tarjetas kanban

Kanban y Heijunka: Qué son y cómo funcionan

Kanban y Heijunka son dos de las herramientas clave para lograr estabilizar la demanda hacia la planta y así evitar los golpes que llegan desde la cadena de suministro. En este artículo explicaremos a detalle de dónde vienen, cómo funcionan y lo más importante, cómo se calculan para ser implementadas en el piso de manufactura.

Qué es Kanban

Primero que nada, vamos a comprender qué es Kanban. Literalmente, la traducción significa letrero o tarjeta. En la práctica, es un dispositivo de señalización que da autorización e instrucción para la producción o retirada de productos en un sistema de manufactura Pull.

En otras palabras, Kanban es una herramienta para transmitir la información de la demanda y convertirla en órdenes de surtido para los centros de distribución, que a su vez se convierten en órdenes de producción para la planta.

Kanban funciona en un sistema Pull, en el que producimos en base a la venta, a diferencia de un sistema Push, en el que producimos para vender y empujar el producto hacia los clientes.

En el mundo de la manufactura, la implementación de este sistema, que le da voz a los materiales, normalmente se ha llevado a cabo por medio de la utilización de Tarjetas Kanban.

Tipos de Tarjetas Kanban

tarjeta kanban

Las Tarjetas Kanban son el ejemplo más común de la implementación del sistema de comunicación de los materiales en un entorno Pull. Usualmente, están hechas de papel y se cubren con sobres transparentes de vinil o plástico.

La información básica que deben mostrar es la siguiente:

  • Nombre de la Parte
  • Número de la Parte
  • Proveedor (Ya sea interno o externo)
  • Cantidad del empaque
  • Ubicación de almacenamiento
  • Ubicación del proceso consumidor
  • Frecuencia de retirada

Sin embargo, el sistema no obliga a la utilización de tarjetas para cumplir esta función. Es común encontrar que se utilicen placas de metal triangulares, señales electrónicas, marcas en los contenedores o cualquier otro dispositivo que pueda transmitir la señal que es vital hacer llegar al proceso subsecuente para continuar la comunicación de los materiales.

Cómo funciona el sistema

Sistema de reabastecimiento de Productos o Materiales

Como lo mencionamos anteriormente, el sistema Kanban es una herramienta que le da voz a los materiales y permite que se comuniquen entre ellos. Además, Kanban es una herramienta que nació para evitar la sobreproducción (que es el peor de los desperdicios) ya que transmite la demanda del mercado directamente a las necesidades de producción. De esta manera se produce lo que se necesita, cuando se necesita, en la cantidad que se necesitan.

Así funciona el sistema Kanban combinado con Heijunka

Tipos de Kanban

Fundamentalmente, hay 2 tipos de Kanban:

  • El Kanban de Producción: es fundamentalmente un pedido que se hace a la planta. Por lo tanto, cuando se consume una de estas tarjetas, se detona la producción para reabastecer su disponibilidad en el supermercado de producto terminado (o almacén de producto terminado).
  • El Kanban de Retirada: especifica tanto el tipo como la cantidad de productos (o partes) que un proceso subsecuente deberá retirar de algún proceso precedente.

Cálculo de Tarjetas Kanban

Al implementar una estrategia Pull una de las herramientas que utilizaremos en el sistema son las Tarjetas Kanban. Como seguramente recuerdas, cada tarjeta Kanban es una unidad de inventario, es por ello que es de mucha importancia calcular de manera correcta el número total de tarjetas que están en el sistema.

El cálculo total depende del nivel de seguridad que queramos tener en nuestro inventario. Por lo general, la fórmula incluye factores que aumentan el inventario almacenado considerando el consumo de producto en el ciclo medido, el tiempo de entrega para reabastecer el producto y un inventario de seguridad para amortiguar las variaciones en la demanda.

En el caso del cálculo de un Kanban de Producción, la fórmula se expresa de la siguiente manera:

Formula del Kanban de Produccion

En el caso de un Kanban de Retirada, la fórmula se expresa de la siguiente manera:

Formula del Kanban de Retirada

La importancia de la nivelación de la producción

Kanban es una herramienta espectacular para producir sólo lo que la demanda está solicitando.

Desde un punto de vista de consumo de materia prima y almacenamiento de producto terminado, suena como algo muy evidente. Sólo voy a producir o fabricar lo que los clientes quieren, cuándo lo quieren y en la cantidad que lo necesitan. Sin embargo, eso representa casi siempre un sinnúmero de problemas para el área de producción.

Imagina que hoy te pidieron 100 unidades de tu producto. Si seguimos estrictamente las normas del mercado, debemos producir 100 unidades del producto. Si mañana solo te piden 1, solo produciremos 1 unidad.

En términos de la planta, esto es terrible. Imagina la variabilidad que implica producir 100 piezas hoy y una sola mañana. Esto tiene implicaciones en la mano de obra, los pedidos de materia prima, la estabilidad de los procesos… es una acción que puede sacar completamente de balance a una organización.

Si analizamos el efecto hacia los proveedores, se genera el famoso efecto látigo. Una pequeña acción de variabilidad que tiene un efecto exponencial al momento de trasladar sus efectos en la cadena de suministro.

Es por ello vital, el lograr la nivelación de la producción para mitigar los efectos que la variabilidad de la demanda tienen sobre la producción. En japonés, este proceso de nivelación es conocido como Heijunka.

Qué es Heijunka

Heijunka significa:

Nivelación de la carga de producción, y es un concepto que parte de una premisa básica:

Lo ideal para cualquier planta de manufactura es producir siempre lo mismo, en la misma cantidad y al mismo ritmo. Imagina esta planta de manufactura en la que siempre pasa exáctamente lo mismo.

En un entorno de producción en el que tenemos Heijunka implementado, pasaremos de fabricar todas las partes A en la mañana y las partes B en la tarde a una fabricación intercalada de A y B en los lotes más pequeños posibles.

El gran beneficio de Heijunka es que nos permite cumplir con las exigencias de los clientes sin la necesidad de sobreinventariarnos. Por lo tanto los inventarios, el capital de trabajo, la mano de obra y el tiempo total de producción, mejoran al implementar esta herramienta.

El Marcapasos de la producción

En los sistemas de producción tradicionales en los que utilizamos un MRP para empujar la producción, se generan diversos calendarios y programas para detonar la producción en diferentes procesos. Usualmente, este método genera confusión que termina convirtiéndose en sobreproducción.

En cambio, en los sistemas pull sólo encontramos un punto donde se determina el ritmo de fabricación que detonará la ejecución de todos los procesos: llamamos a este punto el Marcapasos de la producción.

El Marcapasos de la producción, se encuentra usualmente al final de nuestro proceso, en el punto más cercano posible al lugar donde se genera la demanda (casi siempre se encuentra en el área de ensamble final).

Debido a que el Marcapasos es el proceso que usualmente determina el ritmo de producción, suele confundirse con el cuello de botella. Esta es una definición errónea. El cuello de botella está determinado por aquel proceso interno que determina el ritmo máximo de producción.

En cambio, el proceso Marcapasos “late” a la velocidad con la que están comprando los clientes. Llamamos a este tiempo Takt Time o tiempo de batuta.
Uno de los beneficios que obtenemos al implementar una producción de acuerdo a la velocidad obtenida por el proceso marcapasos es que podemos lograr que todos los procesos internos de la planta fluyan conectados entre si, como si estuvieran todos en una banda transportadora.

Si no hemos logrado este nivel de conexión en los procesos, o nuestra disponibilidad de operación es menor a 75%, tendremos muchos problemas para implementar un sistema Pull exitoso.

Heijunka: Cómo decidir la secuencia de producción

Niveles de Heijunka

Si bien, en teoría tanto Kanban como Heijunka suenan como la panacea a todos los problemas de la producción, en la práctica no siempre sucede así.Podemos tener complejidades heredadas debido a la alta variabilidad de la planta y podemos tener confusiones respecto a la implementación del sistema. Al momento de planear una estrategia de Heijunka en la planta son dos decisiones las que debemos tomar. Primero que nada, debemos decidir cual es la cantidad total de producto que fabricaremos en un día. Este es el primer nivel de Heijunka y lo llamaremos Heijunka de nivelación. Al implementarlo, aseguramos que todos los días, la salida de producto terminado sea la misma.

La segunda decisión que debemos tomar es referente a la combinación de productos que fabricaremos. El segundo nivel de una implementación de Heijunka es lograr que la mezcla de producción siempre será la misma. Es decir, podemos esperar que todos los días salgan de la planta la misma cantidad de productos, siempre con una mezcla constante.

Cálculo de la nivelación de la producción

Ahora bien, esto en teoría suena ideal: una planta que siempre hace lo mismo. La misma cantidad total de producción y la misma mezcla de producto, pero.. ¿Cómo podemos lograr esta combinación ideal?

Vamos ahora a hacer un ejemplo para entender cómo podemos determinar una secuencia de producción que nos ayude a nivelar la carga de la planta, las entregas y los inventarios.

Imagina el siguiente escenario. Hay una planta que tiene 1 tipo de producto. Lo llamaremos Producto A. Este producto tiene una demanda diaria de 720 piezas y se entrega en una caja de 8 piezas.

Del lado de producción, es un producto bastante sencillo, que tiene un tiempo de ciclo de 32 segundos.

En esta planta tenemos una disponibilidad de 7.5 horas al día para trabajar y sólo se trabaja un turno.

Resumen de la información

Tiempo Disponible

7.5 Hrs / Día

Demanda Diaria

720 piezas

Tamaño de Lote

8 Piezas

Tiempo de ciclo

32 segundos

Cálculo de Nivelación Total

Lo primero que tenemos que hacer es verificar si nuestro proceso es capaz de fabricar a la velocidad que la demanda está solicitando el producto. Para hacer esto calculamos el Takt Time.

Fórmula Takt Time

Al calcular el Takt Time de nuestro proceso obtenemos el siguiente resultado:

Ejemplo de Cálculo de Takt Time

Nuestro tiempo de Ciclo es de 37 segundos, esto quiere decir que nuestro proceso es completamente capaz de satisfacer la demanda.

Ahora solo tenemos que preocuparnos de no sobreproducir; ya que tenemos una mayor capacidad de producción que la demanda de nuestro producto. Para hacer esto, debemos de enviar una orden de producción al ritmo adecuado. Este envío de órdenes se conoce como Pitch (al igual que un Pitcher de beisbol, “Pitchearemos” órdenes al ritmo adecuado para evitar la sobreproducción).

El Pitch se calcula de la siguiente manera:

Fórmula Pitch Heijunka
La fórmula del Pitch nos ayuda a determinar cuánto tiempo necesitamos considerar para producir un lote de entrega al cliente. Al calcularlo en este caso, obtenemos el siguiente resultado:

ejemplo del cálculo del pitch

Ya hemos calculado la duración total del Pitch. Esto quiere decir que cada 300 segundos enviaremos una orden de fabricación para producir un lote del Producto A.

Un método eficaz para asegurar que no estamos sobreproduciendo, es utilizar un Tablero Heijunka. Este tablero será diseñado de acuerdo al Intervalo de Pitch disponible en cáda turno.

Cálculo del intérvalo del pitch
Esto quiere decir que tendremos 90 espacios disponibles para producir un lote de entrega a los clientes. El tablero Heijunka se vería de la siguiente manera:

Así se hace un tablero heijunka

Para tener una producción balanceada, en cada uno de los espacios disponibles tendríamos oportunidad de colocar órdenes de producción (O Tarjetas Kanban) de acuerdo a los pedidos del cliente.

Hasta este punto del ejercicio, ya hemos balanceado la producción total de la planta. Es decir, ya aseguramos que la carga diaria de la producción sea siempre la misma; sin embargo, no hemos llegado a hablar de la mezcla. Vamos a ver qué influencia tiene la introducción de un nuevo producto en nuestra línea de producción.

Cálculo de la nivelación de la Mezcla

Hemos llegado a una nueva negociación con nuestro cliente. Recientemente ha descubierto que también hay una oportunidad en el mercado para comercializar el producto que le entregamos sin pasar por el proceso de pintura. Por lo que hemos llegado a una negociación en la que le entregamos la misma cantidad total de productos diarios (720) sin embargo, la proporción de los mismos cambiará.

80% de los productos serán del tipo A y el 20% restante serán productos tipo B. Gracias a que no es necesario aplicar tanto trabajo pintando al producto tipo B, hemos conseguido que su tiempo de ciclo sea de 16 Segundos.

Resumen de la información:

Tiempo Disponible

7.5 Hrs / Día

Demanda Diaria

720 piezas

Tamaño de Lote

8 Piezas

Tiempo de ciclo Producto A

32 segundos

Tiempo de ciclo Producto B

16 segundos

Proporción de Producción A

80%

Proporción de Producción B

20%

¿Cómo podemos hacer para combinar estos productos de manera balanceada en la línea de producción?

Lo primero que vamos a hacer es calcular el Takt Time individual para cada uno de los productos. Tomando en cuenta la proporción de la demanda para cada uno de los productos, tenemos que el consumo diario del Producto A será de 576 piezas y de Producto B de 144 piezas.

Vamos a utilizar la demanda individual de cada producto para determinar la proporción de órdenes que debe haber del producto de mayor demanda respecto al producto de menor demanda.

cálculo de la proporcion de la produccion

Esto quiere decir, que debemos de producir 4 veces más de cada producto A, respecto a cada producto B.
En el tablero Heijunka, esas órdenes se verían de la siguiente manera:

Tablero Heijunka

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