Cuello de botella y calidad en planta de ensamble
Una planta ensambla un componente en cuatro estaciones en serie. La demanda es de 480 unidades por turno de 8 horas (con 30 minutos de comida no productivos). Capacidades: E1 = 70 unidades/hora, E2 = 55, E3 = 62, E4 = 75. La estación 2 tiene un tiempo medio entre fallas de 90 minutos y un tiempo medio de reparación de 12 minutos. El índice de defectos en E2 es 6% y en E3 es 2%; los defectos se detectan al final de la línea y no se reprocesan. El inventario en proceso frente a E2 es de 400 piezas y el cliente exige entregas diarias sin retraso.
La gerencia propone comprar una segunda máquina para E2 con capacidad de 55 unidades/hora, lo que duplicaría la capacidad de esa estación.
1. Identifique el cuello de botella, calcule la capacidad efectiva y determine si la compra propuesta resuelve el problema.
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Tiempo productivo por turno = 8 h − 0.5 h = 7.5 h. Demanda requerida = 480 / 7.5 = 64 unidades/hora.
Capacidades: E1 70, E2 55, E3 62, E4 75. El cuello de botella es E2 (55 < 64).
Capacidad efectiva de E2 considerando fallas: disponibilidad = 90/(90+12) = 88.2%. Capacidad efectiva = 55 × 0.882 ≈ 48.5 unidades/hora. Además, el 6% de defectos reduce la producción vendible: 48.5 × 0.94 ≈ 45.6 unidades/hora.
Producción por turno ≈ 45.6 × 7.5 ≈ 342 unidades, contra 480 demandadas: déficit de ~29%.
La compra duplica la capacidad nominal de E2, pero el nuevo cuello de botella sería E3 (62/hora), que además tiene 2% de defectos: capacidad vendible ≈ 60.8/hora, aún por debajo de 64. La compra mejora mucho, pero no basta por sí sola: habría que atender también E3 y la confiabilidad.
2. Evalúe el efecto del inventario de 400 piezas frente a E2 y proponga la secuencia de acciones.
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El inventario de 400 piezas no aumenta la capacidad; solo amortigua variabilidad. Con 400 piezas y un consumo de ~64/hora, cubre ~6.25 horas de demanda: suficiente para absorber paros cortos, pero insuficiente si el MTTR se alarga. Su función real es proteger la línea durante las reparaciones de E2.
Secuencia de acciones, de menor a mayor costo:
- Reducir el MTTR y aumentar el MTBF de E2 (mantenimiento preventivo, refacciones críticas en sitio, capacitación). Subir la disponibilidad de 88.2% a 95% eleva la capacidad efectiva a ~52/hora: barato y rápido.
- Atacar la calidad en E2 (6% de defectos): cada punto de defecto recuperado son ~0.5 unidades/hora vendibles. Herramientas de causa raíz antes de comprar equipo.
- Balancear E3: con la segunda máquina en E2, E3 se vuelve restricción. Reasignar tareas o mejorar tiempos en E3.
- Comprar la segunda máquina solo después de 1-3, y evaluar si conviene una de mayor capacidad que 55/hora para no crear un nuevo techo.
Comprar primero sería aplicar capacidad al síntoma y dejar el sistema igual de limitado en E3.
3. Si se compra la segunda máquina, ¿cómo debería operarse E2 para maximizar el throughput del sistema?
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Reglas de operación:
- No balancear capacidades al nivel de E2: una vez que E2 deja de ser restricción, debe operar con holgura para absorber variabilidad. Saturar ambas máquinas al 100% traslada el paro a toda la línea.
- Proteger la restricción con inventario amortiguador dimensionado por variabilidad (no por costumbre): con MTBF/MTTR conocidos, el buffer debe cubrir el percentil alto de duración de paro, no el promedio.
- Programar la segunda máquina como respaldo y pico, no en paralelo permanente al 50% cada una: dos máquinas a media carga tienen peor eficiencia que una a carga alta, salvo que se busque redundancia.
- Medir throughput del sistema, no utilización por estación: la métrica de éxito es unidades vendibles por turno (meta ≥480) y cumplimiento de entrega, no horas-máquina ocupadas.
- Revisar el nuevo cuello de botella (E3) y repetir el ciclo de mejora ahí: la restricción se mueve y la gestión debe seguirlo.
Error a evitar: celebrar el aumento de capacidad de E2 mientras el inventario en proceso crece y las entregas siguen incumpliéndose.