¿Qué es el Sistema Kanban y Cómo se Aplica?

Kanban fue desarrollado en las plantas automotrices de Toyota en Japón como un programa para facilitar el flujo de productos durante todo el proceso de producción. Su objetivo es mejorar la productividad del sistema y asegurar la participación del operario en el proceso de alcanzar este alto nivel de productividad al suministrar un medio altamente visible para observar el flujo de productos a través del sistema de producción y la acumulación de niveles de inventario dentro del sistema. Posteriormente, se desarrolló aún más como un medio de control de la actividad de producción para lograr los objetivos de JIT (Just in Time) y para gestionar la operación de la producción justo a tiempo. Kanban también sirve como un sistema de información para monitorear y ayudar a controlar las cantidades de producción en cada etapa del proceso de fabricación y ensamble.

Kanban se considera un sistema pull, a diferencia de los sistemas de control de la actividad de producción en MRP (Material Requirements Planning), que se consideran sistemas push. Tanto los sistemas push como los pull están impulsados ​​por un programa maestro de producción (“MPS”), que define el requerimiento para productos individuales, es decir, artículos de nivel superior en la lista de materiales. Este MPS, a su vez, se divide en un plan detallado para los artículos que se fabricarán, ensamblarán y comprarán.

Un sistema push funciona intentando determinar cuándo los centros de trabajo individuales deben completar el procesamiento de las órdenes de trabajo para cumplir con los compromisos del MPS. MRP es considerado como el ejemplo clásico de un sistema push.

Un sistema pull, por otro lado, mira el proceso de fabricación desde el otro extremo, es decir, desde la perspectiva del artículo terminado. El controlador de producción trabaja sobre la base de que sus pedidos representan los requisitos firmes de los clientes. El horizonte de tiempo es comprensiblemente corto. Los pedidos se desglosan desde el nivel más alto y el planner verifica si hay suficientes componentes disponibles para producir el producto terminado. Si los componentes están disponibles, el producto es producido. Sin embargo, si no lo están, los componentes se extraen del centro de trabajo anterior. Se sigue un procedimiento similar en cada etapa de producción y se extiende hasta incluir proveedores externos. Tal sistema impone grandes exigencias al sistema de producción y a los proveedores. Estas demandas se pueden cumplir ya sea teniendo todos los componentes en inventario o, alternativamente, teniendo la capacidad de responder y hacer que estén disponibles en un tiempo muy corto (es decir, un lead time corto).

Cabe señalar que este tipo de mecanismo de control solo es aplicable en las plantas involucradas en lo que muchos analistas de sistemas de producción denominan como fabricación repetitiva. Definamos rápidamente la fabricación repetitiva y luego analicemos cómo se utilizan las tarjetas Kanban.

La fabricación repetitiva es “la fabricación, el maquinado, el ensamble y la prueba de unidades discretas, estándar producidas en volumen, o de productos ensamblados en volumen a partir de opciones estándar. Se caracteriza por largos recorridos o flujo de piezas. Lo ideal es una transferencia directa de partes de un centro de trabajo a otro”.

Se podría argumentar que el resultado final de aplicar rigurosamente el enfoque JIT y de utilizar las técnicas de fabricación JIT es transformar un sistema de fabricación tipo taller (job shop) o la producción por lotes a una fabricación repetitiva.

Control de las actividades de producción con Kanban

Bajo Kanban, solo la línea de ensamblaje final conoce los requisitos para el producto final y, con este conocimiento, controla lo que se produce en el sistema de fabricación total mediante el siguiente procedimiento:

La línea de ensamblaje final, después de haber recibido el programa de producción, procede a retirar los componentes necesarios, en el momento en que se requieren y en las cantidades requeridas, de los centros de trabajo de alimentación o de las líneas de subensamble. Estos centros de trabajo o líneas de subensamble producen en lotes solo lo suficiente para reemplazar los lotes que han sido consumidos. Sin embargo, para hacer esto, también tienen que retirar partes de sus respectivas estaciones de alimentación en las cantidades necesarias. Por lo tanto, se inicia una reacción en cadena en sentido ascendente, con los centros de trabajo que solo retiran los componentes que se requieren en el momento correcto y en las cantidades requeridas. Se puede ver una animación de demostración en el canal de YouTube de Clockwork

De esta manera, el flujo de todo el material se sincroniza con la velocidad a la que se utiliza el material en la línea de ensamblaje final. Las cantidades de inventario serán muy pequeñas si existe un patrón regular en el programa y si las entregas se realizan en pequeñas cantidades. Por lo tanto, Just in Time se puede lograr sin el control de las órdenes de trabajo de las piezas en cada centro de trabajo.

Los tipos de tarjetas Kanban

Kanban es la palabra japonesa para señal. Existen varios tipos de señales Kanban entre los cuales están las tarjetas, aunque otra de las más utilizadas se denomina el sistema 2-bin (2 gavetas) utilizando gavetas vacías como señal. El tipo de señal a utilizar se escoge de acuerdo con la distancia entre puntos de suministro y consumo y la complejidad de la mezcla de producto, la más común suele ser tarjetas de papel rectangulares colocadas en cubiertas transparentes. Hay dos tipos principales de tarjetas en uso:

1. Kanbans de Retiro – Los Kanbans de Retiro definen la cantidad que el proceso posterior debe retirar del centro de trabajo anterior. Cada tarjeta circula solo entre dos centros de trabajo: el centro de trabajo del usuario para la parte en cuestión y el centro de trabajo que la produce.

2. Kanbans de Producción – Los Kanbans de Producción definen la cantidad de la parte específica que el centro de trabajo productor debe fabricar para reemplazar aquellos que se han consumido.

Uso de la tarjeta Kanban

Para que un sistema Kanban funcione de manera efectiva, se requiere una disciplina muy estricta. Esta disciplina se relaciona con el uso de las tarjetas Kanban. Este requisito de disciplina también sirve para ilustrar la necesidad de procedimientos de fabricación bien documentados y un grupo de operarios bien capacitados que conozcan los procedimientos y estén motivados para seguirlos rigurosamente, una confianza que nace de la experiencia de las buenas prácticas de los operarios/ colaboradores. Hay cinco pautas sobre el uso de los Kanbans, que ayudan a lograr la producción JIT:

(1) Un centro de trabajo debe retirar solo los elementos que requiere del centro de trabajo anterior en las cantidades requeridas y, lo que es más importante, en el momento requerido. Hay una serie de principios operativos que apoyan esto:

• No se permite tomar materiales/ partes sin un Kanban de retiro disponible y un contenedor vacío disponible.

• No se permite tomar más partes de lo indicado en el Kanban de retiro.

(2) Un centro de trabajo o proceso solo debe producir esos artículos que han sido consumidos por el siguiente centro de trabajo o proceso. Los Kanbans de producción liberados actúan como un programa de producción para el centro de trabajo. No se permite que el centro de trabajo produzca mayores cantidades de las estipuladas en el Kanban de producción y la secuencia de operaciones en el centro de trabajo o proceso debe seguir la secuencia en la que se liberaron los kanbans de producción. A medida que la producción se inicia con el programa de ensamble final publicado en la línea de ensamble, el programa se transfiere a través del sistema de producción mediante la liberación de los Kanbans de producción. El cumplimiento riguroso de las directrices anteriores da como resultado lo que efectivamente es una banda transportadora invisible, construida y controlada por el flujo de kanbans a través del sistema de producción.

(3) Los artículos defectuosos o de calidad inferior nunca deben pasarse a un centro de trabajo siguiente. Esto implica un riguroso control de calidad en cada centro de trabajo o paso en el proceso de producción. Permitir que las piezas defectuosas permanezcan dentro del sistema de producción alterará en gran medida el flujo de piezas en una etapa posterior cuando se detecte la pieza defectuosa.

(4) El nivel de inventarios en el sistema de producción está determinado por el número de kanbans, ya que cada kanban representa el contenido de un contenedor estándar. Por lo tanto, el número de kanbans debería minimizarse. Al reducir el número de kanbans y el tamaño de cada contenedor, el nivel de inventarios se reduce progresivamente. En el módulo 10 del Curso Metodología Lean se explora en detalle el cómo calcular el número de contenedores o señales Kanban, como definir el número de unidades por contenedor y como mitigar o manejar variaciones en la demanda.

(5) El sistema Kanban solo es adecuado para funcionar con fluctuaciones relativamente pequeñas en el comportamiento de la demanda en la línea de ensamble final. El sistema solo es relevante para una situación de fabricación repetitiva y no se pueden acomodar grandes cambios en la demanda.

Si no es posible llegar a un programa maestro de producción estable para los artículos de nivel final en la lista de materiales, no se puede utilizar el sistema Kanban. Las pequeñas fluctuaciones en la demanda se pueden manejar aumentando la frecuencia de circulación de los kanbans, aumentando las horas extras o contratando operarios temporales.

Relación con los proveedores

Si se sigue lógicamente el flujo de tarjetas Kanban a través del proceso de producción, está claro que, en última instancia, se alcanza el nivel de la materia prima entrante y el punto de componentes comprados. Esto lleva a la pregunta de cómo el sistema Kanban podría extenderse a proveedores externos. Por un lado, podemos tener grandes inventarios de cada parte, que los proveedores reponen a intervalos semanales, o quizás más largos. Sin embargo, esto va en contra de uno de los propósitos esenciales del JIT, que es reducir los inventarios. Por otro lado, podemos llevar el proceso Kanban directamente a los sistemas de producción de los proveedores. Este procedimiento normalmente involucra entregas regulares y frecuentes de los proveedores y se logra a través del establecimiento de una estrecha cooperación con los proveedores y el intercambio de tanta información como sea necesario para ayudar a las organizaciones de los proveedores a lograr un sistema JIT. En efecto, implica establecer una verdadera asociación con proveedores de confianza.

Kanban como técnica de mejora de la productividad

Si los procedimientos de Kanban descritos anteriormente se siguen rigurosamente, el nivel de inventario de trabajo en proceso se puede controlar mediante la cantidad de tarjetas emitidas para cada componente en el sistema. Esto se debe a que cada tarjeta corresponde a un contenedor estándar y, al conocer el tamaño del contenedor y el número de tarjetas en el piso, un cálculo simple proporciona el nivel de inventario.

Por lo tanto, al reducir el número de tarjetas emitidas para una parte en particular, el nivel de inventario en proceso para esa parte cae. Eventualmente, si los niveles se reducen lo suficiente, un centro de trabajo se quedará sin material y dejará de procesar. Esto detiene toda la línea y se realizan grandes esfuerzos para que trabajar en el nivel inferior de inventario, ya sea aumentando el número de operarios, reduciendo los tiempos de puesta a punto o rediseñando los procesos.

El pensamiento es el siguiente. Un inventario innecesariamente alto sirve para ocultar los problemas inherentes y las fuentes de ineficiencia en el proceso de producción. A través de la reducción gradual de los niveles de inventario, los problemas de producción se resaltan y se eliminan progresivamente. Varias metodologías para la resolución de problemas y el mejoramiento continuo de los procesos se discuten y exploran en este artículo del blog de Clockwork.

Supuestos necesarios para que Kanban funcione

Como se indicó anteriormente, se deben seguir reglas estrictas para permitir que el sistema Kanban funcione de manera eficiente y efectiva. De acuerdo con estas reglas, se encuentran algunos supuestos fundamentales sobre la naturaleza del sistema de fabricación, dentro del cual opera el sistema Kanban. Ahora revisaremos brevemente estas suposiciones.

Dado que cada programa de producción diario debe ser muy similar a todos los demás programas diarios, es esencial que sea posible congelar el programa maestro de producción por un período de tiempo fijo, posiblemente de al menos un mes. El programa de ensamble final también debe ser muy nivelado y estable. Cualquier desviación importante causará un efecto dominó en el sistema de producción, lo que provocará que los centros de trabajo anteriores tengan existencias de inventario más grandes. Esto es conocido como el Bullwhip Effect en un contexto de cadena de suministro. Lo que se requiere en última instancia es que el sistema de fabricación se ajuste lo más posible al modelo de sistema de fabricación repetitivo descrito anteriormente.

Para ejecutar un sistema de modelo mixto efectivamente se requieren capacidades de modelo mixto en todas las etapas del proceso de producción. Los modelos mixtos de manufactura implican cambios frecuentes y puestas a punto en los centros de trabajo individuales. De ello se deduce que los tiempos de puesta a punto en todos los centros de trabajo deben ser lo más bajos posible y que los procedimientos de puesta a punto se revisen continuamente con este fin a través de una implementación SMED. Una conclusión lógica de esto es la necesidad de equilibrar todas las operaciones para sincronizar el inicio y el final de las rutinas de trabajo. Esto asegura que las piezas se alimenten a la línea de ensamble a la misma tasa en la que se consumen.

Los invitamos a tomar nuestros cursos y capacitaciones para conocer más acerca de Kanban y otras herramientas de excelencia operativa.