Reducción de Costos de Desecho: Estrategias Comprobadas para la Eficiencia en Fabricación

De todos los componentes que componen la estructura de costos de bienes manufacturados, el costo de material es uno de los más costosos para casi cualquier industria. Por supuesto, sin materias primas y componentes, no habría producción. Pero si se rechaza demasiado material por fuera de calidad, puede impactar significativamente los márgenes de ganancia de una empresa. ¡Incluso solo el tooling puede ser costoso!

En todas las industrias, el material rechazado se denomina desecho (scrap). Pocas cosas captan la atención de la gerencia como las altas tasas de desecho. El tema es tan crítico que, similar a la utilización de mano de obra y equipos, los programas para reducir el desecho casi siempre forman parte de las iniciativas de mejora continua de los fabricantes.

Los fabricantes deben tener en cuenta la tasa de desecho en lugar de centrarse únicamente en crear la máxima producción, de lo contrario, las ganancias sufrirán un golpe significativo.

Pero, ¿qué exactamente entra en la categoría de material "desecho"? ¿Y cómo pueden los gerentes trabajar activamente para reducir la cantidad de desecho generado? Exploramos el concepto de desecho, cómo calcular su tasa de desecho y exploramos estrategias para reducir el desecho y el retrabajo de su operación.

¿Qué es el Desecho?

El desecho de fabricación es el material inutilizable de una operación de fabricación que será descartado.

El desecho puede subdividirse en varias categorías mientras se usa como definición general para todo material rechazado. Primero, está el desecho que se rechaza en forma de materia prima. Puede ser debido a deterioro, o puede ser debido a características de rendimiento fuera de especificación, como resistencia a la tracción o punto de rotura. Este material no ha tenido procesamiento adicional o procesamiento parcial agregado.

Segundo, está el desecho que ha sido parcialmente procesado. Muchos bienes manufacturados se producen en etapas de un proceso de producción, y el fallo en cualquier paso puede significar que la pieza debe ser rechazada. Esto es más costoso que desechar materia prima, ya que la pieza parcialmente terminada ha tenido algo de mano de obra con valor agregado.

Tercero, los productos terminados deben desecharse debido a no cumplir especificaciones. Algunos pueden retrabajarse agregando mano de obra para ajustar la pieza o convertirla en algo más. Otros pueden requerir desecho completo si no se puede realizar retrabajo.

Este es un ejemplo de una pieza de desecho. En este caso, una falla de herramienta (la fresa de extremo rota en la parte inferior) causó que la pieza se desarrollara ligeramente fuera de especificación. Sin forma de retrabajar este componente, esta pieza tendrá que desecharse, junto con el tooling roto.

Cómo Medir el Desecho en Fabricación: Tasa de Desecho

¿Qué es la Tasa de Desecho en Fabricación?

La tasa de desecho es una medida de calidad de producción y salida que ayuda a los fabricantes a entender la eficiencia de sus procesos. Mientras que una baja tasa de desecho sugiere una operación fabricando con alta eficiencia, una alta tasa de desecho puede significar que la organización sufre de problemas de control de calidad y un nivel más bajo de eficiencia operativa.

¿Cómo se Calcula el Desecho de Fabricación?

Dicho de la manera más simple, la fórmula para la tasa de desecho es simplemente una función del número de unidades inutilizables dividido por el número de unidades totales producidas. (En teoría, esto es lo opuesto al rendimiento de primera pasada, que mira el número de unidades utilizables, o de calidad, producidas dividido por el número total de unidades producidas).

Tasa de Desecho = Unidades Inutilizables / Unidades Totales Producidas

Aplicar valores en dólares a estas piezas de desecho permite a los fabricantes realizar un análisis de desecho de fabricación para determinar el costo total de desecho que el negocio está incurriendo.

También existe un método más complicado (aunque preciso) para medir la tasa de desecho, que tiene en cuenta tipos adicionales de desperdicio para asegurar una visión completa del desecho generado. Planning Master sugiere incorporar estimaciones de estos desperdicios para generar una tasa de desecho más precisa:

• Materiales
• Tiempo de retrabajo
• Energía
• Manipulación
• Costo de disposición
• Costo de aseguramiento de calidad

¿Qué Causa el Desecho en Fabricación?

El desecho puede ser causado por una variedad de factores y a menudo es resultado de malos procesos. Típicamente, estos procesos inhiben el mantenimiento, configuración, calidad de herramientas y capacitación.

Todo desecho aumenta el costo, y aquellos que requieren mano de obra adicional elevan esos costos aún más. En entornos de fabricación complejos, hay muchos factores que causan desecho y retrabajo, incluyendo:

• Configuración inadecuada
• Mantenimiento deficiente de equipos
• Mantenimiento deficiente de herramientas
• Calidad deficiente de herramientas
• Error del operador
• Problemas de capacitación
• Procesos manuales
• Errores de comunicación
• Procedimientos ineficientes
• Gestión deficiente de cambios de diseño/especificaciones

Un gráfico de Pareto de piezas rechazadas de MachineMetrics visualiza por qué se rechazaron las piezas. Esto puede ayudar a gerentes de calidad y líderes de mejora continua a ajustar procesos para asegurar que las causas más comunes de desecho se mitiguen.

6 Formas de Reducir el Desecho y el Retrabajo

Muchas metodologías, como Lean y Six Sigma, están diseñadas para ayudar a eliminar desperdicios y mejorar procesos en una operación. Estas metodologías dan a las empresas estructura y un proceso para identificar formas de reducir el desecho. Las técnicas de reducción de desecho incluyen auditoría de procesos, análisis de causa raíz y otros procedimientos formales para impulsar el cambio.

También hay muchos sistemas de software que ayudan a los fabricantes a monitorear sus procesos para asegurar niveles más altos de calidad de producto y desperdicio reducido.

Las soluciones de monitoreo de máquinas pueden ser útiles para capturar datos de producción precisos a nivel de máquina para medir con precisión la cantidad de desecho generado.

La clave para reducir el desecho es la aceptación de gerentes y ejecutivos. Esto puede suceder como parte de una iniciativa de mejora continua más amplia o mediante la implementación de un programa dedicado de reducción de desecho. Aquí hay seis formas de comenzar:

1. Realizar Auditorías de Procesos

El OEE de muchos fabricantes es mucho más bajo de lo que asumen. No es raro que el OEE real esté en el rango del 25-30%, mientras que gerentes y ejecutivos creen que es 20-30 puntos más alto. Esto es porque los procesos se desvían con el tiempo, y los mecanismos de control para contabilizar y ajustar estos cambios siempre han sido manuales.

Realizar auditorías de procesos es el primer paso en cualquier proceso de reducción de desecho. Sin entender el proceso actual tal como ocurre, identificar puntos de desecho sería imposible.

La mayoría del desecho estará relacionado con el desperdicio identificado en las seis grandes pérdidas:

• Averías
• Configuraciones y ajustes
• Paradas pequeñas
• Reducción de velocidad
• Reducción de arranque
• Rechazo de producción

El análisis de causa raíz puede realizarse para cada tipo de pérdida de desecho e implementar cambios de proceso para reducir o eliminar el desecho.

2. Mejorar la Comunicación y la Gestión de Cambios

La fabricación es un proceso rápido, ruidoso y extendido. La comunicación a veces es inexistente entre procesos upstream y downstream, y los errores pueden agravarse como resultado. Lo mismo ocurre con notas y etiquetas escritas a mano, donde la calidad de la caligrafía, falta de claridad y otras deficiencias pueden impactar la siguiente etapa de producción.

Las listas de materiales (BOMs) complejas también son culpables en las cadenas de comunicación en el piso de producción. Si estas deben acompañar a las piezas, hay una oportunidad para errores que resultan en desecho. Esto es cierto a nivel de piso, donde la capacitación puede diferir de operador a operador en la interpretación de la BOM.

También es cierto cuando los cambios en el diseño o BOM no se han comunicado o tienen retraso temporal debido a procesos manuales. La comunicación precisa de cambios en la BOM es tan crítica como tener una BOM clara para todas las fases de producción.

Caso de Estudio: BC Machining prácticamente erradicó el desecho por desgaste de herramientas y redujo significativamente los tiempos de cambio, ahorrando $72k por máquina.

3. Revisar el Abastecimiento de Materiales

La calidad de un fabricante depende no solo de la calidad de materiales y componentes usados para hacer bienes, sino también de la calidad de materiales usados en herramientas de producción. En el caso de lo primero, una selección rigurosa de materiales como resistencia a la tracción, consistencia de aleación y métodos de producción del proveedor pueden hacer o romper la calidad de una empresa cuando esos materiales están en producción.

En el segundo caso, matrices de corte, cabezales de enrutamiento y otros tipos de herramientas endurecidas deben garantizar cortar el material que afirman cortar. Si las características de rendimiento de la herramienta son inferiores, puede resultar desecho.

La gestión de proveedores, auditoría de calidad de proveedores y certificación de materiales y herramientas ayudarán a reducir el desecho en el piso de producción. Cambios en esos materiales, como BOMs y notificaciones de cambios de diseño, deben monitorearse meticulosamente cuando se introduzcan.

4. Revisar y Mejorar la Capacitación

La fabricación tradicional en industrias como el mecanizado CNC de piezas de precisión dependía de años de aprendizaje y capacitación para poner a un operador a la velocidad. Gran parte de lo que sabían los operadores se basaba en intuición y "sentido". El problema con este método es que el "sentido" no siempre es una herramienta lo suficientemente buena para prevenir el desecho.

Por otro lado, capacitar nuevos operadores en los mismos procesos no auditados con procesos de gestión de cambios inadecuados y mala selección de materiales pone la carga sobre los hombros del operador, lo que significa que las posibilidades de desecho están horneadas y casi garantizadas.

Además de los pasos anteriores, los operadores necesitan acceso a datos en tiempo real y salud de la máquina para tomar decisiones y actuar. Utilizar software como el monitoreo de condición y producción de MachineMetrics significa que los operadores siguen capacitados en la operación del equipo y las habilidades de artesanía requeridas para producir piezas precisas. También están capacitados para monitorear y responder a eventos potenciales de desecho proactivamente.

5. Documentar las Cosas Correctas

Muchos fabricantes se ahogan en documentos escritos de procedimientos manuales. Pero cuando se trata de los aspectos más críticos de la documentación, les falta. Las iteraciones de diseño para productos activos siempre deben tener acceso definido y rastreable. Esto incluye dibujos CAD y CAM y cualquier otra especificación de ingeniería.

BOMs, documentos de calidad (especialmente los relacionados con cumplimiento y autoridades regulatorias) y otros elementos críticos deben estructurarse rígidamente. También deben participar en un proceso de auditoría para asegurar que se completen.

6. Evaluar Estrategias de Mantenimiento

Como un paso adelante del "si no está roto, no lo arregles", las estrategias de mantenimiento preventivo han servido a su propósito. Pero el desecho aún ocurre a una tasa más alta de lo deseable mientras se usan métodos preventivos, y la mayoría de los fabricantes aún no han ido más allá de ellos.

Esto es porque el monitoreo manual de condiciones requiere mucha mano de obra, verificación manual y medición de temperatura, desgaste, abrasión y más. El desgaste y falla de herramientas pueden no detectarse con una estrategia de mantenimiento preventivo manual, y los datos pueden omitirse por error, sesgo o problemas de capacitación. El mantenimiento tradicional no predice datos sutiles y profundamente incrustados como vibración, consistencia de aceite y lubricación, contenido particulado y otros factores.

Usando MachineMetrics para Reducir el Desecho y el Retrabajo

MachineMetrics puede monitorear y automatizar su operación de producción para reducir el desecho y el retrabajo, así como mejorar significativamente los procesos. La plataforma de datos de máquinas de primera clase de MachineMetrics incluye monitoreo de producción, monitoreo de condición, mantenimiento predictivo y optimización de procesos.

Aquí hay algunas de las formas en que MachineMetrics reduce el desecho y el retrabajo para talleres de máquinas, operaciones de moldeo por inyección y otros fabricantes discretos:

Flujos de Trabajo, Notificaciones e Instrucciones

Toda la auditoría y documentación de mejora de procesos en el mundo se quedará corta si se crea y gestiona manualmente. Con MachineMetrics, los flujos de trabajo pueden construirse y agregarse al sistema usando una función de Disparadores y Acciones para personalizar y automatizar muchas operaciones de fábrica.

Los operadores pueden ver la operación o tarea real y solicitar apoyo cuando sea necesario. Estas alertas al personal apropiado se envían desde la máquina y van al recurso correcto para abordar el problema, ya sea gerentes, mantenimiento o calidad. Además, son asistidos por instrucciones de trabajo que les ayudan a conducir y entender el proceso emprendido.

Documentación Precisa

Con MachineMetrics, el movimiento manual de documentos puede ser cosa del pasado. Cuando ocurre desecho, el sistema puede designar un "por qué" para que operadores, mantenimiento y gerentes de calidad entiendan qué pasó. Esto ayuda a profundizar en la causa raíz más rápido para prevenir desecho en el futuro.

La documentación automatizada y precisa también asiste a los equipos de QA en entender KPIs como "rendimiento de primera pasada" para que se puedan establecer o ajustar benchmarks. Debido a que los datos y el análisis son en tiempo real, gerentes y técnicos pueden ajustar procesos rápidamente para prevenir desecho y retrabajo.

Monitoreo de Condición

La tecnología avanzada de monitoreo de máquinas y software de analíticas de MachineMetrics pueden ayudar a las empresas a moverse de estrategias de mantenimiento preventivo a predictivo para identificar potencial desecho y actuar antes de que ocurra.

Con monitoreo de condición automatizado, la salud de la máquina se monitorea en tiempo real recopilando diagnósticos de máquina. Esto es cierto para sensores IIoT mecánicos adjuntos a la máquina y detección de datos de alta frecuencia que predice falla de piezas y herramientas antes de que ocurra. El mantenimiento puede ser alertado tan pronto como surgen problemas, asegurando que el equipo funcione sin problemas y no entregue piezas defectuosas.

Monitoreo de Herramientas

Con monitoreo de herramientas, los ajustes pueden monitorearse a un nivel más allá de la detección humana. Esto incluye vibración, temperatura y otras variables que preceden a una falla de herramienta.

Los datos de estos eventos se analizan e informan a través de paneles intuitivos e HMIs, para que el operador o técnico de mantenimiento tenga verdadera visibilidad de condiciones precisas de la máquina. Combinado con análisis de datos de alta frecuencia, el personal puede ver problemas no detectados antes de que ocurran.

Esto asegura que piezas inexactas, tooling roto y otros problemas de calidad se prevengan y los fabricantes no tengan que desperdiciar ningún material o tooling.

Comenzando con MachineMetrics

Automatizar su operación de fabricación con la Plataforma de Datos de Máquinas MachineMetrics entrega muchos beneficios, incluyendo la reducción de desecho y retrabajo. Los insights ofrecidos por la plataforma permiten a operadores y gerentes tomar acción rápida tan pronto como ocurre, o incluso antes de que ocurra. La información se contextualiza y pone a disposición de todos los que la necesitan vía alertas, notificaciones y paneles.

Con MachineMetrics, puede optimizar procesos y tener confianza en que los problemas serán abordados proactivamente usando datos en tiempo real y analíticas avanzadas. Su documentación será digital e instantáneamente accesible en su forma más actual y precisa para prevenir el uso de información desactualizada.

Usar MachineMetrics para reducir el desecho es parte de la amplia gama de beneficios de la plataforma. Las empresas pueden confiar en datos precisos de máquinas y producción para analizar problemas, desarrollar análisis de causa raíz más rápidos y prevenir desecho y retrabajo a un nivel inimaginable hace unos años.

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