A medida que la tecnología de manufactura del siglo XXI elimina la manufactura de trabajo intensivo a favor de los procedimientos que requieren inversiones masivas de capital, el ingeniero de métodos se debe enfocar en el maquinado y ensamblado multieje y multifuncional. Los equipos modernos pueden cortar a velocidades más elevadas en máquinas más precisas, rígidas y flexibles que utilizan controles avanzados y grandes herramientas. Las funciones de programación permiten la calibración durante y después del proceso en el que se prueba la sensibilidad y la compensación de la herramienta, lo cual permite un control de calidad fiable.
El ingeniero de métodos debe comprender que el tiempo empleado en el proceso de manufactura se divide en tres pasos: control y planeación de inventarios, operaciones de configuración (setup) y manufactura del proceso. Además, no es nada raro encontrar que la suma de estos procedimientos representa sólo cerca de 30% de eficiencia desde el punto de vista de la mejora.
Para mejorar el proceso de manufactura, el analista debe considerar 1) la modificación de las operaciones; 2) la mecanización de las operaciones manuales; 3) la utilización de recursos más eficientes en las operaciones mecánicas; 4) la operación de los recursos mecánicos de manera más eficiente; 5) la fabricación cercana a la forma final (manufactura de forma neta); y 6) la utilización de robots; todo lo anterior permite manejar el desperdicio (muda), resultado de un procesamiento inapropiado.
Modificación de operaciones
Con frecuencia, la modificación de operaciones da como resultado ahorros.
Por lo general, mediante la combinación de operaciones se reducen los costos.
Mediante el uso de una máquina más compleja que combine varias operaciones, se puede reducir el tiempo para producir la pieza terminada e incrementar la productividad. A pesar de que la máquina puede ser más cara, se pueden lograr ahorros significativos en la reducción de los costos de mano de obra modificar cualquier operación, el analista debe tener en cuenta los efectos negativos en las operaciones subsecuentes a lo largo de la línea de producción. La reducción de costos de una operación podría resultar en costos más elevados de otras operaciones.
Mecanización de las operaciones manuales
En la actualidad, todo analista de métodos práctico debe tener en cuenta el uso de equipo y herramientas automáticos de propósito especial, particularmente si las cantidades que se desean producir son grandes. Entre las últimas ofertas significativas de la industria se pueden mencionar las máquinas controladas por programa, las de control numérico (NC) y las controladas por computadora
(CNC) así como otros equipos. Todos ellos generan ahorros substanciales en costos de mano de obra y tienen las ventajas siguientes: reducción del inventario del trabajo en proceso, menos partes dañadas debido al manejo, menos desperdicios, menor utilización de espacio y un tiempo de producción menor.
Entre otros equipos automáticos se incluyen las máquinas automáticas para destornillar; las perforadoras con múltiples brocas, perforadoras y máquinas de intrusión; máquinas herramienta de mesa indexada; equipo de fundición automática que combina la fabricación automática de moldes de arena, vertido, mezclado y esmerilado; y el equipo para dar el acabado de pintura y cromado. El uso de herramientas eléctricas para ensamblado, tales como los desarmadores eléctricos, los martillos neumáticos y eléctricos y los alimentadores mecánicos, es a veces más económico que el uso de herramientas manuales.
La mecanización se aplica no sólo a la operación de procesos, sino también al papeleo administrativo.
Por ejemplo, las aplicaciones de los códigos de barras pueden ser invaluables para el analista de operaciones. Mediante los códigos de barras se pueden ingresar de manera rápida y precisa una gran variedad de datos. En consecuencia, las computadoras pueden manipular datos para alcanzar un objetivo deseado como, por ejemplo, el conteo y control de inventarios, el enrutamiento de artículos específicos hacia o a través de un proceso, o la identificación del estado de avance o del operador que en ese momento trabaja en cada artículo en un proceso en marcha.
Utilización de instalaciones mecánicas más eficientes
Si una operación se lleva a cabo mecánicamente, siempre existe la posibilidad de emplear medios más eficientes de mecanización. La mecanización del trabajo se aplica a otras áreas, además del trabajo manual.
Operación de instalaciones mecánicas de manera más eficiente
Una buena consigna de los analistas de métodos es ésta: “Diseñe por dos al mismo tiempo”. En general, la operación de múltiples dados en el trabajo de prensado es más económica que la operación de una sola etapa. De nuevo, múltiples cavidades en el fundido de dados, moldeo y procesos similares son opciones viables cuando existe un volumen suficiente. En las operaciones con máquinas, los analistas deben asegurarse que se utilicen los alimentadores y las velocidades apropiadas. Ellos deben investigar el afilado de las herramientas de corte para obtener un máximo beneficio. Deben verificar que las herramientas de corte se encuentran montadas adecuadamente, que se utilice el lubricante correcto y que la máquina herramienta esté en buenas condiciones y reciba el mantenimiento adecuado.
Muchas máquinas herramienta trabajan a sólo una fracción de su eficiencia. Promover que se trabajen las herramientas mecánicas de una manera más eficiente casi siempre genera dividendos.
Fabricación cercana a la forma final
Utilizando un proceso de manufactura que genere componentes más cercanos a la forma final (manufactura de forma neta) se puede maximizar el uso de material, reducir el desperdicio, minimizar el procesamiento secundario tal como el maquinado y terminado finales y permite fabricar con materiales menos dañinos para el ambiente. Por ejemplo, la formación de partes con polvos metálicos (PM) en lugar del fundido y el forjado convencionales a menudo permite fabricar formas casi finales para muchos componentes, lo que genera ahorros económicos enormes, así como ventajas funcionales. En el caso de polvos metálicos forjados en forma de varillas, se ha reportado que éstos han reducido la masa recíprocante de alternativas en competencia, lo cual produce menos ruido y vibración así como mayores economías de costos.
Consideración del uso de robots
Por razones de productividad y costos, en la actualidad es importante considerar el uso de robots en muchas áreas de manufactura. Por ejemplo, las áreas de ensamblado incluyen trabajo que típicamente contiene un alto costo de mano de obra directa, que en algunos casos representa más de la mitad del costo de manufactura de un producto. La ventaja principal de integrar un robot moderno en el proceso de ensamblado es su inherente flexibilidad. Estos mecanismos pueden ensamblar múltiples productos en un solo sistema y ser programados para manejar varias tareas con variaciones en las partes. Además, el ensamblado mediante el uso de un robot puede proporcionar una calidad repetida de manera permanente y predecir el rendimiento de la producción.
El tiempo de vida típico de un robot es de 10 años. Si recibe un buen mantenimiento y se utiliza para mover pequeñas cargas, su vida puede extenderse hasta 15 años. Como consecuencia, la depreciación del costo de un robot puede ser relativamente insignificante. También, si el tamaño y la configuración de un determinado robot son adecuados, puede utilizarse en una gran variedad de operaciones. Por ejemplo, podría utilizarse para cargar un troquel de fundición, para cargar un tanque de enfriamiento, para cargar y descargar una operación de forjado de una placa, para cargar un aparato para lavar placas de vidrio, etc. En teoría, un robot del tamaño y configuración correctos puede ser programado para hacer cualquier tipo de trabajo.
Además de las ventajas de la productividad, los robots también ofrecen ventajas en seguridad, pues pueden utilizarse en centros de trabajo donde existe peligro para el trabajador debido a la naturaleza del proceso.