¿Cómo aplicar los principios Lean en la fabricación de alta mezcla y bajo volumen?

La fabricación de alta mezcla y bajo volumen produce una diversa gama de productos en pequeñas cantidades. Ante los retos de la cadena de suministro y la formación de la mano de obra, ¿cómo podrían los fabricantes optimizar la producción con los principios lean?
Un trabajador con casco naranja y mono gris maneja una máquina en una fábrica. Está concentrado en el ajuste de un componente, con varias piezas mecánicas y equipos visibles a su alrededor. Unas luces brillantes iluminan el entorno industrial.
Publicado el:
17 de mayo de 2024
Actualizado el:
22 de mayo de 2024

Cuando pensamos en fabricación, lo primero que nos viene a la mente es una gran fábrica con cadenas de montaje racionalizadas y producción en masa de productos estandarizados. Sin embargo, hay otra faceta de la fabricación igual de importante pero que a menudo se pasa por alto: la fabricación de alta mezcla y bajo volumen.

En este artículo, presentaremos la producción de alta mezcla y bajo volumen junto con sus características definitorias y ejemplos. A continuación, profundizaremos en las limitaciones de la producción de alta mezcla y bajo volumen, y en cómo los principios de fabricación ajustada pueden abordar estos retos, a pesar de que tradicionalmente se han aplicado en entornos de baja mezcla y alto volumen.

¿Qué es la fabricación de alta mezcla y bajo volumen?

La fabricación de alta mezcla y bajo volumen es el proceso de producción de una gama diversa de productos en cantidades relativamente pequeñas. Alta mezcla indica la amplia variedad de productos, bajo volumen se refiere a los bajos volúmenes de producción.

La producción de alta mezcla y bajo volumen suele denominarse "fabricación bajo pedido". En la fabricación bajo pedido, los productos se construyen o personalizan en función de los pedidos específicos de los clientes o de las señales de demanda, en lugar de producirse en previsión de futuras ventas (fabricación contra stock) o en grandes cantidades para inventario (producción en masa).

Este enfoque de fabricación de alta mezcla suele ser el preferido para artículos a medida, prototipos, ediciones limitadas o productos nicho, debido a su naturaleza flexible y personalizable.

Características de la mezcla alta y el volumen bajo

Las siguientes características definen la fabricación de alta mezcla y bajo volumen:

  • Variación: cada variante de producto dentro de la alta mezcla presenta características o especificaciones únicas. La diversidad puede ir desde pequeñas variaciones en el diseño del producto hasta líneas de productos completamente distintas.
  • Personalización: los productos pueden adaptarse a las necesidades específicas del cliente, lo que permite crear productos a medida.
  • Flexibilidad: los entornos de fabricación de alta mezcla están diseñados para ser flexibles, con cambios rápidos. Esta flexibilidad se refiere no solo a los procesos, sino también a los materiales, los recursos y la mano de obra.
  • Adaptabilidad: estrechamente ligada a la flexibilidad, la naturaleza adaptable de la mezcla alta y el volumen bajo se refiere a la rapidez de respuesta a las fluctuaciones del mercado y a la evolución de las demandas de los clientes.

Estos rasgos suelen estar vinculados a industrias específicas en las que es habitual la fabricación de alta mezcla y bajo volumen.

Ejemplos de fabricación de alta mezcla y bajo volumen

La fabricación de alta mezcla y bajo volumen desempeña un papel crucial en industrias como la aeroespacial, la automovilística y la farmacéutica, donde la personalización y la flexibilidad son esenciales.

Industria aeroespacial

La industria aeroespacial genera un volumen de producción relativamente bajo, ya que los componentes de los aviones requieren piezas especializadas adaptadas a los distintos modelos de avión. Fabricantes aeroespaciales como Boeing y Airbus aplican métodos de alta mezcla y bajo volumen para producir piezas a medida para aviones, interiores de cabina y componentes especializados.

Industria farmacéutica

La industria farmacéutica produce dispositivos y equipos médicos especializados adaptados a las necesidades sanitarias específicas de cada paciente. Esto incluye implantes, prótesis y marcapasos personalizados, cada uno meticulosamente diseñado y fabricado para tratar afecciones médicas específicas y mejorar el resultado del paciente.

Industria del automóvil

Cuando uno piensa en una planta de automoción, puede pensar en cintas de operación de alta eficiencia que producen cientos de copias del mismo modelo estándar al día. Sin embargo, la fabricación de automóviles tiene otra cara, en la que los métodos de producción de alta mezcla y bajo volumen ocupan un lugar central.

Es el caso de los fabricantes de coches de lujo que producen vehículos personalizados en función de las preferencias de los clientes, modelos de edición limitada para nichos de mercado o vehículos de exposición.

Alto volumen frente a bajo volumen

En el otro lado del espectro, encontramos la fabricación de baja mezcla y gran volumen. Esto puede sonar familiar como producción en masa, caracterizada por la producción de una gama limitada de productos estandarizados en grandes cantidades.

¿Cuáles son las principales diferencias entre la producción de gran volumen y la de bajo volumen? A diferencia de la fabricación de bajo volumen, este enfoque de producción en masa se centra en un proceso de producción estandarizado con un mínimo de personalización o variedad de productos, y se beneficia de las economías de escala, en las que el coste por unidad disminuye a medida que aumenta la producción.

La fabricación de gran volumen y baja mezcla es típica de los productos básicos de gran demanda. La mayoría de los productos básicos de la despensa, como bebidas, alimentos envasados y productos para el hogar, se producen en entornos de fabricación de gran volumen. Estos bienes de consumo de rápida rotación (FMCG) suelen tener fórmulas, envases y características estandarizadas, lo que permite a los fabricantes alcanzar grandes volúmenes y seguir el ritmo de la demanda de los consumidores.

Como hemos mencionado antes, la industria del automóvil se basa principalmente en métodos de producción de gran volumen para entregar grandes cantidades de vehículos estandarizados. Los modelos de automóviles más populares, como berlinas, todoterrenos y camiones, suelen fabricarse en cadenas de montaje de alta velocidad con procesos racionalizados para lograr una eficiencia óptima y economías de escala.

Retos de gran mezcla y bajo volumen

Aunque la fabricación de alta mezcla y bajo volumen ofrece ventajas como la adaptabilidad y la producción a medida, no está exenta de limitaciones. Lo que caracteriza a la fabricación de alta mezcla, también la limita en términos de gestión de la producción, creación de una cadena de suministro flexible y mantenimiento de una plantilla adaptable.

Gestión de la producción

Uno de los principales retos es la planificación, el control y la gestión en las producciones de alta mezcla, debido a la gran volatilidad de la demanda y la imprevisibilidad de la producción. Esto requiere una cuidadosa coordinación para supervisar y mantener el control de inventarios, los niveles de personal, el control de calidad, la asignación de recursos y el mantenimiento de los equipos.

Flexibilidad de la cadena de suministro

Las fluctuaciones de la demanda y de la combinación de productos pueden complicar el control de las existencias y dificultar el mantenimiento de niveles óptimos de existencias y plazos de entrega. Los proveedores tienen que responder rápidamente a los cambios en los requisitos de producción y entregar materiales personalizados o especializados a tiempo y en las cantidades adecuadas. La coordinación con múltiples proveedores y la gestión de una red de vendedores añaden complejidad a la gestión de la cadena de suministro.

Plantilla adaptable

En un entorno de trabajo muy variable, los trabajadores deben ser capaces de pasar sin problemas de un proceso de producción a otro. Sin embargo, cuando un trabajador no ha sido asignado a un puesto de trabajo concreto durante algún tiempo, puede tener dificultades para recordar los pasos específicos, con el riesgo de cometer errores o retrasos en el proceso. Sin procedimientos bien documentados o una formación adecuada, gestionar una plantilla flexible se convierte en todo un reto.

Principios de fabricación ajustada para alta mezcla y bajo volumen

La fabricación ajustada se centra en minimizar los residuos dentro de los sistemas de fabricación y, al mismo tiempo, maximizar la productividad. La idea tiene su origen en Toyota, un fabricante de automóviles en el que ha prevalecido el modelo de producción de baja mezcla y gran volumen.

Residuos en la fabricación de gran volumen y baja mezcla

El concepto de fabricación ajustada sugiere que todo lo que no añade valor desde la perspectiva del cliente se considera un despilfarro. Se definen 8 tipos de residuos:

  • Productos defectuosos
  • Sobreprocesamiento
  • Sobreproducción
  • Recursos ociosos
  • Exceso de existencias
  • Transporte
  • Movimientos innecesarios
  • Competencias infrautilizadas
Ilustración que muestra ocho formas de despilfarro en la fabricación ajustada: Productos defectuosos, Procesamiento excesivo, Sobreproducción, Recursos ociosos, Tener que almacenar artículos, Movimientos innecesarios, Transporte y Recursos humanos infrautilizados. Cada una de ellas con su icono correspondiente.

Al eliminar todos los residuos, su proceso de producción será más eficiente, lo que se traducirá en un aumento de la producción y una reducción de los costes y el tiempo. Para un proceso repetitivo de gran volumen, una pequeña implantación podría tener ya un efecto considerable en su producción.

Sin embargo, dado que los volúmenes son menos elevados, podría pensarse que los residuos no son una preocupación principal en la fabricación de alta mezcla y bajo volumen. Esto es cierto en su mayor parte. Los residuos, como la sobreproducción, el sobreprocesamiento y el exceso de inventario, no están asociados a la fabricación de alta mezcla. Esto se debe a que las cantidades producidas son menores y la producción es más selectiva que en los casos de gran volumen.

Para eliminar el despilfarro y conseguir una fabricación ajustada se suelen aplicar cinco principios:

  1. Valor: identifique qué valoran sus clientes de sus productos.
  2. Mapeo del flujo de valor: mapee visualmente el flujo de recursos en todo el ciclo de vida de su producto.
  3. Flujo: compruebe si hay alguna de las siguientes 8 formas de residuos en su mapa de flujo de valor.
  4. Tirar: un producto sólo se fabricará cuando ya haya demanda de él por parte del cliente.
  5. Mejora continua: repetir los principios y mejorar constantemente.
Un diagrama de flujo que muestra los 5 principios de la fabricación ajustada: 1. 1. Identificación del valor para el cliente, 2. Mapeo del flujo de valor, 3. Creación de un flujo de fabricación ajustada, 4. Establecimiento de un sistema pull, 5. Kaizen (mejora continua).

Aunque estos principios pueden no ser eficaces para eliminar los residuos en la fabricación de alta mezcla, sí pueden abordar eficazmente otros retos, como gestionar una mano de obra adaptable y garantizar la flexibilidad de la cadena de suministro, como ya se ha mencionado.

Sistema pull

El sistema pull en la fabricación ajustada se refiere al concepto según el cual un producto sólo se fabricará cuando ya exista una demanda de él por parte del cliente. Se opone al sistema push, en el que un producto se fabrica sin una demanda concreta, generalmente en función de proyecciones de mercado o niveles de inventario.

Esto debería hablar por sí solo, ya que la producción de alta mezcla y bajo volumen ya está orientada al cliente. En los entornos HMLV, donde la mezcla de productos y los volúmenes de pedidos varían, un sistema pull permite a los fabricantes responder rápidamente a los pedidos de los clientes y minimizar el exceso de inventario. Al implantar un sistema pull, se reducen los plazos de entrega, mejora la capacidad de respuesta y se optimiza la utilización de los recursos.

Un sistema pull contribuye en última instancia a una mayor resistencia de la cadena de suministro. Al minimizar la dependencia de las previsiones y reducir el exceso de inventario, las empresas pueden mejorar su resistencia a las interrupciones de la cadena de suministro y a la volatilidad del mercado.

Mejora continua (Kaizen)

La mejora continua (también conocida como su traducción japonesa kaizen) se centra en los esfuerzos continuos para seguir mejorando las operaciones.

Trabajo estándar

Una de las principales aplicaciones de la mejora continua es la normalización de los procedimientos de trabajo. El trabajo estándar es un conjunto de procedimientos normalizados necesarios para completar un proceso de producción. La normalización de los procesos de trabajo implica documentar los procesos establecidos en instrucciones de trabajo claras, paso a paso, junto con ayudas visuales.

Sin la documentación, la formación o la normalización adecuadas de los procedimientos de trabajo, mantener un flujo de trabajo eficiente puede resultar difícil para los empleados, lo que da lugar a errores y problemas de calidad. Más aún en un entorno en el que los trabajadores se enfrentan a frecuentes cambios de producción. Para ellos, las instrucciones de trabajo estandarizadas no son un "nice-to-have", sino un "must-have".

Una forma eficaz de centralizar los procedimientos operativos es digitalizar las instrucciones de trabajo y los documentos de formación. Esto es cada vez más importante en entornos con una plantilla envejecida y una elevada rotación de personal, donde aumenta el riesgo de perder información crítica sobre cómo trabajar de forma eficiente. La digitalización de las instrucciones de trabajo y los documentos de formación ayuda a preservar el conocimiento institucional y garantiza que todos los empleados puedan acceder fácilmente a la información crucial, independientemente de su nivel de experiencia o antigüedad.

Formación y capacitación

Cuando los procesos de producción y las variantes de los productos cambian con frecuencia, los empleados no sólo necesitan instrucciones claras para hacerlo, sino también un desarrollo continuo de sus capacidades. La formación continua garantiza que los trabajadores estén equipados con las habilidades y conocimientos necesarios para adaptarse a la evolución de los requisitos de producción, minimizando las interrupciones y manteniendo la productividad.

Una forma de medir los puntos fuertes y débiles de un trabajador es clasificar su nivel de destreza en una escala de dificultad (1-5) y medir el tiempo que tarda el operario en mecanizar piezas de una determinada dificultad. Una vez que el operario ha demostrado una velocidad adecuada y acumulado tiempo trabajando en un determinado nivel de complejidad de la pieza, puede pasar a trabajar en el siguiente nivel de dificultad. Este enfoque no sólo permite conocer los puntos fuertes y débiles de cada empleado, sino que también les motiva para mejorar sus habilidades.

Con el software de matriz de competencias, puede medir y realizar un seguimiento digital de las competencias de toda la plantilla y crear planes de formación personalizados. Este proceso facilita el aprendizaje y el desarrollo continuos dentro de la organización, lo que permite a los empleados mejorar sus competencias con el tiempo.

Fabricación de alta mezcla y bajo volumen en pocas palabras

La fabricación de alta mezcla y bajo volumen implica la producción de una gama diversa de productos en cantidades relativamente pequeñas, marcada por la variación, la personalización, la flexibilidad y la adaptabilidad. Los retos en este entorno incluyen la gestión de la producción, la flexibilidad de la cadena de suministro y el mantenimiento de una mano de obra adaptable.

A pesar de prosperar tradicionalmente en entornos de baja mezcla y gran volumen, los principios de la fabricación ajustada pueden aplicarse a la alta mezcla y el bajo volumen. Al adoptar los principios lean y adaptarlos a estos retos, los fabricantes pueden mejorar la flexibilidad del flujo de trabajo, reducir los plazos de entrega y, en última instancia, ofrecer un mayor valor a los clientes.

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