1. INTRODUCCIÓNJohn crane es una empresa metalmecánica que se dedica a la fabricación de refacciones diversas, para el ensamblado de sellos industriales. Se funda en USA en los 60´s debido al crecimiento y demanda del producto forman varias sedes, dentro de las cuales se encuentra John crane MMC Tepotzotlán, Estado de México. La empresa cuenta con un aproximado de 120 empleados distribuidos en los departamentos de:

Producción Administrativos Almacén Mantenimiento Intendencia

El presente trabajo se enfocara específicamente al departamento de producción de maquinado el cual cuenta con 30 tornos CNC, 28 centros de maquinado CNC, 10 rectificadoras CN, 12 brazos machueleadores, tiene una capacidad instalada de aproximadamente 30,000 piezas al mes. Con un diverso número de productos que integran su catálogo. Esta producción es 100% interna ya que MMC es encargada de suministrar los componentes a la matriz principal de ensamblado donde se le da el valor agregado al producto.

Uno de estos componentes es mangas LT, TAB, CODE 320, SLEEVE PUMPING. Las cuales son procesadas en la celda llamada live tools, donde nos encontramos con la problemática de baja producción y pérdida de tiempo en el cambio de producto y/o preparación de las maquinas.

1.1. INTRODUCCIÓN AL SMEDANTECEDENTES HISTÓRICOSEsta técnica es desarrollada por el japonés Shigeo Shingo (S.S.); a continuación se mencionan las actividades más relevantes de este personaje desde su nacimiento hasta la obtención del concepto de la técnica del SMED:• 1909 Nace en Saga Japón.• 1930 Se gradúa como Ingeniero Mecánico y trabaja en la planta de Ferrocarriles de Taiwán.• 1937 Toma la especialidad de Ingeniería Industrial.• 1955 Trabajando en la planta de Toyota inicia la aplicación de la Ingeniería Industrial.• 1962 Trabajando para Matsushita Electronics, capacita a 7000 Ingenieros en Ingeniería Industrial.• 1970 Desarrolla el concepto de producción con “cero defectos”.• 1977 Consolida el concepto del SMED.• Desde 1979 inicia a dar conferencias en Alemania, Suiza y Estados Unidos.

En 1950 trabajando para Mazada S.S. llevo a cabo una investigación de mejora de eficiencia.

S.S. insistió en realizar una inspección directa para hacer un análisis de producción de una semana de duración, a pesar de la resistencia del jefe de área que pensaba que era una pérdida de tiempo.

Al tercer día del análisis se tuvo que hacer un cambio de molde en la prensa, el operador que estaba haciendo el cambio de molde necesitaba un perno y tardo aproximadamente una hora en concluir que no lo iba a encontrar. Para resolver el problema del perno, se lo quito a otro molde y lo corto a la medida. Lógicamente este perno haría falta en el molde al que se lo había quitado.

S.S. concluyo que las operaciones de cambio están compuestas por dos tipos:

OPERACIONES DE CAMBIO EXTERNAS:

Actividades que se pueden realizar con la maquinaria funcionando.

OPERACIONES DE CAMBIO INTERNAS:

Actividades que se pueden realizar con la maquinaria sin funcionar.

En 1957 realiza un estudio en los astilleros de Hiroshima, después de realizar un análisis de la producción, se da cuenta de que el proceso de marcar el centro y dimensionar la base de la máquina de un rectificador, se realizaba en la misma base del rectificador y piensa:

“¿Por qué no tener una segunda base para hacer el cambio por separado?”, de esta manera se podrían cambiar las bases al pasar de un lote a otro reduciendo el tiempo de cambio. En la segunda visita que realizo observo que el tiempo de cambio se había reducido un 40 %.

En 1969 en la planta de Toyota observo que un cambio de molde en una prensa de 1000 toneladas se realizaba en 4 horas, mientras que en la planta de Volkswagen en Alemania estaban haciendo cambios de molde en menos de 2 horas.

Después de 6 meses de trabajo lograron disminuir el tiempo de cambio a menos de 90 minutos como consecuencia de la aplicación del SMED.

DEFINICIÓN DE SMED

Se conoce como SMED (Single Minute Exchange of Dials), a la técnica para realizar cambios rápidos de herramentales (troqueles, punzones, moldes, etc.), eliminando las actividades que retrasan el cambio al ejecutarlas mientras la maquinaria o equipo están en operación.

MÉTODO ANTERIOR DE TRABAJO.

Generalmente se pensaba que una producción diversificada y en volúmenes pequeños, siempre tenían influencia negativa en la productividad de la compañía. Esto se basaba en que el tiempo de preparación de cambios de herramentales es variable y para optimizar el tiempo de operación de la maquinaria se fabrican grandes lotes de producción.Cuando se diversifica la producción, se disminuye inevitablemente la cantidad producida de cada modelo ya que para lograr una producción diversificada se requiere un mayor número de cambios de herramentales.

Al producir en grandes lotes se tienen las siguientes ventajas:

• El tiempo de operación por unidad disminuye entre mas grande sea el lote.

• Al generar inventarios se tiene una carga de trabajo nivelada.

• El inventario sirve de “colchón” amortiguando problemas cuando aparecen defectos o cuando la maquinaria se descompone.

• El inventario puede ser utilizado para responder rápidamente ante pedidos urgentes.

Al producir en grandes lotes se tienen las siguientes desventajas:

• Almacenar inventarios requiere invertir en equipo para contención (contenedores metálicos, tarimas, cajas, etc.), lo cual incrementa los costos que generalmente no son pagados por los clientes.

• El transporte y almacenamiento del inventario además de ocupar espacio físico, requerirá horas hombre, energéticos, combustible, etc.; para su manejo.

• El inventario corre el riesgo de volverse obsoleto y para poder ser vendido, este deberá será menor precio o en definitiva se desecha.

• La calidad de los inventarios se deteriora a lo largo del tiempo, por ejemplo la oxidación en partes metálicas nos llevara a realizar un re trabajo además de una reinspección antes de vender o utilizar las piezas.

TÉCNICA PARA APLICACIÓN DEL SMED.

A continuación se mencionan las etapas para la aplicación del SMED, es importante recalcar que esta es una técnica que se aplica principalmente para realizar cambios rápidos en la industria, pero al analizarla podemos observar que el SMED se puede aplicar en una gran variedad de eventos cotidianos.

ETAPA 1: REVISAR EL MÉTODO ACTUAL DE TRABAJO

Consiste en definir cuál es el cambio de herramental que toma mayor tiempo, se tiene que realizar una lista de actividades paso a paso del proceso actual con los tiempos que toma cada operación y finalmente el tiempo total del cambio de molde, de esta forma se podrá ir evaluando si en verdad se están reduciendo los tiempos actuales, además de que observaremos al final cual será el proceso resultante.

ETAPA 2: IDENTIFICACIÓN DE OPERACIONES.Teniendo la lista de actividades y los tiempos de ejecución de estas, identificar a cada actividad actual como:OPERACIONES DE CAMBIO EXTERNAS (E).OPERACIONES DE CAMBIO INTERNAS (I).

ETAPA 3: CONVERSIÓN DE OPERACIONESRevisando la tabla de actividades ya identificadas y con el apoyo de un equipo multidisciplinario (formado por las áreas de Producción, Mantenimiento, Manufactura, Compras, Almacén, Calidad e Ingeniería), apoyados por la alta dirección de la compañía; se va a determinara COMO convertir las operaciones de cambio internas a externas.Esta etapa es crítica porque se partirá de realizar los cambios utilizando los recursos actuales que se tengan en la empresa, y cuando estos no existan será necesario realizar inversiones para la adquisición de materiales y equipos para la conversión de actividades.Se estima que el tiempo promedio para tener por listos los materiales y equipos para iniciar la etapa de conversión sea de 2 a 4 semanas.

ETAPA 4: SIMPLIFICACIÓN Y MEJORA DE OPERACIONESConcluida la etapa anterior, ahora viene el poner en práctica lo planeado.Retomando la tabla de actividades, hay que iniciar la fase de entrenamiento con el personal que realizara los cambios de herramentales, revisando las actividades en una aula para indicar la nueva de forma de realizar el cambio .Una vez que se ha comprendido teóricamente el nuevo procedimiento, se procederá a ejecutarlo en piso las veces que sea necesario hasta perfeccionar el método.En nuestra tabla de actividades se deberán actualizar los tiempos anotando CERO en aquellas actividades que se cambiaron de internas a externas, y obtener los nuevos tiempos para realizar la comparación en el método actual contra el nuevo método de trabajo.Es necesaria la participación de tiempo completo de las áreas que directamente estarán involucradas con el resultado final en el cambio rápido de herramentales, estas áreas son:Producción, Manufactura, Mantenimiento y Calidad.Referencias Shingo Shigeo., (2003) “MANUAL DE HERRAMIENTAS DE CLASE MUNDIAL” ISS Consultores, México,Capitulo 3, Pág. 1-13

2. Objetivos del la investigación.

OBJETIVO GENERAL

Implementar la herramienta SMED en el área de producción de la empresa John crane (live tools), para la reducción de tiempos de montaje de herramental al hacer un cambio de producto, con el propósito de incrementar la producción y cumplir con la demanda del mercado.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Detectar los principales problemas en el montaje de herramienta. Disminuir el tiempo de cambio de moldes. Reducir los tiempos muertos por paros. Utilizar herramientas de cambio rápido capton. Estandarizar estaciones de la torreta de los tornos CNC. Hacer el cambio de usillo o Chuck, para realizar cambios de mordazas

rápidamente.

3. Diagnostico del Problema.

La tendencia actual de los sistemas productivos se encamina hacia la producción justo a tiempo y por ende a la calidad total, para elaborar productos adaptados a los requisitos del cliente y con esto adecuar todos los recursos a los procesos, maquinas, herramentales y talento humano necesario que garantice la demanda del mercado y cumplir con todas y cada una de las especificaciones de calidad que se requieren.

Esto ha orillado a todas las empresas a centra la mayoría de sus esfuersos en la utilización de diversas herramientas para el control de la producción, que pueden ayudar a mitigar estos impactos en cuestión, de baja calidad y productividad, así como tiempos muertos y desperdicios de materiales.

En la actualidad ninguna empresa, por muy exitosa que esta sea, puede decir que ha podido erradicar por completo las problemáticas de esta naturaleza, tal vez han conseguido aminorarlos y controlarlos, pero estos son inherentes al proceso mismo y al talento humano que los integra.

Este es el caso de John Crane, que por el tipo de proceso con el que cuenta (ya mencionado en la Introducción) su principal problema deriva del excesivo consumo de tiempo productivo que se utiliza en el cambio de herramentales de sus maquinas al igual que se contaba con herramienta obsoleta que se utilizaba para dicho cambio, lo cual ocasionaba los siguientes problemas:

Pésima calidad en el maquinado de las piezas. Tiempos muertos excesivos. Piezas vibradas y/o golpeadas. Paro por falta de sujeción de piezas;

que por consecuencia se ve reflejado en la productividad y por lógica en el incremento en el costo de producción, ya que el realizar los cambios muy lentos ocasiona pérdidas a cualquier empresa.

Debido a la poca flexibilidad que existe en los procesos para realizar cambio de herramental rápido y a la baja producción cuando estos se realizan, se ha decidido implementar la técnica SMED. Buscando de esta forma realizar el trabajo más simple y rápido para crear de esta manera procesos competitivos. Que puedan estar al nivel de competencia que el entorno global demanda.

4. Plan de acción

Con el fin de disminuir los paros por cambio de producto, y aumentar la productividad del departamento, es necesaria la implementación de la herramienta lean manufacturing llamada SMED. Por ello el plan de acción es el siguiente:

1. ¿Qué y cómo se hará para implementar exitosamente SMED? Avisar a la gerencia y contar con el apoyo para la realización de este

proyecto. Dar aviso al personal, por medio del sindicato y supervisor sobre los

planes de la gerencia. Concientizar al personal, de que, estas mejoras son para el bien

común, tanto para la empresa como para ellos. Estudiar las operaciones del proceso y destacar las que ocasionan

más problemas al momento del cambio de herramienta y producto. Analizar y dar respuesta a las operaciones que se destacaron por

dar retraso al momento de cambio de herramental. Dar seguimiento a estas mejoras. Dar capacitación a los operarios sobre la nueva forma de trabajo e

inculcar en ellos la mejora continua.2. ¿Quién llevara a cabo esto?

La gerencia. Encargados de las diferentes áreas involucradas como lo son

producción, mantenimiento y almacén. Responsable del proyecto ingeniero industrial.

3. ¿En dónde, y por cuánto tiempo se tardara en implementar SMED? Lugar John Crane, específicamente en el área de producción. El tiempo aproximado que se calcula para la realización de este

proyecto es de 3 a 4 meses (basándonos en fuentes bibliográficas ReferenciasShingo Shigeo., (2003) “MANUAL DE HERRAMIENTAS DE CLASE MUNDIAL” ISS Consultores, México,

Capitulo 3, Pág. 1-13.)4. ¿Qué recursos son necesarios?

Talento humano (gerentes, responsables de áreas, supervisores y operarios)

Maquinaria y herramienta. Financiamiento para la compra de herramientas (en caso de que se

necesite).

5. Fases del cambio.

1. Fase de identificación de problemas: En esta fase el objetivo es identificar los principales puntos que afectan y retrasan la producción debido a su complejidad para el cambio de herramienta.

2. Fase de conversión de operaciones: En esta fase se analizaran, las operaciones detectadas en la fase 1, con el propósito de transformar las operaciones internas a externas, si es que, se puede hacer, o en su buscar alternativas para acortar el tiempo de cambio.

3. Fase de toma de decisiones: en esta fase, se toma toda la información recabada en los puntos anteriores, se analiza y evalúa, para que en función de esta, se tomen las medidas pertinentes para mejorar el proceso de cambio de herramental, ya sea comprando mecanismos que hagan más fácil el montaje de las herramientas, dividir las maquinas en grupo de familias de productos, para estandarizar el proceso, capacitar al personal para realizar mas rápido el cambio de estas herramientas etc.

4. Fase de seguimiento y mejora continúa: En esta fase, los responsables del proyecto así como la gerencia y responsable de área, están obligados a dar seguimiento a todas las actividades diseñadas para el mejoramiento del proceso, para detectar posibles problemas que no fueron descubiertos en la fase inicial y darles solución.

Los trabajadores serán capacitados y se fomentara en ellos la cultura de la mejora continua, para obtener los resultados esperados del proyecto.

6. Implementación de mejoras y beneficios del cambio.

Para poder establecer las mejores

Primero como se menciono con anterioridad, se realizó el análisis sobre lo que nos generaba más pérdida de tiempo en cuanto al montaje. Se observó que las principales causas eran que las herramientas utilizadas se encontraban en mal estado y sobre todo su vida útil había llegado a su fin y que eran obsoletas.

El principal problema radicaba en que, para hacer el montaje se necesitaba retirar una gran cantidad de tornillos opresores, para poder montar las diferentes herramientas de corte, para el cambio de las diferentes familias de productos, ya que eran los que retrasaban el montaje de las mismas y por consiguiente del proceso. Debido a la demora que esta actividad daba al cambio, se tomo la decisión de comprar herramientas capton, que son conocidas como de cambio rápido, estas herramientas están diseñadas de tal forma que solo basta con colocar y girar una llave universal y listo.

beneficiosantes después

Antes DespuésCambio de herramientas(O.I) Cambio de herramienta (O.I)

Entrada de llave universal, gira y se retira la herramienta de corte y se coloca otra, de acuerdo al producto.

Herramientas antes. Herramientas después

El tiempo de preparar herramientas para el cambio era de aproximadamente 2 min. (O. interna)

Desatornillar el herramental, se llevaba un tiempo aproximado de 10-15 min (dependiendo de la agilidad de operario y el estado de su herramienta)

Hacer el montaje de herramental y ajustar adecuadamente, equivalía aproximadamente a 12- 18 min. (dependiendo de la agilidad de operario y el estado de su herramienta).

Esto representaba el atraso de la producción y un porcentaje de tiempo muerto elevado.

Tiempo de preparar herramienta para el cambio pasó de 2 min a tan solo 10 seg. (de O. interna se transformo a operación Externa).

Desatornillar paso de 10 - 15 min a 3 – 5 min. (sigue siendo o. interna.)

Hacer montaje paso de 12- 18 min a 3- 5 min.

Esto representa un ahorro de tiempo del 72 % que pasaría de ser tiempo muerto a tiempo productivo.

El siguiente problema que se detecto era el tipo de Chuck o usillo. El usillo estaba compuesto por piezas conocidas como mordazas que eran ajustables al mismo, esto representaba al operador un trabajo muy laborioso, complejo y poco preciso, ya que, por la presión a la que estaba sometido dado por el retraso del proceso, se presentaban complicaciones reiterativas en el ajuste, esto quiere decir que el agarre era insuficiente y poco seguro. Entonces se optó por hacer el cambio de Chuck o usillo por uno de cambio de mordazas rápidas lo cual consiste en tener varios cambios de mordazas maquinadas a un diámetro establecido para cada materia prima de cada producto.

Antes Después.

mordazas rápidas

beneficiosAntes después

Atraso en la producción. Poca precisión en el ajuste de

mordazas, tiempo de operación de 40 a 50 min.

Con el montaje de mordazas se redujo el tiempo a 20 minutos.

Esto representa un 55.5% de tiempo muerto que pasa

hacer tiempo productivo.

Otro problema que nos enfrentamos fue al de hacer muchos cambios innecesarios de herramientas de corte que siempre se ocupan para la tarea de torneado, así que se estandarizaron estaciones en las tres máquinas para que esas herramientas que eran mayoría no se movieran pero para conseguir eso tuvimos que meter familias similares con capacidades de materia prima de diámetros de una pulgada hasta un máximo de diámetros de 5 pulgadas,

Familias de productos para la estandarización de las maquinas

Antes Después.

Herramientas que siempre se utilizan en el maquinado de las tres familias. (o. Interna)

No existía esta clasificación.

Así es como queda el montaje de las herramientas fijas (se elimina operación de cambiar estas herramientas.

Estandarización de las tres maquinas y su clasificación de herramientas.

Beneficios:

El principal benéfico que se dio con esta implementación fue la reducción, del tiempo de cambio de herramental que era de 1.30 hrs a tan solo 30 min aproximadamente, no se pudo pasar el tiempo a un solo digito como lo establece SMED, pero considerando la reducción del 61% , podríamos decir que esta implementación es beneficiosa para la empresa.

7. Conclusión

El SMED es una técnica que permitirá la supervivencia de las empresas a mediano y largo plazo, porque su adecuada aplicación nos ayudara a reducir los tiempos de cambio de herramentales de tal manera que la capacidad de planta será incrementada y así se podrá tener disponibilidad para atraer nuevos proyectos.

A lo largo de este trabajo podemos ver que el SMED ofrece los siguientes beneficios:

• Reducción de los tiempos de cambio de herramentales.

• Mejora la calidad de los productos y procesos.

• Aumenta la flexibilidad de la empresa.

• Reducción del tiempo de respuesta a los clientes.

• Eliminación de exceso desperdicios.

• Reducción de retrabajos, reprocesos y desperdicios.

• Mejora la utilización del espacio físico.

• Minimización de inventarios de producto final y en proceso.

• Se crea un ambiente de trabajo más ergonómico.

• Eliminación de productos obsoletos.

La aplicación del SMED en la actualidad es una herramienta de gran valor en las empresas, ya que como en cualquier compañía para lograr la supervivencia en el mercado nos lleva a crear nuevas estrategias de venta, nuevos métodos de trabajo y reducción de gastos de operación al mínimo para incrementar los márgenes de utilidad.

Además es necesario ofrecer a los clientes actuales y potenciales, una diversidad de productos y/o procesos que le permitan a la compañía seguir siendo un proveedor atractivo para seguir operando y generar fuentes de empleo.