventas para mejorar la productividad en cada una de estas áreas.

Introducir una nueva pieza en la fabricación puede costar desde$ 1.300 a$ 12 000, incluidos los gastos de diseño, planificación y control, y herramientas y accesorios.1 Está claro que si una empresa puede reducir la cantidad de piezas nuevas que necesita, se ahorraría grandes costes. Pensemos en una empresa que normalmente lanza 2000 piezas nuevas al año. Si la empresa pudiera sustituir las piezas existentes por solo 10% de estas piezas nuevas, podría cosechar un ahorro anual que oscile desde un precio relativamente modesto$ 260.000 a una cantidad bastante sustancial$ 2,4 millones. Pero este ahorro depende de un factor fundamental: la identificación de las piezas que se pueden utilizar con o sin modificaciones para satisfacer las necesidades del diseñador. Una base de datos de fabricación de «tecnología grupal» ofrece una gran ayuda en este proceso de identificación.

La tecnología grupal (GT) es un concepto que actualmente está atrayendo mucha atención de la comunidad manufacturera. La esencia de GT es aprovechar las similitudes en las tareas recurrentes de tres maneras:

• Realizando actividades similares de forma conjunta, evitando perder tiempo al cambiar de una actividad no relacionada a la siguiente.

• Estandarizando actividades estrechamente relacionadas, centrándose así únicamente en las distintas diferencias y evitando la duplicación innecesaria de esfuerzos.

• Almacenando y recuperando de forma eficiente la información relacionada con problemas recurrentes, reduciendo así el tiempo de búsqueda de la información y eliminando la necesidad de volver a resolver el problema.

GT ofrece varias formas de mejorar la productividad, según estudios realizados en empresas de fabricación por lotes. Un alto ejecutivo del negocio de la maquinaria agrícola nos dijo: «La razón fundamental por la que adoptamos GT fue mejorar los costes y la calidad mediante la reducción de la proliferación de diseños, el tiempo de respuesta y los inventarios de trabajo en proceso, mediante la estandarización y la simplificación de la planificación de la fabricación y mediante la creación de diseños de plantas más eficientes».

En los últimos dos años, esta empresa ha ahorrado más de$ 9 millones a través de GT. Cuando se encuestó a 20 fabricantes estadounidenses que utilizaban GT, 17 de ellos indicaron que las ventajas de implementar GT igualaban o superaban sus expectativas.2

La gestión de las tecnologías de fabricación representa un componente vital de la competitividad de la industria estadounidense, que debería desempeñar un papel más importante en la formulación de los planes estratégicos.3 Para que esto suceda, la dirección general debe familiarizarse más con las tecnologías emergentes y prometedoras. En este artículo analizamos varias de estas tecnologías, todas agrupadas por tecnología grupal, e identificamos sus amplias aplicaciones en todas las áreas de las operaciones empresariales. Describimos las posibles ventajas que se pueden conseguir, así como los problemas de implementación más comunes.

El significado de la tecnología de grupo

GT es, sencillamente, una filosofía que sostiene que los directivos deben aprovechar las similitudes y lograr la eficiencia agrupando problemas similares. En la mayoría de los casos, un requisito previo para el reconocimiento de las similitudes es un sistema mediante el cual se puedan clasificar y codificar los objetos de interés (es decir, asignarles símbolos que representen la información relevante). Por analogía, los libros del catálogo de una biblioteca se clasifican y codifican de tal manera que se pueden encontrar fácilmente todos los libros escritos por un autor en concreto, que traten sobre un tema determinado o que compartan el mismo título.

En la ingeniería de diseño, las piezas se pueden clasificar por similitudes geométricas mediante códigos que contienen los atributos del diseño. El propósito podría ser recuperar todas las piezas con determinadas características, como las piezas giratorias con una relación longitud/diámetro inferior a 2. Si una de ellas se ajusta a las necesidades en cuestión, los ingenieros pueden evitar tener que diseñar una pieza nueva.

Las similitudes entre las piezas, capturadas en el código GT, pueden utilizarse de la misma manera en la ingeniería de fabricación, la fabricación, las compras y las ventas. Por ejemplo, un fabricante puede reducir drásticamente el tiempo y el esfuerzo dedicados a decidir cómo se debe producir una pieza si esta información está disponible para una pieza similar.

Una base de datos de GT es un sistema de archivo computarizado que acelera la recuperación de la información sobre las piezas, facilita el proceso de diseño, mejora la precisión de la planificación del proceso, ayuda a crear y operar las células de fabricación y mejora la comunicación entre las áreas funcionales.

Se documentó uno de los primeros usos del GT en la Unión Soviética en la década de 1940. Desde entonces, se ha implementado en muchos países de Europa y Asia, principalmente en el área de fabricación. El interés entre los fabricantes estadounidenses se arraigó a mediados de la década de 1970 y ya muchas grandes empresas (John Deere, Caterpillar, Lockheed, General Electric, Black & Decker y Cincinnati Milacron son algunas) han aprovechado GT o están planificando programas de GT.

La expansión de las capacidades de los ordenadores y la disponibilidad del software obviamente han impulsado el crecimiento de las aplicaciones de GT. Guardar y recuperar códigos de 20 o 30 caracteres es impensable sin la ayuda de un ordenador. Pero con el empleo avanzado del ordenador en cualquier área de las operaciones de producción, también surge la necesidad de codificar y clasificar como una forma de integrar las tareas e incluso las unidades organizativas. Esta es la razón por la que muchos expertos ven a GT como el eslabón perdido entre el CAD y la CAM (diseño asistido por ordenador y fabricación asistida por ordenador) y, por lo tanto, como un elemento importante de la CIM (fabricación integrada por ordenador).

Clasificación y codificación

Entre la gama de materiales que manipulan los fabricantes (materias primas, componentes comprados, piezas fabricadas, subconjuntos y artículos completos), GT se aplica principalmente a los artículos comprados y a las piezas fabricadas. Concentraremos nuestro debate en estos grupos.

Cuando los ingenieros clasifican las piezas y las asignan con atributos estrechamente relacionados a una familia concreta, pueden determinar las similitudes entre los artículos de varias maneras. Desde el punto de vista del diseño, por ejemplo, la similitud puede significar formas y dimensiones geométricas estrechamente relacionadas. Desde el punto de vista de la fabricación, la similitud entre dos piezas significa que se procesan en la fábrica de la misma o casi la misma manera. Por supuesto, las piezas que se parecen no siempre se producen de la misma manera (depende de las variaciones en las materias primas, las tolerancias, las dimensiones, etc.), mientras que las piezas que pasan por las mismas máquinas pueden tener una forma geométrica muy diferente.

Se han empleado técnicas de clasificación de piezas sencillas e informales en empresas cuya única intención era identificar familias con requisitos de fabricación similares para crear líneas o células de máquinas dedicadas. La división Langston de Harris-Intertype Corporation en Camden (Nueva Jersey), una de las primeras en utilizar GT en los Estados Unidos, tomó instantáneas en Polaroid de una de cada siete de las 21 000 piezas fabricadas. Cuando se inspecciona desde el punto de vista del procesamiento de la producción, alrededor de 93% de la muestra podría asignarse a cinco familias de piezas.4

Si bien las formas informales de agrupar las partes no son infrecuentes, el mayor potencial de GT proviene de un sistema de codificación formal en el que cada parte recibe un código numérico o alfanumérico que describe los atributos de interés. Para un uso más amplio, el código debería poder describir la pieza desde el punto de vista del diseño y la fabricación. Características como las formas externas e internas, las dimensiones y cualquier rosca, ranura y ranura que describa la forma geométrica. La forma y la química de la materia prima, los requisitos de acabado y tolerancia de la superficie, la necesidad de procesos especiales, como el tratamiento térmico, y la demanda de piezas, todos estos son atributos de fabricación. En la ilustración I se ofrece un ejemplo sencillo de una pieza codificada. Está claro que para capturar todos los atributos importantes, se necesita un gran número de caracteres.

Anexo I Ejemplo sencillo de una pieza codificada Nota: Basado en los cinco primeros dígitos del sistema de codificación Opitz

Investigadores universitarios y consultoras, y también empresas, han desarrollado numerosos sistemas de codificación en todo el mundo para su propio uso. Hay un puñado de sistemas comerciales disponibles en el mercado estadounidense. De todas ellas, muchas tienen una gama corta de aplicaciones, como la codificación de láminas de metal o únicamente piezas forjadas. Sin embargo, los sistemas modernos suelen estar informatizados y la codificación se realiza haciendo que el planificador trabaje en modo conversacional con el ordenador y responda a una serie de preguntas en la pantalla del CRT.

Una vez codificadas las piezas, sigue la clasificación, que simplemente significa la agrupación de piezas con características similares. Por ejemplo, una familia podría estar formada por todas las partes con un 2 en la tercera posición del código. Otro podría ser de esos con un 3 en la tercera posición y un 2 en la cuarta. Es fácil ver que con una longitud de código de 30 dígitos, es posible crear un número muy grande de familias.

Aplicando GT…

Aunque muchas áreas de las operaciones empresariales pueden beneficiarse de la GT, la fabricación, el área de aplicación original, sigue siendo el lugar en el que la GT se practica más ampliamente. Dos tareas importantes de la planificación de la fabricación y la ingeniería de fabricación son la programación y la planificación de los procesos. La programación de los trabajos establece el orden en el que se deben procesar las piezas y puede determinar los tiempos de finalización previstos de las operaciones y los pedidos. La planificación de procesos, por otro lado, decide la secuencia de máquinas a las que se debe dirigir una pieza cuando se fabrica y las operaciones que se deben realizar en cada máquina. La planificación del proceso también incluye la selección de herramientas, plantillas y accesorios, así como la documentación de los estándares de tiempo (tiempo de ejecución y configuración) asociados a cada operación. La planificación de los procesos puede afectar directamente a la eficiencia de la programación y, por lo tanto, a muchas de las medidas de rendimiento que normalmente se asocian a la planificación y el control de la fabricación.

… en planificación y control de la producción

Agrupar las piezas con características de fabricación similares en familias reducirá el tiempo dedicado a la configuración de las piezas y las herramientas. En la fabricación de lotes pequeños y medianos, lo más importante es reducir la configuración. Este tipo de producción de piezas normalmente se lleva a cabo en un entorno de taller en el que las máquinas de uso general se agrupan según su función, como tornos en un grupo y rectificadoras en otro. Los talleres también suelen tener inventarios elevados de trabajo en proceso, plazos de entrega prolongados y un uso extremadamente bajo y productivo del tiempo que una pieza pasa en el taller (normalmente no más de 5% del tiempo total de compra). Las siguientes son algunas de las formas en que se puede llevar a cabo la GT en la planificación de la producción.

Secuenciación de familias de piezas

La aplicación más sencilla (y muy informal) de GT en un taller de trabajo consiste en secuenciar piezas similares de una máquina. Este procedimiento, seguido a diario por los capataces en la mayoría de los talleres de máquinas, a menudo implica anular las listas de despacho formales, que se confeccionan sin tener en cuenta la eficiencia. El tiempo de configuración ahorrado al ejecutar dos o más piezas relacionadas seguidas se puede convertir en tiempo productivo. Una aplicación más sofisticada es la creación de familias de piezas (mediante el código GT) y la dedicación de las máquinas al procesamiento exclusivo de las familias. Este enfoque tiene varias ventajas. En primer lugar, hay menos flujos de material que interfieran en cada máquina. En segundo lugar, se reduce el tiempo de configuración, ya que se pueden desarrollar herramientas y accesorios comunes para procesar a todos los miembros de cada familia en la estación de trabajo. En tercer lugar, se puede mejorar la calidad de las piezas, ya que se ha reducido la variedad de piezas que circulan por la estación de trabajo.

Producción celular

La aplicación GT más avanzada consiste en la creación de células de fabricación. Una celda es un conjunto de máquinas herramienta y equipos de manipulación de materiales agrupados para procesar una o varias familias de piezas. Preferiblemente, las piezas se completan dentro de una celda. (Los japoneses utilizan mucho esas células, pero al parecer sin sistemas formales de clasificación y codificación). Las ventajas de la fabricación de células son muchas, especialmente cuando las células se diseñan con un flujo de materiales dominante y con un sistema transportador fijo que conecta las estaciones de trabajo. Una célula representa un sistema de producción híbrido, una mezcla de un taller que produce una gran variedad de piezas y un taller de flujo dedicado a la producción en masa de un producto. La prueba II ilustra la diferencia entre un taller de trabajo, basado en un diseño funcional, y un taller de telefonía móvil.

Prueba II Movimiento de piezas por un taller y un taller de telefonía móvil

La asignación del equipo a un subconjunto de piezas reducirá las interferencias, mejorará la calidad, hará que la manipulación de los materiales sea más eficiente, reducirá los tiempos de configuración y ejecución y, por lo tanto, reducirá los inventarios y acortará los plazos de entrega. Reducir los plazos de fabricación de piezas puede reducir el tiempo de respuesta a los pedidos de los clientes y, por lo tanto, reducir también los inventarios de productos terminados. Es probable que estos beneficios sean mayores con la reorganización física de la maquinaria en células.

Un fabricante estadounidense, EG&G Sealol de Warwick (Rhode Island), descubrió que después de producir 900 piezas (lo que representa unas 30% de todas las horas estándar (en la fábrica) en las celdas de fabricación, el trabajo en proceso se redujo un 20%% a 30% y la necesidad de superficie disminuyó un 15%%. Por ejemplo, Sealol producía 324 piezas en una celda con siete máquinas, mientras que antes las piezas se destinaban a 22 máquinas. Todas estas mejoras contribuyeron a un 150% aumento de la producción total.5

La dirección de Otis Engineering en Carrollton, Texas, estimó que en un momento había dedicado$ 5 millones al año en configuraciones. La magnitud del ahorro potencial la demuestra el resultado de la primera instalación de celdas de Otis, que redujo el tiempo de configuración en un 35%%.6

La fabricación de teléfonos celulares también ofrece otras ventajas. El cambio en el diseño de la fábrica tiene implicaciones organizativas y conductuales. Otis Engineering, por ejemplo, logró un uso más eficiente del personal de supervisión y los operadores de equipos ganaron flexibilidad y, por lo tanto, enriquecieron su trabajo. Otis también estableció un almacenamiento centralizado de herramientas y medidores para la celda a fin de permitir un acceso más fácil a las herramientas y una mejor programación de las herramientas.

Los gerentes pueden simplificar la planificación y el control de la producción al considerar la célula como un punto de planificación para el que se puede realizar la planificación de la capacidad y al que se pueden asignar las tareas. Las celdas suelen tener más máquinas que operadores, lo que significa que los operadores deben equilibrar la carga en la celda. Esto, por supuesto, representa una descentralización de las tareas, que requiere que los operadores manejen varias máquinas herramienta y procesos. Además, con la fabricación de teléfonos móviles, es fácil rastrear una pieza hasta su origen, lo que facilita la responsabilidad por la calidad. La dirección puede aprovechar esto asignando la responsabilidad de la inspección de calidad a los operadores de las células.

La capacidad para una mayor variedad de tareas y la necesidad de niveles de habilidad más altos son características del enfoque celular, junto con la oportunidad de trabajar en equipo y centrar el proceso de producción, desde la materia prima hasta la pieza acabada. Estas ventajas pueden aumentar la satisfacción laboral de los operadores, lo que puede traducirse en una mayor productividad y una mejor calidad.

Las células de fabricación también cambian las tareas que realizan los planificadores, programadores e ingenieros de fabricación de la producción y, lo que es más importante, alteran la función del capataz. Mientras que antes era responsable de un solo proceso, el capataz ahora supervisa la producción de una pieza completa. Esto también afecta a la responsabilidad. En un entorno de taller, siempre es posible pasar la bola culpando a otros capataces por no tener las piezas listas a tiempo. En el caso de las celdas, completarlas a tiempo pasa a ser responsabilidad exclusiva del capataz de la celda.

Al mecanizar y automatizar la manipulación de materiales y el proceso de fabricación, los ingenieros pueden crear células no tripuladas basadas en los principios de la GT. Una célula de trabajo robótica diseñada para procesar un conjunto pequeño de familias de piezas, por ejemplo, consiste en máquinas herramienta controladas por ordenador ubicadas alrededor de uno o más robots de manipulación de materiales. Como no hay una secuencia de máquina fija, este tipo de célula puede ser muy flexible. Una célula un poco menos flexible y, a menudo, mucho más grande, diseñada para volúmenes más altos y piezas más especializadas, se denomina sistema de fabricación flexible.

… en la planificación de procesos

Algunos de los mayores aumentos de productividad se han registrado en la creación de planes de proceso que determinan cómo se debe producir una pieza. Con la planificación de procesos asistida por ordenador (CAPP) y GT, es posible estandarizar dichos planes, reducir el número de nuevos y almacenarlos, recuperarlos, editarlos e imprimirlos de forma muy eficaz.

La planificación de procesos normalmente no es un procedimiento formal. Cada vez que se diseñe una pieza nueva, un planificador de procesos analizará el dibujo y decidirá qué máquinas herramienta deben procesar las piezas, qué operaciones deben realizarse y en qué secuencia.

Hay dos razones por las que las empresas suelen generar planes de exceso de procesos. En primer lugar, la mayoría de las empresas tienen varios planificadores y cada uno puede elaborar un plan de procesos diferente para la misma parte. En segundo lugar, la planificación de los procesos se desarrolla teniendo en cuenta la configuración actual de las máquinas-herramienta. Con el tiempo, la adición de nuevos equipos cambiará la idoneidad de los planes existentes. Rara vez se modifican los planes de procesos antiguos. Según se informa, una empresa desarrolló 477 planes de procesos para 523 marchas diferentes. Un análisis detallado reveló que podrían eliminarse más de 400 de los planes. Otra empresa utilizó 51 máquinas-herramienta y 87 planes de proceso diferentes para producir 150 piezas. Una investigación determinó que estas piezas solo podían producirse en 8 máquinas mediante 31 planes de proceso. La planificación de procesos con el CAPP puede evitar estos problemas.

La planificación de procesos con el CAPP adopta dos formas diferentes:

Con basado en variantes planificación, se crea un plan estandarizado (y, posiblemente, uno o más planes alternativos) y se almacena para cada familia de piezas. Cuando el planificador introduzca el código GT de una pieza, el ordenador obtendrá el mejor plan de proceso. Si no existe ninguna, el ordenador buscará rutas y secuencias de operaciones para piezas similares. El planificador puede editar el esquema en la pantalla CRT antes de imprimirlo.

Con generativo planificación, que puede, pero no necesariamente, basarse en partes codificadas y clasificadas, el ordenador forma el plan del proceso a través de una serie de preguntas que el ordenador hace en la pantalla. El producto final también es un plan de procesos estandarizado, que es el mejor plan para una pieza en concreto.

El enfoque basado en variantes se basa en planes establecidos que se introducen en la memoria del ordenador, mientras que la técnica generativa crea los planes de procesos de forma interactiva, basándose en la misma lógica y conocimientos que tiene un planificador. La planificación generativa de procesos es mucho más compleja que la planificación basada en variantes; de hecho, aborda el arte de la inteligencia artificial. También es mucho más flexible: simplemente cambiando la lógica de planificación, por ejemplo, los ingenieros pueden plantearse la posibilidad de adquirir una nueva máquina-herramienta. Con el método basado en variantes, los ingenieros deben revisar y, posiblemente, corregir todos los planes a los que pueda afectar la nueva herramienta.

El CAPP permite crear y documentar los planes de procesos en una fracción del tiempo que tardaría un planificador en hacer el trabajo de forma manual y reduce considerablemente el número de errores y el número de planes nuevos que hay que almacenar. Si tiene en cuenta que los planes normalmente están escritos a mano y que los planificadores de procesos gastan hasta 30% de su tiempo preparándolos, es importante la contribución del CAPP a los formatos estandarizados para los planes y los documentos más legibles. CAPP, en efecto, funciona como un editor de texto avanzado. Además, se puede vincular a un sistema de datos estándar automatizado que calculará y registrará los tiempos de ejecución y los tiempos de configuración de cada operación.

El CAPP puede reducir los costes unitarios mediante la producción de piezas de una manera óptima. Es decir, el ahorro de costes no solo se debe a una planificación de los procesos más eficiente, sino también a la reducción de los costes de mano de obra, materiales, herramientas e inventario. Un fabricante de máquinas herramienta para fabricar lámparas ha desarrollado un esquema de codificación de ocho dígitos que permite seleccionar los procesos estándar para producir ciertos componentes. Esta solicitud ha dado lugar a un 76% mejora de la productividad de la fabricación. Al mismo tiempo, el uso del CAPP aumentó la productividad de los planificadores de procesos en un 30%%.

GT puede ayudar a crear programas que operen máquinas de control numérico (NC), un área relacionada con la planificación de procesos. Por ejemplo, después de que los ingenieros de Otis Engineering formaran familias y células de piezas, el tiempo necesario para producir una nueva cinta NC pasó de 4 a 8 horas a 30 minutos. De este modo, la empresa mejoró las posibilidades de uso de equipos de control numérico en lotes con pequeñas cantidades de fabricación.7

… en diseño de piezas

La codificación GT de las piezas es útil para la recuperación eficiente de diseños anteriores, así como para la estandarización del diseño. Estas funciones ayudan a acelerar el proceso de diseño y a frenar la proliferación de diseños.

No es inusual que una empresa encuentre varias versiones de básicamente la misma pieza durante una investigación preliminar sobre la población de piezas. Las piezas pueden cumplir la misma función, pero difieren en términos de tolerancias, radios, etc. La División Pomona de General Dynamics, por ejemplo, descubrió un caso en el que cinco ingenieros de diseño diseñaron una unidad de tuerca y acoplamiento prácticamente idéntica en cinco ocasiones diferentes y luego cinco dibujantes la dibujaron.8 Estas piezas se compraron a cinco proveedores a precios que iban desde$.22 a $ 7,50 cada uno. La empresa también investigó 2.891 piezas con diferentes números de pieza y descubrió que el número de formas distintas se estabilizaba con bastante rapidez hasta incluir una población de solo 541 formas.

La proliferación de diseños de este tipo se debe a las dificultades de recuperación del diseño. Si bien puede que ya exista una pieza similar a la que se necesita, el diseñador no tiene ni el sistema ni la paciencia para encontrarla. Es más fácil crear una pieza nueva, lo que significa que hay que asignar un nuevo número de pieza, elaborar un nuevo plan de proceso, diseñar nuevas herramientas, etc.

El objetivo de la estandarización del diseño es reducir las variaciones, fabricar las piezas de manera eficiente y exigir que se justifiquen las desviaciones de las normas. La estandarización no significa que todas las piezas con la misma función deban ser idénticas. Sin embargo, sí significa que se establecen normas para las tolerancias, las dimensiones, los ángulos y otras especificaciones. El establecimiento de estas normas debe hacerse teniendo en cuenta las consideraciones de fabricación y diseño, reduciendo la brecha entre estas dos áreas y haciendo que los ingenieros de diseño sean más conscientes de los costes y restricciones de fabricación.

Una población de piezas codificada GT simplifica la engorrosa tarea de revisar dibujos antiguos para encontrar una pieza ya diseñada. El diseñador puede introducir en un CRT un código parcial que describa las características principales de la pieza necesaria. A continuación, el ordenador buscará en la base de datos de GT todos los artículos con el mismo código y los mostrará en la pantalla. El diseñador puede revisar las especificaciones de cada pieza y seleccionar una que se ajuste o se pueda modificar. Con los gráficos de ordenador modernos, cada pieza diseñada se puede mostrar en el CRT para que el diseñador pueda inspeccionarla. Una vez seleccionado o «editado» el diseño de una pieza, el diseñador puede hacer el dibujo propiamente dicho de forma manual o con un ordenador.

En una empresa, el dibujo recuperado de un engranaje recto ya existente solo requirió una ligera modificación para obtener un nuevo diseño.9 Se estimó que el ahorro total en tiempo de diseño, tiempo de planificación de la fabricación y requisitos de herramientas superó$ 10.000. En la misma empresa, un análisis de una familia de ejes reveló que los ocho ejes utilizaban tres ranuras diferentes. Al adoptar un estándar de diseño que permitía solo un diseño socavado para las piezas de la familia, la empresa ahorró alrededor de$12,000.

… en otras áreas

GT también se puede aplicar a las compras. Basándose en la codificación GT de los componentes y materias primas comprados y en la información del sistema de planificación de la producción, el gerente de compras puede obtener estadísticas que no están disponibles directamente con un sistema de numeración de piezas tradicional. GT puede ayudar a reducir la proliferación de compras de diferentes tipos de piezas, por ejemplo, identificando los componentes que cumplen la misma función. También puede incluir piezas idénticas para las que los diseñadores hayan especificado marcas diferentes. Las empresas que reducen el número de piezas diferentes que piden y los proveedores con los que hacen negocios pueden utilizar el aumento del volumen como palanca para negociar mejores ofertas.

El Grupo Aeroespacial de VSI Corporation, que produce tuercas para motores, compró fundas ciegas según la demanda de números de pieza.10 Mediante un sistema de codificación, la empresa descubrió que se podían comprar menos piezas diferentes a volúmenes mayores. Esto se tradujo en una reducción media del precio de compra por unidad de 22 a 20 centavos. Esta pequeña reducción por unidad, multiplicada por los 4,8 millones de piezas compradas en un año, se tradujo en un ahorro anual de$96,000.

Otra aplicación interesante es la de ventas. La misma empresa recibió una solicitud de entrega inmediata de un tornillo de motor que no era un artículo en stock. Sin embargo, al buscar en la base de datos de GT, se encontró una pieza de repuesto que se ajustaba a las necesidades del cliente y que se podía entregar de inmediato.

GT también se puede utilizar para estimar los costes. Una empresa que necesite estimaciones de los costes de los productos para hacer una oferta, por ejemplo, puede codificar provisionalmente las piezas necesarias y, a continuación, buscar en la base de datos de GT. Para las piezas que pertenecen a familias establecidas, es posible que ya existan datos de costes estándar. De lo contrario, el sistema CAPP puede ayudar a determinar los procesos necesarios para fabricar la pieza y, así, obtener datos de costes. Varias empresas han descubierto que las estimaciones de costes generadas por GT se pueden elaborar más rápido y con mayor precisión que las que se elaboran con los métodos tradicionales. El enfoque también es útil durante el proceso de diseño para ayudar a seleccionar los componentes que reduzcan el coste total del producto propuesto.

GT también puede ayudar a determinar las consecuencias económicas de los cambios anticipados en el coste de los materiales. Supongamos, por ejemplo, que se espera que el precio de una aleación ya de por sí cara suba. Con el código GT, se puede producir una lista de todas las piezas que utilizan esta aleación en cuestión de minutos, lo que permite evaluar rápidamente cómo afectará el aumento del coste de compra al coste de fabricación de los productos fabricados con las piezas.

Implementación de GT

GT es una filosofía que apuesta por la sencillez y la estandarización. Cualquier intento serio de aprovecharlo al máximo comienza con la selección de uno o más sistemas de codificación (es posible que cada tipo de material tenga su propio sistema de codificación) y la posterior codificación del material. Como ocurre con cualquier sistema de información formal que requiera cambiar los métodos arraigados y los procedimientos antiguos, GT no se puede decidir de manera casual ni implementarse de forma instantánea. La instalación de un programa de GT podría tardar dos o tres años y tendrá ramificaciones de gran alcance dentro de la organización, especialmente si se instituye la fabricación de teléfonos móviles.

Hace poco encuestamos a 20 fabricantes estadounidenses que utilizaban GT para descubrir los problemas a los que se habían enfrentado durante el proceso de implementación.11 Los problemas más comunes se dividieron en tres categorías: el cambio organizativo y la resistencia humana asociada, la clasificación y codificación de las piezas y la planificación y ejecución del concepto de célula de fabricación. El debate que sigue se basa en gran medida en nuestras conclusiones.

La resistencia al cambio, por supuesto, es un problema universal en cualquier organización. La resistencia puede adoptar diferentes formas, según la percepción del empleado sobre la situación laboral y la seguridad, la comprensión de la nueva situación y la capacidad y la voluntad de adaptarse. En el caso de GT, algunos ejemplos ilustran la gama de posibles problemas.

• La obligación de los diseñadores de reducir el número de piezas nuevas puede entrar en conflicto con el sistema de evaluación y recompensas de la empresa desde hace mucho tiempo. En una empresa, se evaluó a los diseñadores según el número de dibujos nuevos que creaban. Por lo tanto, instituir el concepto de reducción de variedades significaba necesariamente cambiar el sistema de incentivos. (La instalación del CAD por sí sola puede provocar un aumento de piezas nuevas, simplemente por la rapidez con la que se pueden producir nuevos diseños).

• En la fabricación, los problemas suelen deberse a los cambios en las funciones de los operadores y a las nuevas áreas de responsabilidad de los supervisores. Trabajar en equipo y participar en la toma de decisiones coloca a los empleados en un nuevo entorno sociológico. Los operadores deberían poder moverse de una estación de trabajo a otra y realizar una inspección de calidad. Esto requiere habilidades adicionales y constituye un nuevo diseño de trabajo. Tanto los trabajadores como los representantes de los sindicatos suelen resistirse a estos cambios. La función del capataz también se amplía para abarcar muchas funciones. Por lo tanto, el capataz debe conocer varios procesos de fabricación en lugar de solo uno y ser responsable de completar toda la pieza y no de una sola operación.

Una educación exhaustiva sobre los conceptos de GT, la formación práctica y la participación temprana de las personas afectadas son las mejores formas de implementar nuevas funciones laborales. Vender la idea de las células GT a los sindicatos puede requerir grandes esfuerzos, incluida la reestructuración de los sistemas de pago. Las políticas de personal y los sistemas de formación también deben cambiar. Debido a los diferentes requisitos de trabajar en una célula, las empresas suelen confiar en los voluntarios a la hora de formar equipos. La empresa Alfa-Laval de Suecia permite a los trabajadores formar sus propios equipos y, a continuación, los entrena simulando los movimientos y la coordinación dentro de la célula de fabricación en una maqueta.

• Los planificadores y programadores de producción también se ven directamente afectados por la fabricación de teléfonos móviles. Una vez establecida una celda, las piezas que no pertenezcan a la familia correspondiente deben enviarse a otros lugares. Algunas empresas han descubierto que los planificadores tienden a infringir la regla de la familia: programan una pieza para que la celda contenga las máquinas que consideran las más eficientes para su producción o para celdas que se han vuelto tan eficientes que parecen infrautilizadas. Es difícil mantener el nuevo sistema en funcionamiento, y errores como estos pueden destruir la integridad del sistema y provocar una recaída a las viejas costumbres. El período inmediatamente posterior al cambio debería acompañarse de una supervisión periódica, cuando es más probable que se produzcan estos lapsos.

• El problema más común al que se enfrentan las empresas en el ámbito de la codificación y la clasificación se debe a la incapacidad de los códigos para describir el material de manera adecuada. Algunas empresas, por ejemplo, descubrieron que sus sistemas de codificación eran adecuados para el diseño, pero no para la fabricación. El gerente de una empresa comentó que su sistema de codificación no podía gestionar piezas eléctricas. De hecho, alrededor de dos tercios de las empresas con sistemas desarrollados externamente habían realizado modificaciones para adaptarlas a sus propias necesidades. Esta conclusión refleja dos hechos. En primer lugar, los códigos para gestionar tanto el diseño como la fabricación son relativamente nuevos y, en segundo lugar, las empresas suelen necesitar desarrollar procedimientos que reflejen su propia forma de hacer las cosas.

• Una implicación directa de la fabricación de células es que el sistema, más rígido y orientado al flujo, con una reducción drástica del trabajo en proceso, requiere hacer más hincapié en el mantenimiento de la máquina. Sin embargo, la formación de células también crea una visibilidad que no existe en los talleres de trabajo. Esta visibilidad facilita a los gerentes y supervisores la identificación de los problemas de equilibrio de carga en las celdas. Cuando se diseña una célula de fabricación, un objetivo obvio es lograr una alta utilización de todas las máquinas de la célula. Sin embargo, la variación en las capacidades productivas de las máquinas puede crear una restricción, especialmente si las máquinas existentes se reubican para formar una célula. El resultado suele ser que una o dos máquinas acaban siendo cuellos de botella y las demás están infrautilizadas.

El problema del equilibrio de carga, que también se ve afectado por la mezcla de piezas que entran en la celda, se puede aliviar un poco con la forma en que las piezas y las familias de piezas se liberan en la celda y se secuencian a través de ella. Al menos una empresa intentó abordar este problema mediante su sistema de planificación y control de la producción. Sin embargo, curiosamente, la integración de las células GT y un sistema de programación como el MRP (planificación de los requisitos de materiales) puede provocar una serie de problemas completamente nuevos. Se deben al hecho de que un sistema MRP se centra en las fechas de finalización de las piezas y conjuntos individuales, mientras que la fabricación celular se centra en la producción eficiente de las familias de piezas. La unión de estos dos sistemas requerirá nuevos procedimientos de planificación y programación.12

Otro problema se refiere a los inventarios de búfer, que normalmente se acumulan entre las estaciones de trabajo, y a la capacidad de los operadores de eliminar estos inventarios de forma equilibrada. Sin embargo, el desequilibrio de la carga de trabajo puede convertirse en una ventaja si se centra la planificación de la capacidad en estos pocos cuellos de botella. Incluso si las máquinas dedicadas adicionales provocan un menor uso general de la máquina, el aumento de los tiempos de rendimiento, la reducción de los niveles de inventario, el aumento de la productividad y la mayor calidad asociados a las células representan una ganancia neta. De hecho, una empresa redujo su población de máquinas en un 25%% después de pasarse a la fabricación de teléfonos móviles debido a un aumento significativo de la eficiencia.

Por último, hay que señalar dos cosas con respecto a la producción de celulares. En primer lugar, en la actualidad no hay procedimientos formales establecidos y ampliamente aceptados para crear células. Sin embargo, está claro que en el futuro la simulación por ordenador se utilizará cada vez más para este propósito. En segundo lugar, si la fabricación de células se implementa en una planta existente, la expectativa de que todas las piezas puedan asignarse a familias de piezas y fabricarse en células de producción no es realista. En cambio, la planta reconvertida será una mezcla de un taller de trabajo y un taller móvil, donde el área del taller conservará la flexibilidad de manipular piezas impares.

El panorama costo-beneficio

Las empresas que han implementado GT han informado de que puede generar beneficios impresionantes. En la encuesta de 20 empresas mencionada anteriormente, a GT se le dio crédito por la reducción de los gastos en herramientas y accesorios, la reducción de los costes de manipulación de materiales, la reducción de los esfuerzos de planificación y control de la producción, la reducción de la necesidad de espacio, la reducción de los plazos de entrega, la reducción de los inventarios de trabajo en proceso, la mejora de la calidad, el aumento de la satisfacción de los trabajadores, la reducción del esfuerzo de diseño, la facilidad de recuperación del diseño y las estimaciones de costes más fáciles y precisas. Una empresa declaró que la razón para usar GT era «simplificar las operaciones para que estuvieran dentro de los límites de la comprensión humana». Otra empresa sugirió que la contribución más importante de GT fue proporcionar «una herramienta para entender lo que fabricamos».

Aunque las células de fabricación se pueden establecer sin codificar previamente las piezas, los sistemas de codificación son definitivamente necesarios para un uso más amplio de la GT. Seleccionar los sistemas de codificación y codificar las piezas es un ejercicio largo y costoso. Sin embargo, cuando se supere este hito, el código abre una amplia gama de usos posibles. Según se informa, Otis Engineering, dedicó 18 meses a formar a personas y analizar las poblaciones de piezas sin beneficios aparentes. Sin embargo, la empresa recuperó rápidamente el coste de la preparación durante los primeros nueve meses de las operaciones de fabricación según los principios de GT.13

Una vez hecha la codificación, se puede utilizar en relación con la recuperación de diseños, la CAPP, la formación de células, la compra y el desarrollo de herramientas. Cuanta más experiencia acumule una empresa, más podrá aprovechar el concepto GT y más satisfecha quedará con el resultado. Según la encuesta, la mayoría absoluta de los usuarios de GT estaban cosechando beneficios que cumplían o superaban sus expectativas iniciales. Y, en general, los usuarios estaban más satisfechos con GT cuanto más tiempo llevaban con él. Casi todas las empresas tenían previsto ampliar el uso de GT, por ejemplo, aumentando el número de células de fabricación, instalando CAPP o codificando todo el material de sus ficheros de inventario.

Para que cualquier tipo de inversión valga la pena, los beneficios esperados deben superar los costes esperados. Según un alto ejecutivo, pocas empresas estadounidenses han adoptado GT debido a una percepción errónea de su panorama de costo-beneficio. «Las verdaderas causas de los costes de fabricación excesivos no las entienden en absoluto o solo las entienden mal la mayoría de los directivos de la fabricación», afirma. «Por lo tanto, no se aprecian las ventajas del enfoque tecnológico grupal para el diseño y la fabricación. Por otro lado, el tiempo y el dinero necesarios para adoptar GT son evidentes y desalientan a los directivos que no pueden visualizar los beneficios».

En un artículo reciente de HBR, Bela Gold advirtió contra el uso acrítico de las técnicas tradicionales de presupuestación de capital en relación con los proyectos de CAM.14 Una inversión en tecnología de fabricación moderna debería ser parte de un sistema de fabricación más amplio, en el que cada nueva pieza cree sinergias tangibles e intangibles. El enfoque de todo el sistema también requiere un amplio nivel de análisis y un horizonte de planificación más amplio. GT y las tecnologías asociadas deberían analizarse de la misma manera. Si las recompensas son a largo plazo, las proyecciones financieras a corto plazo son simplemente inapropiadas, especialmente si el objetivo final es crear un sistema de fabricación integrado.

Implicaciones para la gestión

El mundo de la fabricación está cambiando rápidamente, debido tanto a las nuevas aplicaciones para el ordenador desarrolladas en gran medida en los Estados Unidos como a las opiniones poco ortodoxas sobre los principios y sistemas de gestión que a menudo se toman del extranjero. Estos cambios presionan a la dirección para que adquiera nuevas habilidades. Las tecnologías emergentes requieren que los ejecutivos tengan al menos un conocimiento práctico de su aplicabilidad y del papel que desempeñarán en la estrategia corporativa. La alta dirección no puede abdicar de su responsabilidad y delegar estas importantes decisiones.

Lanzar un programa de GT es una tarea importante con implicaciones a largo plazo para la estructura organizativa y las personas que la integran. Será caro, pero también generará contribuciones que aumentarán con el tiempo. GT es otro ejemplo de la necesidad de que la dirección incluya la tecnología en la toma de decisiones estratégicas. Como ocurría en el pasado con las instalaciones de sistemas de información de gestión, hoy en día, en el caso de GT, el apoyo de la alta dirección y el compromiso absoluto son fundamentales para que las implementaciones tengan éxito, sobre todo porque la mejora de la comunicación y la coordinación entre los departamentos evolucionan necesariamente como resultado del concepto de GT. Las tecnologías de la información computarizadas representan una oportunidad para que muchos fabricantes establezcan una ventaja competitiva. El proceso de aprendizaje es largo, así que no hay tiempo que perder.

Referencias

1. Alexander Houtzeel, «La integración del CAD/CAM a través de la tecnología grupal», ponencia presentada en el taller de gestión de operaciones de la Sociedad Estadounidense de Control de Producción e Inventario, en la Universidad Estatal de Michigan, del 26 al 28 de julio de 1982; e Inyong Ham, «Introducción a la tecnología grupal», Sociedad de Ingenieros de Fabricación, informe técnico MMR 76-03, 1976.

2. Nancy L. Hyer, «El potencial de la tecnología grupal para la fabricación estadounidense», Diario de gestión de operaciones, próximamente.

3. Véase Alan M. Kantrow, «The Strategy-Technology Connection», HBR, julio-agosto de 1980, pág. 6.

4. Ken M. Gettelman, «Organice la producción para las piezas, no para los procesos», Taller de máquinas modernas, Noviembre de 1971, pág. 50.

5. James A. Nolen, «La fabricación de células celulares en EG&G Sealol», ponencia presentada en un seminario de la Sociedad de Ingenieros de Fabricación en Dallas, Texas, del 10 al 12 de mayo de 1983.

6. William H. Oliver, «Implementación actual de la tecnología grupal en un entorno de taller de máquinas», Sociedad de Ingenieros de Fabricación, documento técnico MF78—952, 1978.

7. Oliver, ibíd.

8. Raymond J. Levulis, «Group Technology», informe sobre la consultora K.W. Tunnell, (Chicago: K.W. Tunnell, 1978).

9. W. Stephen Bucher, «Un programa tecnológico grupal integrado», Sociedad de Ingenieros de Fabricación, documento técnico MS79—977, 1979.

10. Harry G. Smart, «La tecnología grupal y el método de menor coste», Sociedad de Ingenieros de Fabricación, documento técnico MSR80-05, 1980.

11. Hyer, «El potencial de la tecnología grupal».

12. Consulte nuestro artículo, «MRP/GT: un marco para la planificación de la producción y el control de la fabricación de teléfonos celulares», Ciencias de la decisión, vol. 13, n.º 4, pág. 681.

13. Robert Alton, «Tecnología grupal», ponencia presentada en el taller de gestión de operaciones de la Sociedad Estadounidense de Control de Producción e Inventario, en la Universidad Estatal de Michigan, del 26 al 28 de julio de 1982.

14. Bela Gold, «CAM establece nuevas reglas para la producción», HBR noviembre-diciembre de 1982, pág. 88.