Guía de fabricación ágil: las operaciones en la era de la aceleración

Descripción general de la fabricación ágil

La industria manufacturera está cambiando. Y lo hace a gran velocidad. Ya se le denomine «Industria 4.0», «Cuarta Revolución Industrial» o «nueva normalidad», la realidad no cambia: la industria manufacturera está viviendo una era de aceleración.

Para mantenerse al día, los fabricantes deben adoptar un enfoque abierto al cambio.

Cada vez más, ese enfoque ha sido el ágil. En todos los sectores e industrias, los fabricantes aplican métodos ágiles para acelerar la generación de valor y aumentar la resiliencia en una época de cambios disruptivos. Aunque inicialmente se diseñó para el desarrollo de software, el enfoque ágil permite a los fabricantes aprovechar el rápido ritmo de cambio para obtener una ventaja competitiva.

Al hacer hincapié en la iteración rápida, la capacitación de los operarios, la flexibilidad operativa y la innovación ascendente, la fabricación ágil permite responder con rapidez a las demandas de los clientes, al tiempo que empodera a los trabajadores para que innoven.

Esta guía le servirá de introducción a la fabricación ágil. Repasaremos su historia, analizaremos en profundidad cada uno de los principios y le daremos consejos concretos sobre cómo adoptar este método de trabajo en su planta de producción.

Cuatro cambios importantes en el panorama de la fabricación han hecho que los métodos ágiles sean imprescindibles.

1. Un entorno en rápida evolución: la tecnología está impulsando cambios significativos en el sector manufacturero. Pero la tecnología no es el único factor en constante cambio. Los clientes también están evolucionando rápidamente. Ahora tienen unas expectativas más exigentes. Esperan una mayor personalización de los productos, entregas más rápidas y una producción más económica. La normativa también está cambiando, aumentando tanto en número como en rigor. Si a esto le sumamos unas cadenas de suministro cada vez más complejas y una estabilidad comercial incierta, nos encontramos con un entorno que exige flexibilidad. Basta con tomar como ejemplo la última crisis de 2020. No había forma de prepararse para tal caos, salvo estar listos para responder a las demandas cambiantes.

2. Desarrollo tecnológico constante: cada día surgen nuevas tecnologías, y el sector manufacturero está encontrando su lugar en la era digital. En el futuro, los fabricantes notarán los efectos de las nuevas tecnologías de formas inesperadas. Según un informe publicado por McKinsey, el sector manufacturero experimentará más cambios disruptivos 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 una persistente falta de personal cualificado dificultan a las empresas manufactureras la contratación de trabajadores cualificados. Un estudio de Deloitte revela que esta falta de personal cualificado podría dejar sin cubrir más de dos millones de puestos de trabajo en el sector manufacturero entre 2018 y 2028.

Al incorporar el método ágil, los fabricantes pueden hacer frente a estos cambios y seguir siendo competitivos. Sin embargo, con demasiada frecuencia, «ágil» se ha convertido en una simple palabra de moda, desvinculada de su verdadero significado y de sus principios. Retrocedamos en el tiempo y repasemos la evolución de este enfoque, hoy en día tan conocido.

4. Mayor acceso a la información: las fábricas conectadas generan datos a una escala sin precedentes. Estos datos permitirán avances significativos, como el mantenimiento predictivo y la optimización de la cadena de suministro. Las empresas podrán actuar basándose en datos en tiempo real a todos los niveles. La alta dirección podrá evaluar el rendimiento de las plantas en tiempo real. Los responsables de producción diagnosticarán los problemas de calidad antes de que lleguen a las fases posteriores del proceso. Y los ejecutivos interesados en el rendimiento de los fabricantes subcontratados obtendrán una nueva perspectiva.

Al incorporar el método ágil, los fabricantes pueden hacer frente a estos cambios y seguir siendo competitivos. Sin embargo, con demasiada frecuencia, «ágil» se ha convertido en una simple palabra de moda, desvinculada de su verdadero significado y de sus principios. Retrocedamos en el tiempo y repasemos la evolución de este enfoque, hoy en día tan conocido.

El movimiento ágil surgió en 2001, cuando diecisiete desarrolladores de software se reunieron en un refugio de esquí en Utah. Todos ellos 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 fase del proceso antes de pasar a la siguiente. Aunque es estructurado y fácil de seguir, el modelo en cascada presenta numerosos inconvenientes.

En primer lugar, el modelo en cascada desalienta los cambios de rumbo hasta el final del ciclo de desarrollo. Dado que da prioridad al avance lineal, este modelo retrasa la incorporación de los comentarios, dificulta la adaptación a los requisitos cambiantes y ralentiza la producción, ya que los ingenieros hacen todo lo posible por evitar errores.

Enclavados en las Montañas Rocosas, los desarrolladores de software comenzaron a plantearse un modelo alternativo y flexible. Plasmaron por escrito lo que más tarde se conocería como el Manifiesto Ágil. Al esbozar cuatro valores y doce principios, el manifiesto revolucionaría el sector de la ingeniería de software y el mundo empresarial en su conjunto.

Algunos de los principios fundamentales del Manifiesto Ágil sentaron las bases de la metodología ágil.

• Las organizaciones deben valorar mucho las interacciones entre las personas.

• Deben esforzarse por mantener un diálogo constante con los clientes.

• Deberían modificar su producto o servicio en función de los comentarios de los clientes.

• Los equipos deben ser autónomos.

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

El enfoque ágil ha demostrado su eficacia. Reduce los costes y el tiempo de comercialización. Además, fomenta la colaboración entre departamentos, el crecimiento de los ingresos y la satisfacción del cliente. El enfoque ágil también mitiga el riesgo, ya que los equipos toman múltiples decisiones de bajo riesgo en lugar de una sola decisión de gran envergadura y alto riesgo. La entrega periódica de pequeños incrementos de valor reduce el riesgo de que el producto final no satisfaga las necesidades del cliente.

Los enfoques Lean y Agile gozan de una gran popularidad. Sin embargo, no deben confundirse. Por un lado, la fabricación Lean se centra en aumentar la eficiencia mediante la reducción de los desperdicios. Por otro lado, la fabricación Agile tiene como objetivo aumentar la eficiencia a través de una resolución de problemas flexible y en paralelo.

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

Principios fundamentales de la fabricación ágil:

1. Iterar más rápido

La idea de ofrecer pequeñas dosis de valor con mayor frecuencia es fundamental en la fabricación ágil. En lugar de intentar diseñar un único producto perfecto de una sola vez, el objetivo es producir rápidamente múltiples versiones. Cada iteración, con sus defectos y sus puntos fuertes, aporta 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 ofrece un resultado superior? Porque los ingenieros de procesos deben lidiar con numerosas variables. Las iteraciones les permiten probar diferentes soluciones y recopilar datos sobre cada una de las variables. Sin estos datos, resulta difícil determinar qué cambios son necesarios en una fase determinada para optimizar la producción.

2. Flexibilidad

Según McKinsey, «la volatilidad va en aumento y está pasando factura. Ya sea debido a las crecientes fluctuaciones en la demanda, los costes laborales y los precios de los insumos, o a acontecimientos disruptivos como desastres naturales y crisis financieras, la volatilidad ha dañado las cadenas de suministro, ha incrementado los costes y ha mermado los beneficios. [...] Las empresas son cada vez más conscientes de que deben modificar sus estrategias de fabricación ante el aumento de la volatilidad».

Para no verse abocadas a ceder ante las presiones externas, las empresas manufactureras deben contar con 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 externos —económicos, políticos, medioambientales, sociales y tecnológicos— les obligan a mantenerse constantemente alerta. Se aseguran de que cada componente de su sistema pueda crecer de forma orgánica y adaptarse a los cambios.

3. De abajo arriba

Durante décadas, los objetivos y las directrices se han transmitido desde los niveles superiores de la organización hacia los inferiores. El enfoque descendente tiene sus ventajas, como la rápida aplicación de las decisiones adoptadas por los niveles superiores de una empresa. Sin embargo, esto tiene un coste. Los empleados de los niveles inferiores pueden sentirse desconectados y desmotivados. Un bajo nivel de compromiso puede desalentar la responsabilidad y la innovación.

Las empresas de fabricación ágil apuestan por un enfoque ascendente, en el que las ideas y las directrices fluyen sin obstáculos entre todos los niveles de la empresa. Con este enfoque, los directores y gerentes dan voz a los operarios y al personal de planta. La fabricación ágil se basa en la idea de que quienes están más cerca de los retos de la fabricación son quienes mejor los comprenden. Cuanto más colaboren los operarios, los ingenieros, los gerentes y los ejecutivos de la empresa, más eficaces serán las operaciones en su conjunto. La colaboración entre departamentos y niveles jerárquicos da lugar a productos y procesos de mayor valor.

4. Aumento

La mejor forma de entender el concepto de «aumento» es compararlo con el de «automatización». La automatización consiste en automatizar las tareas de los trabajadores; en otras palabras, en sustituir a los trabajadores por máquinas. El «aumento», por el contrario, potencia las capacidades de los trabajadores mediante 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 resulta costosa, difícil de mantener y poco flexible.

La fabricación ágil sostiene que las personas rinden al máximo cuando disponen de herramientas que les permiten mejorar su trabajo. Desde controles de calidad asistidos por visión artificial hasta instrucciones de trabajo a prueba de errores, los fabricantes ágiles utilizan la tecnología para ayudar a su personal a realizar más trabajo y de mejor manera.

Para implementar con éxito la fabricación ágil, las empresas manufactureras deben aplicar sus principios e impulsar una serie de cambios en su organización. Estos cambios variarán en función del tamaño y la estructura de la organización, pero hay una serie de características fundamentales que son comunes a la mayoría de las organizaciones ágiles que han tenido éxito.

La implantación de la fabricación ágil mediante cambios organizativos

1. Cultura y propósito

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

Estos equipos ágiles autónomos están orientados a objetivos. Una vez que han fijado sus objetivos y han decidido cómo alcanzarlos, los equipos deben rendir cuentas de sus avances. 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 comprenden que ese propósito es esencial para dar sentido a los objetivos a corto plazo por los que los equipos se esfuerzan por alcanzar.

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

Las organizaciones ágiles comparten su propósito con todos los miembros, de modo que cada empleado sepa por qué hace lo que hace. Una mentalidad orientada al propósito impulsa a las personas y potencia la motivación y el compromiso.

2. Red de equipos

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

3. Ciclos rápidos

El principio «Iterate Faster» (iterar más rápido) de la fabricación ágil anima a los equipos a recorrer rápidamente múltiples versiones de un proceso o producto. La capacidad de aplicar este principio es una característica fundamental de las organizaciones ágiles que alcanzan el éxito.

Para acelerar el proceso de iteración, los equipos ágiles trabajan en objetivos concretos durante periodos de tiempo breves y predeterminados. Tanto los objetivos como los plazos son fundamentales para la agilidad.

Los objetivos deben ser realistas y cuantificables. Los miembros del equipo son responsables de su cumplimiento. El plazo debe ser bastante breve —del orden de unas semanas— para que los equipos puedan avanzar con rapidez.

4. Tecnología

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

Entre los ejemplos de tecnologías facilitadoras se incluyen las herramientas de comunicación en tiempo real y de gestión del trabajo, destinadas a mejorar el flujo y la organización; los hackatones, para lanzar rápidamente nuevas soluciones y productos; y las instrucciones de trabajo digitales interactivas, para mantener fácilmente actualizadas las competencias de los empleados.

Pero el método ágil no consiste en adoptar tecnologías que lo resuelvan todo. Se trata más bien de encontrar las tecnologías adecuadas para mejorar sus procesos, su personal y sus productos específicos.

Los fabricantes pueden dotar de agilidad a sus organizaciones mediante la adopción de las tecnologías adecuadas.

Para acelerar el proceso de iteración, los fabricantes ágiles recurren a tecnologías que les ayudan a recopilar datos. Para ganar en flexibilidad, son esenciales las herramientas y el software que permiten ciclos de producción rápidos. Para aplicar un enfoque ascendente, los fabricantes ágiles otorgan a sus trabajadores más confianza y autonomía. Para potenciar a sus trabajadores, les proporcionan las herramientas y la formación adecuadas.

Veamos algunos ejemplos de tecnologías habilitadoras en la práctica.

El uso de instrucciones de trabajo digitales para potenciar los programas de formación

Dentsply el mayor proveedor mundial de soluciones odontológicas. Su división de implantes recibe miles de pedidos personalizados cada día, y cada uno de ellos requiere una combinación de componentes muy específica. Debido a la gran variabilidad de su proceso de preparación de kits, los empleados deben completar seis meses de formación y prácticas de observación antes de poder incorporarse a la producción.

Con el fin de minimizar los errores y formar al personal con mayor precisión, Dentsply las instrucciones de trabajo en papel en aplicaciones digitales interactivas. Esto no solo facilitó la ejecución del trabajo, sino que también permitió a los ingenieros de procesos sénior optimizar la formación de los nuevos operarios.

Siguiendo las instrucciones detalladas de sus Tulip , los nuevos operarios ahora se forman por sí mismos y adquieren nuevas habilidades mucho más rápido que antes. Como resultado, el ingeniero de procesos sénior logró reducir los tiempos de formación de los nuevos operarios en un 75 %, al tiempo que se gestionaban más de mil millones de combinaciones diferentes de kits en su planta. Al dotar a los trabajadores de la herramienta adecuada de instrucciones de trabajo, Dentsply reducir los costes de formación y los errores humanos, lo que permitió mejorar las capacidades de los trabajadores.

El uso de la visión artificial para mejorar el trabajo de los operadores

Los sistemas de visión artificial pueden ayudar a los operarios a lo largo del proceso de producción. Estos sistemas siguen los movimientos del operario e inspeccionan el producto a medida que se fabrica. A partir de un análisis continuo del entorno de fabricación, el sistema informático ofrece asistencia y lleva a cabo los controles de calidad pertinentes.

DMG MORI, líder mundial en máquinas herramienta de corte, amplió su estación de montaje utilizando este sistema de visión artificial y Intel disponibles en el mercado.

DMG MORI ha integrado Light KitTulip con el sistema «Vision» para operaciones guiadas de «Pick-to-Light». A diferencia de los sensores de corte de haz, «Vision» detecta fácilmente los cambios en cada contenedor con una sola cámara, de modo que los operarios reciben una señal de aviso inmediata cuando intentan coger un componente del contenedor equivocado.

Gracias a la visión artificial, los fabricantes pueden ofrecer una gama mucho más amplia de productos sin sacrificar la productividad ni la calidad. Cuando se utilizan para ayudar a los operarios en la línea de producción, los sistemas de visión artificial pueden ayudar a los trabajadores fatigados a detectar defectos y garantizar la prevención de errores en montajes complejos, en los que los trabajadores son propensos a omitir o ejecutar incorrectamente algunos pasos. Al encargarse la visión artificial de las tareas que suponen un mayor esfuerzo cognitivo, los operarios pueden centrarse más en la resolución de problemas y la innovación.

Seguimiento digital de los datos de producción para mejorar la calidad en los montajes de gran variedad

Magic Tilt es un fabricante de remolques de aluminio y acero galvanizado diseñados para aplicaciones en agua salada. Dado que se trata de una planta de producción con gran variedad y alto volumen, no disponen de productos «estándar». Cada remolque difiere en tamaño y configuración, y las piezas necesarias pueden variar según el pedido.

Como consecuencia, cuando se recibían pedidos de piezas o solicitudes de reparación, a los miembros del equipo les resultaba difícil buscar entre cientos de documentos en papel para encontrar las especificaciones exactas del remolque. Se veían obligados a fabricar dos o tres piezas hasta dar con la adecuada, o bien a pedir a los clientes que les enviaran ellos mismos las medidas exactas.

Desde que incorporaron el seguimiento digital de la producción en sus naves de fabricación, el departamento de garantías de Magic Tilt consultar la documentación de los remolques, incluidas las imágenes correspondientes, las medidas exactas de los soportes, el color de la moqueta y la longitud de las tablas. En lugar de hacer conjeturas o pedir a sus clientes que midan sus remolques, Magic Tilt ahora Magic Tilt capaz de suministrar las piezas de recambio correctamente a la primera, lo que les permite ahorrar en desperdicios y en gastos de envío.

El uso de datos en tiempo real para orientar la iteración

Una empresa líder en la fabricación de embarcaciones de alta gama ensambla 13 embarcaciones y entre 500 y 600 piezas acolchadas a medida al día, con 90 operarios y 400 trabajadores repartidos en 36 líneas de montaje.

A pesar de la envergadura de sus operaciones, los operadores solían carecer de visibilidad en tiempo real sobre las piezas a lo largo de su recorrido, desde la materia prima hasta el producto acabado. Los ingenieros de procesos intentaron realizar estudios de tiempos y otros análisis, pero la recopilación manual de datos no lograba seguir el ritmo ni satisfacer las exigencias de las operaciones. Esto impedía que las líneas de producción pudieran mejorar sus procesos.

Gracias a la recopilación de datos en tiempo real a través de la Tulip , los ingenieros de procesos sénior pueden ahora mejorar la visibilidad de la producción mediante la recopilación automática de datos. En cuestión de días, pudieron empezar a recopilar datos detallados, como los tiempos de ciclo en tiempo real. Estos datos les permitieron identificar a los operarios que se situaban por encima y por debajo de los tiempos objetivo medios, así como las líneas de montaje que requerían atención o corrección inmediatas. Con esta información, Tulip ahora proporcionar comentarios específicos en tiempo real a los operarios y tomar decisiones basadas en datos en tiempo real para resolver los cuellos de botella en la producción.

El uso de la impresión 3D para acelerar la creación de prototipos

Las impresoras 3D tienen el potencial de acelerar considerablemente el diseño y la creación de prototipos. Los ciclos iterativos se acortan, ya 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 mediante un proceso que puede llevar meses. En su lugar, simplemente se imprimen y se prueban de inmediato. De este modo, los productos se prueban en una fase temprana y con frecuencia, y se introducen mejoras en cada versión. El resultado: productos finales óptimos que satisfacen las exigencias de los clientes.

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

La metodología ágil lleva casi dos décadas en el punto de mira. El 41 % de las organizaciones encuestadas por McKinsey afirman que sus empresas han implementado plenamente o están en proceso de implementar una transformación ágil en toda la empresa. Sin embargo, no ha sido hasta los últimos años cuando han surgido tecnologías que permiten la agilidad en el sector manufacturero. Ahora, existe un potencial prometedor para que las empresas manufactureras se sumen a la revolución digital y dejen atrás el pasado.