Guía de la fabricación ágil: Operaciones en la era de la aceleración

Visión general de la fabricación ágil

La fabricación está cambiando. Rápidamente. Llámelo Industria 4.0, la Cuarta Revolución Industrial o el nuevo statu quo, pero el hecho sigue siendo el mismo: la fabricación está experimentando una era de aceleración.

Para seguir el ritmo, los fabricantes deben adoptar un enfoque que dé la bienvenida al cambio.

Cada vez más, ese enfoque ha sido Ágil. En todos los sectores y verticales, los fabricantes aplican métodos ágiles para acceder a un tiempo de creación de valor más rápido y aumentar la resistencia en una época de disrupción. Diseñado inicialmente para el desarrollo de software, Agile permite a los fabricantes aprovechar un rápido ritmo de cambio para obtener una ventaja competitiva.

Al hacer hincapié en la iteración rápida, el aumento del número de operarios, la flexibilidad operativa y la innovación ascendente, la fabricación ágil permite responder con rapidez a las demandas de los clientes al tiempo que capacita a los trabajadores para innovar.

Esta guía le introducirá en la fabricación ágil. Repasaremos la historia, profundizaremos en cada uno de los principios y le daremos consejos concretos sobre cómo adoptar este método de trabajo en su taller.

Cuatro grandes cambios en el panorama de la fabricación han hecho necesarios los métodos ágiles.

1. Entorno en rápida evolución - La tecnología está impulsando cambios significativos en la fabricación. Pero la tecnología no es lo único que se mueve. Los clientes también evolucionan rápidamente. Ahora tienen estándares más altos. Esperan una mayor personalización del producto, una entrega más rápida y una producción más barata. Las normativas también están cambiando, aumentando en número y severidad. Añada a esto las cadenas de suministro cada vez más complejas y una estabilidad comercial cuestionable y tendrá un entorno que exige flexibilidad. Basta con tomar como ejemplo la más reciente perturbación de 2020. No había forma de prepararse para semejante caos, aparte de estar listos para responder a las demandas cambiantes.

2. Desarrollo tecnológico constante - Cada día aparecen nuevas tecnologías y la fabricación se está orientando en la era digital. En el futuro, los fabricantes sentirán los efectos de las nuevas tecnologías de formas inesperadas. Según un informe publicado por McKinsey, la fabricación experimentará más disrupciones en los próximos cinco años (2019 - 2024) que en los últimos veinte años juntos.

3. Transformación de la mano de obra - Las bajas tasas de desempleo y la persistente falta de cualificación dificultan a los fabricantes la contratación de trabajadores cualificados. Una investigación de Deloitte muestra que este déficit de cualificaciones puede dejar sin cubrir más de dos millones de puestos en el sector manufacturero entre 2018 y 2028.

Incorporando la agilidad, los fabricantes pueden sobrevivir a estos cambios y seguir siendo competitivos. Pero con demasiada frecuencia, "ágil" es una palabra de moda, disociada de su significado y principios reales. Retrocedamos en el tiempo y recordemos el desarrollo del ahora famoso enfoque.

4. Más acceso a la información - Las fábricas conectadas producen datos a una escala sin precedentes. Los datos permitirán saltos adelante como el mantenimiento predictivo y la optimización de la cadena de suministro. Las empresas podrán actuar sobre los datos en tiempo real a todos los niveles. La alta dirección podrá evaluar el rendimiento de las plantas en tiempo real. Los directores de producción diagnosticarán los problemas de calidad antes de que lleguen a las fases posteriores. Y los ejecutivos interesados en el rendimiento de los fabricantes por contrato obtendrán una nueva visibilidad.

Incorporando la agilidad, los fabricantes pueden sobrevivir a estos cambios y seguir siendo competitivos. Pero con demasiada frecuencia, "ágil" es una palabra de moda, disociada de su significado y principios reales. Retrocedamos en el tiempo y recordemos el desarrollo del ahora famoso enfoque.

El movimiento Agile nació en 2001, cuando diecisiete desarrolladores de software se reunieron en un refugio de esquí de Utah. Todos tenían al menos una cosa en común: una profunda insatisfacción con el modelo Waterfall.

El modelo en cascada es un método de desarrollo lineal y secuencial. Los profesionales deben completar cada paso de la producción antes de iniciar el siguiente. Aunque estructurado y fácil de seguir, el modelo de cascada tiene muchos escollos.

Principalmente, el modelo de cascada desalienta el cambio de rumbo hasta el final del ciclo de desarrollo. Dado que privilegia el avance hacia delante, el modelo de cascada retrasa la incorporación de la retroalimentación, dificulta la adaptación a los requisitos cambiantes y ralentiza la producción, ya que los ingenieros hacen todo lo posible por evitar los errores.

Enclavados en las Montañas Rocosas, los desarrolladores de software empezaron a contemplar un modelo alternativo y flexible. Pusieron sobre el papel lo que se conocería como el Manifiesto Ágil. Esbozando cuatro valores y doce principios, el manifiesto revolucionaría la industria de la ingeniería del software, y los negocios en su conjunto.

Algunos puntos clave del Manifiesto Ágil sentaron las bases de la Metodología Ágil.

• Las organizaciones deben valorar mucho las interacciones entre los individuos.

• Deben esforzarse por mantener una conversación continua con los clientes.

• Deben modificar su producto o servicio basándose en los comentarios de los clientes.

• Los equipos deben autoorganizarse.

La metodología ágil fue rápidamente adoptada por los equipos de desarrollo de todo el mundo por su capacidad para reducir el desfase entre las necesidades empresariales y los desarrollos tecnológicos.

El enfoque ágil ha demostrado su eficacia. Reduce los costes y el tiempo de comercialización. También aumenta la colaboración interfuncional, el crecimiento de los ingresos y la satisfacción del cliente. Agile también mitiga el riesgo porque los equipos toman múltiples decisiones de bajo riesgo en lugar de una grande y de alto riesgo. La entrega regular de pequeñas piezas de valor reduce el riesgo de que el producto final no satisfaga las necesidades del cliente.

Los enfoques Lean y Agile son ambos muy populares. Sin embargo, no deben confundirse. Por un lado, la fabricación ajustada se centra en aumentar la eficiencia mediante la reducción de los residuos. Por otro, la Fabricación Ágil pretende aumentar la eficiencia mediante la resolución flexible y paralela de problemas.

Aunque algunas de las ideas de la fabricación ajustada y la fabricación ágil se solapan, los principios fundamentales son diferentes.

Principios clave de la fabricación ágil:

1. Iterar más rápido

La idea de entregar piezas de valor más pequeñas con mayor frecuencia es fundamental para la fabricación ágil. En lugar de intentar diseñar un producto único y perfecto de una sola vez, el objetivo es producir rápidamente múltiples versiones. Cada iteración, con sus defectos y sus puntos fuertes, revela nuevos conocimientos que permiten mejorar el proceso. A medida que el proceso mejora, cada nueva versión del producto supera a la anterior.

¿Por qué este método incremental e iterativo da un resultado superior? Porque los ingenieros de procesos tratan con muchas variables. Las iteraciones les permiten probar diferentes soluciones y recopilar datos sobre variables individuales. Sin estos datos, es difícil determinar qué cambios son necesarios en una fase determinada para optimizar la producción.

2. Flexibilidad

Según McKinsey, "la volatilidad va en aumento y se está cobrando su peaje. Ya sea por las crecientes fluctuaciones de la demanda, las tasas de mano de obra y los precios de los insumos, o por acontecimientos perturbadores como catástrofes naturales y crisis financieras, la volatilidad ha dañado las cadenas de suministro, aumentado los costes y erosionado los beneficios. [...] Las empresas reconocen cada vez más que deben modificar sus estrategias de fabricación ante el aumento de la volatilidad."

Para no doblegarse ante las fuerzas externas, las empresas manufactureras necesitan disponer de sistemas flexibles. Su estructura interna debe ser lo suficientemente dinámica como para recuperarse rápidamente de las perturbaciones externas. Los fabricantes ágiles son conscientes de que los factores del entorno -económicos, políticos, medioambientales, sociales, tecnológicos- les obligan a mantenerse constantemente alerta. Se aseguran de que cada componente de su sistema pueda crecer orgánicamente y adaptarse a los cambios.

3. De abajo arriba

Durante décadas, los objetivos y las directrices han pasado de la cima de la organización, a la base. El enfoque descendente tiene sus ventajas, como la rápida aplicación de las decisiones tomadas por los niveles superiores de una empresa. Sin embargo, esto tiene un coste. Los empleados de abajo pueden sentirse desconectados y poco comprometidos. Un bajo compromiso puede desalentar la responsabilidad y la innovación.

Los fabricantes ágiles favorecen un enfoque ascendente, en el que las ideas y las directrices fluyen sin problemas entre todas las capas de la empresa. Con este enfoque, los directores y gerentes dan voz a los operarios y a los trabajadores del taller. La fabricación ágil apoya la idea de que quienes están más cerca de los retos de fabricación son quienes mejor los entienden. Cuanto más colaboren los operarios, los ingenieros, los directivos y los ejecutivos de la empresa, más eficaces serán las operaciones en su conjunto. La colaboración entre funciones y niveles jerárquicos produce productos y procesos de mayor valor.

4. Aumento

El aumento se entiende mejor en contraste con la automatización. La automatización consiste en automatizar las tareas de los trabajadores, es decir, en sustituir a los trabajadores por máquinas. El aumento , por el contrario, mejora las capacidades de los trabajadores a través de la tecnología.

Durante años, la automatización se consideró la solución a los elevados costes laborales y a los errores humanos en la fábrica. Sin embargo, la automatización también es cara, difícil de mantener e inflexible.

La fabricación ágil sostiene que los humanos rendirán mejor si disponen de herramientas que les permitan evolucionar en su trabajo. Desde los controles de calidad asistidos por ordenador hasta las instrucciones de trabajo a prueba de errores, los fabricantes ágiles utilizan la tecnología para ayudar a su gente a hacer más trabajo, mejor.

Para implantar con éxito la fabricación ágil, los fabricantes deben aplicar sus principios y fomentar algunos cambios en su organización. Estos cambios variarán en función del tamaño y la estructura de la organización, pero algunas características subyacentes son comunes a la mayoría de las organizaciones ágiles de éxito.

Implantar la fabricación ágil mediante cambios organizativos

1. Cultura y finalidad

La cultura ágil sitúa a las personas en el centro. Las organizaciones ágiles están estructuradas de tal forma que los miembros del equipo son dueños de su trabajo. Los líderes de una organización ágil no mandan sobre sus empleados, sino que les proporcionan herramientas para que consigan resultados por sí mismos.

Estos equipos Agile autónomos están orientados a la consecución de objetivos. Tras fijar sus objetivos y decidir cómo alcanzarlos, los equipos se responsabilizan de sus progresos. Aunque los distintos equipos trabajen en objetivos diferentes, existe una cohesión en toda la organización: todos los objetivos encajan en un propósito mayor. Las organizaciones ágiles entienden que el propósito es esencial para dar sentido a los objetivos a corto plazo que los equipos se esfuerzan por alcanzar.

El propósito también aumenta la productividad: cuando los empleados trabajan con un sentido de propósito, están más comprometidos y motivados.

Las organizaciones ágiles comparten su propósito con todo el mundo para que cada empleado sepa por qué hace lo que hace. Una mentalidad impulsada por un propósito alimenta a las personas y aumenta la motivación y el compromiso.

2. Red de equipos

Los equipos tienen una gran importancia en las organizaciones ágiles. La responsabilidad, la transparencia y la colaboración son cruciales dentro de los equipos. Los miembros del equipo tienen funciones claras, pero no necesariamente tienen un único papel y las funciones pueden compartirse entre varias personas. El entorno de trabajo debe ser abierto y seguro. Por último, los equipos deben estar en contacto entre sí, de modo que sus miembros puedan obtener conocimientos y perspectivas de otros equipos.

3. Ciclos rápidos

El principio "Iterar más rápido" de la fabricación ágil anima a los equipos a pasar rápidamente por varias versiones de un proceso o producto. La capacidad de aplicar este principio es una característica esencial de las organizaciones ágiles de éxito.

Para iterar más rápido, los equipos ágiles trabajan con objetivos concretos durante periodos de tiempo cortos y predeterminados. Tanto los objetivos como los plazos son fundamentales para la agilidad.

Los objetivos deben ser realistas y mensurables. Los miembros del equipo son responsables de ellos. El plazo debe ser bastante corto -del orden de semanas- para mantener a los equipos iterando rápidamente.

4. Tecnología

La tecnología es esencial para todos los pilares de la fabricación ágil. Sin las tecnologías adecuadas, es imposible que las empresas aporten valor a un ritmo lo suficientemente rápido como para seguir el ritmo de las demandas de los clientes y las fluctuaciones del mercado.

Algunos ejemplos de tecnologías facilitadoras son las herramientas de comunicación y gestión del trabajo en tiempo real, para mejorar el flujo y la organización; los hackathones, para impulsar rápidamente nuevas soluciones y productos; y las instrucciones de trabajo digitales interactivas, para mantener fácilmente actualizados los conjuntos de habilidades de los empleados.

Pero Agile no consiste en adoptar tecnologías que lo solucionen todo. Se trata más bien de encontrar las tecnologías adecuadas para mejorar sus procesos, trabajadores y productos únicos.

Los fabricantes pueden aportar agilidad a sus organizaciones adoptando las tecnologías adecuadas.

Para iterar más rápido, los fabricantes ágiles recurren a tecnologías que les ayudan a recopilar datos. Para ser flexibles, las herramientas y el software que permiten cambios rápidos son esenciales. Para seguir un enfoque ascendente, los fabricantes ágiles otorgan más confianza y poder a sus trabajadores. Para aumentar sus trabajadores, los equipan con las herramientas y la formación adecuadas.

Veamos algunos ejemplos de tecnologías facilitadoras en acción.

Utilizar instrucciones de trabajo digitales para ampliar los programas de formación

Dentsply es el mayor proveedor mundial de soluciones dentales. Su división de implantes recibe miles de pedidos personalizados cada día, y cada uno requiere una combinación de kitting muy específica. Debido a la gran variabilidad de su proceso de kitting, los asociados tienen que completar seis meses de formación y seguimiento antes de poder entrar en producción.

Para minimizar los errores y formar con mayor precisión, Dentsply convirtió las instrucciones de trabajo en papel en aplicaciones digitales interactivas. Esto no sólo ayudó en la ejecución del trabajo, sino que también permitió a los ingenieros superiores de procesos agilizar la formación de nuevos operarios.

Siguiendo las instrucciones detalladas de sus aplicaciones Tulip , los nuevos operarios ahora se autoforman y aprenden nuevas habilidades mucho más rápido que antes. Como resultado, el ingeniero jefe de procesos pudo reducir los tiempos de formación de los nuevos operarios en un 75%, al tiempo que soportaba más de mil millones de combinaciones de kits diferentes en sus operaciones. Al equipar a los trabajadores con la herramienta de instrucciones de trabajo adecuada, Dentsply pudo reducir los costes de formación y reducir los errores humanos para mejorar las capacidades de los trabajadores.

Utilizar la visión por ordenador para aumentar el número de operadores

Los sistemas de visión por ordenador pueden ayudar a los operarios a lo largo de un proceso de producción. Estos sistemas siguen los movimientos del operario e inspeccionan el producto a medida que se fabrica. Basándose en el análisis continuo del contexto del entorno de fabricación, el ordenador proporciona asistencia y realiza las comprobaciones de calidad pertinentes.

El líder mundial de máquinas-herramienta de corte, DMG MORI, aumentó su estación de montaje utilizando exactamente este sistema de visión por ordenador y las cámaras disponibles en Intel .

DMG MORI integró Tulip's Light Kit con Vision para guiar las operaciones Pick-to-Light. A diferencia de los sensores de haz de rotura, Vision detecta fácilmente los cambios en cada contenedor con una sola cámara, de modo que los operarios pueden recibir información inmediata cuando intentan coger un componente del contenedor equivocado.

Con la visión por ordenador, los fabricantes pueden ofrecer una gama mucho mayor de productos sin sacrificar la productividad ni la calidad. Cuando se utilizan para ayudar a los operarios en línea, los sistemas de visión por ordenador pueden ayudar a los trabajadores fatigados a detectar defectos y proporcionar una comprobación de errores en montajes complejos en los que los trabajadores son propensos a saltarse pasos o a ejecutarlos mal. Con la asistencia de la visión por ordenador en tareas que exigen un gran esfuerzo cognitivo, los operarios pueden centrarse más en la resolución de problemas y en la innovación.

Seguimiento digital de los datos de producción para aumentar la calidad en los montajes de alta mezcla

Magic Tilt es un fabricante de remolques de aluminio y acero galvanizado diseñados para aplicaciones en agua salada. Al tratarse de un taller de gran volumen, no tienen productos "estándar". Cada remolque difiere en tamaño y configuración y las piezas necesarias pueden variar según el pedido.

Como resultado, cuando llegaban pedidos de piezas o reparaciones, los miembros del equipo tenían dificultades para buscar entre cientos de documentos en papel las especificaciones exactas del remolque. Tenían que crear 2 ó 3 piezas hasta conseguirlo exactamente o pedir a sus clientes que les enviaran ellos mismos las medidas exactas.

Desde que incorporaron el seguimiento digital de la producción a sus talleres, el departamento de garantías de Magic Tilt puede extraer la documentación de los remolques, incluidas las imágenes asociadas, las medidas precisas de los soportes, el color de la moqueta y la longitud de las tablas. En lugar de adivinar o pedir a sus clientes que midan sus remolques, Magic Tilt puede ahora entregar las piezas de recambio correctamente a la primera, lo que les ahorra costes de desguace y envío.

Utilizar los datos en tiempo real para guiar la iteración

Un líder en la fabricación de embarcaciones de alta gama monta 13 embarcaciones y entre 500 y 600 piezas acolchadas personalizadas al día, con 90 operarios y 400 trabajadores en 36 líneas de montaje.

A pesar del tamaño de sus operaciones, los operarios a menudo carecían de visibilidad en tiempo real sobre las piezas a medida que pasaban de la materia prima a los productos acabados. Los ingenieros de procesos intentaban realizar estudios de tiempos y otros análisis, pero su recogida manual de datos no podía seguir el ritmo y las exigencias de las operaciones. Esto impedía a las líneas de producción iterar sobre sus procesos.

Gracias a la recopilación de datos en tiempo real a través de la aplicación Tulip , los ingenieros superiores de procesos pueden ahora aumentar la visibilidad de la producción mediante la recopilación automática de datos. En cuestión de días, pudieron empezar a realizar datos granulares como los tiempos de ciclo en tiempo real. Estos datos les permitieron identificar a los operarios por encima y por debajo de los tiempos medios previstos, así como las líneas de montaje que necesitan atención o corrección inmediata. Con esta información, Tulip puede ahora proporcionar información específica en tiempo real a los operarios y tomar decisiones basadas en datos en tiempo real para resolver los cuellos de botella de la producción.

Utilizar la impresión 3D para crear prototipos más rápidamente

Las impresoras 3D tienen el potencial de acelerar enormemente el diseño y la creación de prototipos. Los ciclos iterativos se acortan a medida que las nuevas versiones de los productos se prueban en una fracción del tiempo. De hecho, ya no es necesario diseñar y fabricar nuevos prototipos en un proceso que puede llevar meses. En su lugar, simplemente se imprimen y se prueban inmediatamente. De este modo, los productos se prueban pronto y con frecuencia, y se introducen mejoras con cada versión. El resultado: productos finales óptimos que satisfacen las demandas de los clientes.

La impresión en 3D también hace que la personalización en masa sea realista para los fabricantes. Por ejemplo, la impresión 3D está transformando la industria de la joyería al permitir la producción rápida de piezas personalizadas muy detalladas. La impresión 3D permite a los fabricantes ser mucho más flexibles ante las cambiantes demandas de los clientes.

La metodología Agile lleva casi dos décadas en el candelero. El 41% de las organizaciones encuestadas por McKinsey afirman que sus empresas han implantado completamente o están en proceso de implantar una transformación Agile en toda la empresa. Sin embargo, sólo en los últimos años han surgido tecnologías que permiten la agilidad en el sector de la fabricación. Ahora, existe un potencial prometedor para que las empresas de fabricación se unan a la revolución digital y dejen atrás el pasado.