Soluciones en Robótica: La próxima fase de Lean Manufacturing

Lean Manufacturing reduce el tiempo y los costos de producción al eliminar el desperdicio, entendido como actividades sin valor agregado. Sus orígenes se remontan al concepto de piezas intercambiables y su evolución nos introduce al término y proceso como lo conocemos hoy.

Lean Manufacturing fue moldeado por científicos, líderes, ingenieros industriales y organizaciones innovadoras como Ford y Toyota. Su concepto central, la eliminación de desechos, es una estrategia valiosa para aumentar la rentabilidad al mismo tiempo que acelera la tasa de producción.

Sin embargo, a medida que aumentan las demandas del comercio electrónico, las empresas están descubriendo que los procesos actuales para ejecutar técnicas Lean no pueden cumplir con las nuevas expectativas de los clientes de manera segura, confiable y rentable.

Hoy en día, para eliminar con éxito el desperdicio, los fabricantes necesitan incorporar soluciones robóticas, que combinan lo mejor de lo que los humanos y los robots pueden hacer utilizando las fortalezas de alto valor de cada recurso y eliminando lo que no agrega valor.

Los orígenes de Lean

Para comprender el impacto empresarial de las soluciones móviles automatizadas y su función dentro de Lean Manufacturing, es importante revisar sus orígenes.

En 1779, Eli Whitney acordó entregar 10.000 mosquetes al ejército de los Estados Unidos en un año, una hazaña inaudita en el momento. Whitney no cumplió con el plazo, pero sí produjo los rifles en un tiempo récord al hacer los mosquetes con partes compatibles que podrían producirse y reemplazarse fácilmente en masa. Antes de esto, las armas eran hechas una por una por un artesano, lo cual llevaba mucho tiempo y era costoso.

El ejército norteamericano estaba en medio de una guerra con Francia y necesitaba armas funcionales; por lo que las piezas hechas a mano no les aportaban un valor significativo. Las piezas intercambiables estandarizaron el proceso de fabricación y eliminaron pasos externos, lo que permitió a los trabajadores no calificados fabricar y reparar armas rápidamente a una fracción del precio.

A fines del siglo XIX, la mayoría del mundo industrial adoptó el concepto de piezas intercambiables. Un ingeniero mecánico llamado Frederick W. Taylor creyó que podía mejorar aún más la eficiencia al monitorear continuamente una tarea y registrar cuánto demoraba un trabajador en completarla, descubriendo la tasa de rendimiento óptima.

El trabajo de Taylor fue ampliado por Frank y Lillian Gilbreth, quienes supervisaron los aspectos psicológicos y comportamentales de los trabajadores a medida que completaban cada tarea. Estos hallazgos se conocieron como el Motion-Time Study. Los estudios dividieron las tareas individuales en pasos simples, lo que permite identificar y eliminar cualquier desperdicio.

El término Lean Manufacturing aún no se había acuñado, pero Taylor y los Gilbreth utilizaron la ciencia para ejecutar la teoría de una manera más efectiva. Sus pensamientos se conocieron como gestión científica.

La línea de ensamblaje

Henry Ford es sinónimo de la Segunda Revolución industrial, pero fue Charles E. Sorensen, un creador de patrones dentro de su planta de automóviles en Detroit, quien examinó la relación entre personas, máquinas, herramientas y productos y los organizó para lograr un flujo continuo de producción. La invención de Sorensen se conoció como la línea de montaje.

La línea de ensamblaje estandariza un proceso y elimina el desperdicio para lograr resultados más baratos y más rápidos sin sacrificar la calidad. Esto permitió que el Modelo T de Ford se construyera en dos horas y media en lugar de doce a un precio 36% menor.

La noción universal de Lean Manufacturing era aún desconocida, pero los ahorros masivos producidos por la línea de ensamblaje eran innegables. La eliminación de desechos fue y sigue siendo una estrategia comercial esencial, y el concepto se expandió a través de industrias y continentes.

El Sistema de Producción Toyota

En 1948, el ingeniero de Toyota Motor Company, Taichii Ohno, estaba utilizando la línea de ensamblaje, pero estaba ansioso por encontrar y eliminar más desperdicio. Todos los fabricantes de automóviles estaban trabajando con líneas de ensamblaje, y Toyota necesitaba un sistema más refinado para mantenerse a la vanguardia del creciente mercado global.

Ohno se dio cuenta de que el inventario representaba una gran cantidad de desperdicios, y no había ningún sistema para administrarlo. Esta observación le llevó a diseñar el Sistema de Producción de Toyota, que elimina el desperdicio al hacer solo lo que se necesita, cuando es necesario y en la cantidad requerida.

Ohno destacó siete áreas clave de desperdicio: defectos, sobreproducción, espera, transporte, inventario, movimiento y procesamiento excesivo. Al reducir estos siete factores, una organización conserva los recursos para proporcionar la mejor calidad, el menor costo y el menor tiempo de entrega.

Toyota abordó otro defecto central en la línea de montaje: el cambio. La línea de ensamblaje original se construyó alrededor de un solo producto que nunca cambia. No funcionó bien cuando se introdujeron productos nuevos o alternativos. Este descubrimiento culminó en la fabricación celular, utilizando múltiples «células» de diversas máquinas y tecnologías para completar un determinado producto o tarea.

Las celdas se organizan en una línea de ensamblaje y los productos se desplazan a las celdas apropiadas para crear una amplia variedad de artículos de la manera más eficiente posible. Este proceso redujo el tiempo de producción de horas a minutos y segundos, permitiendo múltiples lotes y flujos continuos.

El Sistema de Producción de Toyota era originalmente un método de fabricación de automóviles, pero el concepto se aplicó al resto del mundo industrial. Se hizo conocido como Lean Manufacturing después de que un ingeniero de calidad de Toyota escribió su tesis de maestría sobre el tema y la tituló «El triunfo de Lean Manufacturing».

Si bien la ejecución de Lean Manufacturing es altamente específica para una organización, los siete tipos de desperdicio identificado son constantes. No considerar estas variables ralentiza la producción y disminuye la calidad, resultando en clientes descontentos y pérdidas financieras.

Soluciones en Robótica

Los fabricantes de hoy se han encontrado en una barrera similar a la que tenía Toyota antes del TPS. Las demandas de comercio electrónico y fabricación están aumentando, y el flujo de trabajo actual es incapaz de cumplir con las crecientes expectativas de los clientes de una manera segura, confiable y rentable.

Los líderes están mirando hacia las corrientes de valor para encontrar la respuesta a este interrogante. El mapeo de flujo de valor, o VSM es una hoja de ruta ampliamente utilizada para ejecutar Lean Manufacturing en el siglo XXI. VSM es un sistema para registrar, estudiar y mejorar el flujo de materiales e información necesarios para producir un producto o servicio.

VSM examina las etapas actuales de un proceso para determinar el valor agregado para el cliente. Luego analiza los resultados para diseñar un proceso más eficiente para el futuro. Es un sistema efectivo, pero está limitado por la cantidad de datos y la frecuencia de recolección de estos.

Implementar soluciones robóticas es la respuesta lógica a este desafío. Los robots no solo automatizan las tareas repetitivas a un ritmo más rápido y constante, sino que recopilan datos a medida que trabajan, aprendiendo sobre la marcha. Proporcionan un flujo perpetuo de datos que se almacena y entrega automáticamente a una fuerza laboral humana.

Las organizaciones pueden usar estos datos para fortalecer su VSM, lo que les permite analizar el estado actual de operación, identificar áreas de desperdicio y crear un proceso más eficiente de forma continua.

Vecna Robotics lleva el aprendizaje continuo un paso más allá. Su exclusivo Autonomy Stack permite a los robots construir sobre lo que ya saben y compartir sus conocimientos con el resto de la flota. Esto significa que todos los robots aprenden lo que un robot. Por lo tanto, los robots se pueden mover a lo largo de las secciones de un almacén para acomodar los picos de demanda e incluso a través de múltiples ubicaciones para soportar temporadas ocupadas.

Los sistemas robóticos no solo ayudan a identificar el desperdicio, sino que su capacidad para producir repetidamente sin parar también crea un flujo de trabajo ininterrumpido y más rápido. Las organizaciones que están integrando vehículos autónomos y tecnologías asociadas adquieren hasta un 200% de aumento en la productividad y reducen los viajes sin valor agregado en un 80%. Los robots también han logrado una tasa de defectos de menos del uno por ciento al tiempo que aumentan la tasa de rendimiento.

Además, los robots reemplazan las cintas transportadoras voluminosas y abren espacio para una capacidad de almacenamiento adicional. Por ejemplo, las empresas con espacio adicional en la planta pueden fusionar varios almacenes en uno, reduciendo una gran cantidad de costos operativos, como el alquiler y las facturas de electricidad.

Los robots tienen poderosas ventajas, como precisión, eficiencia, recolección de datos y capacidad de repetición. Los humanos también poseen fortalezas inherentes, como razonamiento, inteligencia emocional y generalización. Sin embargo, la mayoría de los proveedores de soluciones industriales automatizadas no están aprovechando estas capacidades distintas.

Numerosas empresas requieren que un humano y un robot trabajen en conjunto en el mismo proceso, o siguen detrás del robot para escoger y colocar o esperan alrededor para enviar o recibir materiales. Esto va en contra de la noción central de Lean Manufacturing; pues se utilizan dos recursos para realizar una tarea cuando solo se debería utilizar uno.

La solución está en una herramienta de comunicación que abarca las fortalezas naturales de los seres humanos y los robots, utilizando los activos de alto valor de cada recurso y eliminando lo que no agrega valor.

Pivot.al, el primer motor de orquestación basado en inteligencia artificial del mundo, iniciado por Vecna Robotics, es esa herramienta. Administra todos los recursos operativos, humanos, robots, automatización heredada y equipos manuales y asigna tareas en función de las capacidades, la disponibilidad y la ubicación de los recursos.

Los robots y los humanos realizan tareas de forma independiente para dividir y conquistar en lugar de duplicar esfuerzos. Además, al administrar los recursos operativos, Pivot.al puede rastrear y monitorear equipos. Sabe exactamente cuándo apagarlos, limpiarlos o repararlos. Esta información puede duplicar la vida útil de los activos, ahorrando a las empresas una importante cantidad de capital.

Las soluciones robóticas se centran en las habilidades más valiosas de los humanos y los robots y las combinan con inteligencia en tiempo real para maximizar la productividad y optimizar el rendimiento. Así, se está ejecutando Lean Manufacturing al máximo nivel, redefiniendo el flujo de trabajo al igual que los conceptos de piezas intercambiables, la línea de ensamblaje y el TPS lo hicieron anteriormente.

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*Fuente: Robotics and Automation News.