ARTÍCULO 3. MEJORANDO LA PRODUCTIVIDAD. LA UTILIZACIÓN DEL KPI POR EXCELENCIA: EL OEE 1

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1 MIGUEL F. LÓPEZ GONZALEZ, Director I+D de ASM, ANTONIO SARTAL RODRÍGUEZ, Ingeniero de proceso, Dpto I+D+i de JEALSA RIANXEIRA, S.A., REVISTA: FORUM CALIDAD ARTÍCULO 3. MEJORANDO LA PRODUCTIVIDAD. LA UTILIZACIÓN DEL KPI POR EXCELENCIA: EL OEE 1 INTRODUCCIÓN Continuando con los artículos de la presente serie, se presenta a continuación una reflexión acerca de la importancia de la medición y análisis de la productividad en los entornos industriales. Siguiendo con la hoja de ruta establecida en el artículo 1: La necesidad de la captura automática de datos y el análisis de la información en tiempo real destacábamos como paso inmediato a la implantación de un sistema MES el hacer arreglar las cosas dentro de casa, o lo que es lo mismo utilizar la información proporcionado por el sistema MES para aumentar la eficiencia productiva de la planta. Como se viene repitiendo durante toda la serie, para competir en el mercado globalizado actual, controlado por la demanda, es preciso adelgazar tanto los tiempos como los costes de todas las etapas que forman parte de proceso de fabricación, cuanto mayor sea la productividad mayor será la reducción de costes y tiempos necesarios para fabricar el producto, además de permitirnos eliminar pérdidas y mejorar la competitividad de la compañía. Ningún negocio puede tener pérdidas, para lo cual es necesario utilizar lo mejor posible los activos, así como aumentar la flexibilidad. Las compañías necesitarán disponer siempre información acerca de sus procesos para tomar decisiones determinantes sobre sus actuaciones, necesitarán medirse. Los fabricantes no cesan en la búsqueda de nuevas vías para reducir costes y gastos, operar con más eficacia y obtener el mayor rendimiento de sus líneas. Tienen que maximizar la utilización de sus activos para impedir que los costos de capital sean muy altos y mantenerse en una posición competitiva. En las salas de juntas de las empresas se repiten insistentemente términos como mejora de la productividad y reducción de costes. Por todos es sabido que existen multitud de estrategias para conseguirlo: TPM (Total Productive Maintenance), Six Sigma, Lean Manufacturing, etc. todas tienen por objeto mejorar la producción, hacernos más eficaces, más eficientes; procedimientos y finalidades pueden ser diversos pero lo que sí presentan todas ellas en común es que se basan en una estrategia de medición (captura de datos), análisis de los datos (obtención de información) y posterior acción en consecuencia (utilización del conocimiento), haciendo bueno el dicho tantas veces repetido: Aquello que no se mide no se controla, lo que no se controla no se conoce, lo que no se conoce no se mejora. PRODUCTIVIDAD Para competir con éxito en el mercado, los fabricantes han de adaptarse rápidamente a las fluctuaciones de la demanda, a la disponibilidad o al precio de materias primas, Cambio constante es el mejor resumen de esta situación. Para ello, como se ha adelantado, será absolutamente esencial la medición correcta y objetiva de los rendimientos y pérdidas reales de la producción. Toda empresa, independientemente de su naturaleza, tiene como finalidad básica el obtener beneficios, ganar dinero, para lo cual lleva a cabo la transformación de determinados recursos en bienes o servicios. Cuanto más eficazmente se realice este proceso de transformaciones más productivos seremos. Productividad puede definirse como la relación entre la cantidad de bienes y servicios producidos y la cantidad de recursos utilizados. En la fabricación la productividad sirve para evaluar el rendimiento de los talleres, las máquinas, los equipos de trabajo y los empleados, pero porque es tan importante la productividad?, pues por el simple hecho que dependiendo de nuestra productividad podemos determinar el grado de satisfacción, de eficacia, con que realizamos cualquier actividad o proceso, que nos permitirá compararnos con la competencia o incluso con nosotros mismos, y sobre todo nos permitirá mejorar en el desempeño de nuestras actividades. Los últimos datos de la productividad en España indican que la mayoría de las empresas con proceso de fabricación no superan el 65 % de la capacidad que tienen instalada. Considerando que una empresa tipo con dos turnos dispone de horas anuales para realizar su producción, un 65 % de productividad significa que durante horas no ha fabricado ningún producto que pueda vender e ingresar el importe equivalente, mientras que la mayoría de los gastos han seguido produciéndose durante todo el tiempo haya habido o no producción (sueldos, amortizaciones, impuestos, stocks, etc.). 1 OEE: Efectividad global del Equipo (Overall Equipment Effectiveness), también denominada ECE (Eficacia Compuesta de Equipo) 2 20 días/mes x 12 meses x 8 h/turno x 2 turnos/día = h, Horas no Productivas = x (1-0,65) = h. 1

2 Equivale a: La cantidad fabricada en 100 horas operativas se podría haber realizado en 62 horas si el proceso fuera capaz de ir a su velocidad teórica. Si la producción por turno es de unidades, sólo se han fabricado x 0,62 = 9920 unidades. El aumento de la Productividad es rentable, aumenta los márgenes y evita los costes excesivos del exceso de capacidad. Alcanzar la máxima capacidad de una línea es 10 veces más económico que sustituirla por otra de más capacidad. Muchas empresas han resuelto el problema de su baja productividad aumentando el número de equipos o líneas de fabricación, confundiendo productividad con aumento de producción, olvidando que la productividad rentable no sólo aumenta los márgenes sino que también previene costosas sobreproducciones. El esfuerzo debe concentrarse en la optimización de la capacidad, es decir, en la habilidad para producir eficientemente la cantidad que se pueda vender, sin costosos aumentos de equipos y de existencias no deseadas. Aún así, también es preciso destacar que, no todos los problemas que ahogan los esfuerzos para optimizar la capacidad ocurren dentro de las cuatro paredes de la planta, los fabricantes también tienen que considerar las actividades anteriores y posteriores de la planta dentro de la cadena logística, pero no podemos escudarnos en eso, un buen fabricante invertirá su tiempo y esfuerzo en adoptar las medidas justas para su empresa aquellas que les ayuden a resolver los problemas de producción, optimizar la capacidad, fomentar los márgenes, incrementar la rentabilidad-, un buen fabricante mide, mejora y vuelve a medir. Cómo medirá (y mejorará) usted su éxito este año?, y lo que es más importante, cómo actuará y medirá el año que viene? Sin duda, es preciso utilizar indicadores. MEDIR LA PRODUCTIVIDAD. LA UTILIZACIÓN DE LOS KPIs Muchas compañías con proceso de fabricación han estado engañándose respecto a la eficiencia real de sus líneas y células de fabricación de tal forma que se han enmascarado muchas de las causas de pérdida de eficiencia. Durante años, la gestión se ha centrado simplemente en que los números fueran divulgados sin pararse demasiado a pensar qué era lo que se estaba midiendo y qué objetivos se perseguían. Tradicionalmente los indicadores se han visto reactivamente, o sea, utilizándolos para mirar hacia atrás con vistas a planear el futuro, sin embargo se ha venido provocando un cambio en este sentido encaminado a utilizar los indicadores con una visión proactiva, para tomar decisiones hacia el futuro, manejándolos. Todas las actividades y procesos de cualquier organización deben medirse con parámetros enfocados a la toma de decisiones, asegurándose de que las actividades sean acordes con los objetivos de negocio permitiendo evaluar los resultados frente a dichos objetivos. Estos parámetros son conocidos como indicadores: Parámetro numérico que facilita la información sobre un factor crítico identificado en la organización, en los procesos o en las personas respecto a las expectativas definidas. Cuando el valor de un indicador de gestión es comparado con algún nivel de referencia, nos permiten detectar desviaciones lo que nos permitirá tomar todo tipo de medidas correctivas o, lo más interesante, preventivas. Los indicadores de gestión o Key Performance Indicators (KPI) permiten evaluar el desempeño de los procesos por medio de la medición de aspectos claves que tienen influencia sobre su ejecución, mediante este tipo de métricas se nos informa acerca de sí los procesos están cubriendo sus requerimientos de negocio en base a los objetivos preestablecidos y el seguimiento del desempeño de los factores que participan en la ejecución de los mismos. Adicionalmente, estos indicadores pueden utilizarse como métricas de los factores críticos de éxito, lo cual 2

3 permite identificar oportunidades de mejora. Estas mejoras influyen de forma positiva sobre el resultado de los procesos, aspecto que define una relación de causa y efecto entre los indicadores de gestión y el cumplimiento de los objetivos claves. Mientras los objetivos de negocio se enfocan en lo que se quiere lograr, los indicadores de gestión se enfocan en la manera de hacerlo, estableciendo la probabilidad de éxito y proporcionando información acerca del desenvolvimiento de las capacidades y destrezas de la organización. Los Objetivos de Negocio están definidos a nivel corporativo, regional y local. Estas metas determinan las actividades críticas (Factores clave del éxito Key Success Factors) que deben realizarse correctamente para alcanzar el éxito. Sólo cambian cuando se produce una variación fundamental en los Objetivos de Negocio. Los KPIs están directamente vinculados a las metas globales de la compañía. Se utilizan para guiar o medir el rendimiento real frente a los factores clave del éxito. Estos indicadores sólo cambian cuando los objetivos se consiguen o cuando varía la orientación de la gestión. En los entornos productivos existen una serie de indicadores básicos del rendimiento (KPI, Key Performance Indicators) que se comparan con referencias fiables para obtener evaluaciones cuantitativas sobre las posibles mejoras. Utilizando esta información, los fabricantes pueden abordar los problemas potenciales con bastante antelación. Uno de esos indicadores KPI es la eficiencia global del equipo OEE, Overall Equipment Efficiency. OEE-EFECTIVIDAD GLOBAL DEL EQUIPO (OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS) Efectividad Gobal de los Equipos (OEE), también denominada ECE (Eficacia Compuesta de Equipo) es una métrica de la eficiencia comúnmente utilizada, que permite comparar el rendimiento de las plantas, líneas y equipos de producción. El OEE combina los conceptos de disponibilidad y rendimiento de los equipos y la calidad del producto en una métrica sencilla y fácil de comprender. El total del rendimiento desde una máquina hasta la totalidad de una fábrica, puede ser explicado como el impacto acumulado (producto) de tres factores distintos expresados como porcentajes: La Disponibilidad El Ratio de Rendimiento (velocidad de la máquina) El Ratio de Calidad Se trata sin duda del mejor patrón para conocer la productividad real de las plantas y localizar potenciales áreas de mejora en un entorno de fabricación. Los factores de los que se compone este producto: Disponibilidad (Availability) x Rendimiento (Performance) x Calidad (Quality) proporcionan una medida fehaciente de las instalaciones, proporcionando una medida a partir de la cual se puedan definir todas y cada una de las causas de pérdidas de tiempo definiendo la productividad real de planta. Factores de la OEE Disponiblidad, A Rendimiento, P Calidad, Q Causas Averías asociadas a la máquina o línea Tiempo de Setup Causas externas (atascos, faltas, etc.) Microparadas Reducción de Velocidad No conformes durante el Setup No conformes durante la producción Este indicador es posiblemente el más efectivo para conocer el grado de competitividad de una planta industrial ya que se trata del punto de unión entre la toma de decisiones financiera y el rendimiento operativo. Permitiéndonos identificar las barreras que bloquean la mejora de la efectividad, el concepto de OEE reúne eficacia y calidad bajo una métrica común y proporciona una única medición del rendimiento, relacionando directamente 3

4 costes de operación, pérdidas y cuellos de botella del proceso, permitiendo justificar cualquier decisión sobre nuevas inversiones. Por otro lado, las previsiones anuales de mejora del índice OEE permiten estimar las necesidades de personal, materiales, equipos, servicios, etc. de la planificación anual. La OEE está fuertemente relacionada con el estado de conservación y productividad del equipo mientras está funcionando, indica cuántas piezas han salido como producto correcto funcionando la máquina a la velocidad nominal y sin averiarse. En este concepto están incluidas todas las fuentes de ineficiencia existentes en cualquier proceso de fabricación (6 grandes pérdidas) que muestra las pérdidas reales de los equipos medidas en tiempo: tiempo del Mantenimiento (averías de equipo). tiempo de la Disponibilidad (arranques, paradas, otras paradas). pequeñas paradas y funcionamiento en vacío. reducción de la velocidad y micro paradas). tiempo de la Calidad (no conformes). tiempo de retrocesos. Criterio Principales Pérdidas Categoría OEE Comentarios Tiempo Perdido Por Producción Perdida Por Producción Perdida Por Grandes Averías Puesta en Funcionamiento y Cambios de útiles. Pequeñas Paradas Reducción de Velocidad Defectos de Inicio de Fabricación Defectos de Producción Disponibilidad Disponibilidad Rendimiento Rendimiento Calidad Calidad En ocasiones es difícil encontrar el criterio para discernir entre una AVERIA que se encuadre en esta pérdida o en las de Rendimiento Incluye cambios de reglajes o Configuraciones Se incluyen paradas de tiempo inferior a 5 minutos y no precisan de la intervención del personal de mantenimiento. Debido a que no se quiere producir al máximo rendimiento (Intencionada). Debido a que se aminora la velocidad por algún motivo específico. (Malfuncionamiento, Atasco...) Productos defectuosos que se producen cuando una línea se pone en funcionamiento. Productos defectuosos producidos en una línea operativa. Cada uno de estos parámetros del OEE representa pérdidas que pueden hacerse corresponder a una pérdida de Tiempo Operativo de Producción. Comenzamos a partir de un Tiempo Total Disponible y restamos los tiempos definidos por las pérdidas de Disponibilidad (Paradas), Rendimiento (Velocidad) y Calidad (Rechazadas/Reprocesadas). Muy rápidamente se pueden ver los efectos de esas pérdidas en el tiempo productivo. Claramente, el Tiempo Productivo se convierte en una fracción del Tiempo Total Disponible a través de los siguientes tres factores: Disponibilidad: Mide las pérdidas de disponibilidad de los equipos debido a paros no programados. Disponibilidad = Tiempo operativo/tiempo neto disponible En donde: Tiempo neto disponible = Tiempo extra + Tiempo total programado +Tiempo de paro permitido Tiempo operativo = Tiempo neto disponible Tiempo de paros de línea Rendimiento: Mide las pérdidas por rendimiento causadas por el mal funcionamiento del equipo, no funcionamiento a la velocidad y rendimiento origina determinada por el fabricante del equipo o diseño. Eficiencia = Nº unidades realizadas/ Nº unidades teóricas En donde: Tiempo operativo x velocidad real / tiempo operativo x velocidad teórica 4

5 Calidad a la primera (FTT): Estas pérdidas por calidad representan el tiempo utilizado para producir productos que son defectuosos o tienen problemas de calidad. Este tiempo se pierde, ya que el producto se debe destruir o reprocesar. FTT = Unidades conformes a la primera/ Unidades totales En donde: Total de piezas no conformes: Piezas defectuosas + Piezas no conformes Las cifras que componen la OEE nos ayudan a orientar el tipo de acciones TPM (Mantenimiento Productivo Total) y la clase de instrumentos que debemos utilizar para el estudio de los problemas y fenómenos. Este indicador responde a las acciones realizadas tanto de mantenimiento autónomo, como de otros pilares TPM. Una buena medida inicial de OEE ayuda a identificar potenciales áreas de mejora justificando delante de la alta dirección sobre la necesidad de ofrecer el apoyo de recursos necesarios para el proyecto y para controlar el grado de contribución de las mejoras logradas en la planta. 1. La métrica OEE permite: El índice global, OEE, informa sobre la eficiencia del proceso productivo con respecto a la capacidad ideal disponible. La categorización de los factores, D, R e Q, y el análisis de pérdidas informa de donde se encuentran las pérdidas de productividad. 2. La métrica OEE es la mejor herramienta disponible para: Los Departamentos de Producción y Mantenimiento. El Departamento de Planificación. 3. La OEE está relacionada directamente con los costes de operación. A partir de una previsión de la OEE para el próximo año se pueden estimar los Costes de operación, necesidades de Personal, etc., para el plan de anual. 4. Es una herramienta imprescindible para tomar decisiones basadas en el ROI acerca de reformas, instalación de nuevos equipos, modificaciones, etc. 5

6 Concepto de productividad total efectiva de los equipos (PTEE) Como hemos visto, el OEE se pondera con respecto al tiempo planificado de operación analizando las causas de parada, el despilfarro generado por las pérdidas de producción, sin embargo, no es el único índice que debe ser tenido en cuenta; para conocer la productividad real de la planta se analizarán conjuntamente también las paradas planificadas (mantenimiento programado, descansos organizados, etc.), que se miden mediante el índice de utilización del activo o aprovechamiento del equipo (IA o AE). Así pues, el uso de la métrica OEE junto otros índices permiten definir la PTEE, medida de la productividad total real de los equipos. Esta medida se obtiene multiplicando los siguientes parámetros: PTEE = AE X OEE El AE se trata de una medida que indica la cantidad del tiempo calendario utilizado por los equipos. El AE está más relacionado con decisiones directivas sobre uso del tiempo calendario disponible que con el funcionamiento en sí del equipo. Esta medida es sensible al tiempo que habría podido funcionar el equipo, pero por diversos motivos los equipos no se programaron para producir el 100 % del tiempo. Se puede interpretar como un porcentaje del tiempo calendario que ha utilizado un equipo para producir con respecto al tiempo total. Para calcular el AE se pueden aplicar los pasos que se detallan a continuación. 1. Establecer el tiempo base de cálculo o tiempo calendario (TC). Es frecuente en empresas de manufactura tomar la base de cálculo 1440 minutos o 24 horas. Para empresas de procesos continuos que realizan inspección de planta anual, consideran el tiempo calendario como (365 días * 24 horas). 2. Obtener el tiempo total no programado. Si una empresa trabaja únicamente dos turnos (16 horas), el tiempo de funcionamiento no programado en un mes será de 240 horas. 3. Obtener el tiempo de paros planeados. Se suma el tiempo utilizado para realizar acciones preventivas de mantenimiento, descansos, reuniones programadas con operarios, reuniones de mejora continua, etc. 4. Calcular el tiempo de funcionamiento (TF). Es el total de tiempo que se espera que el equipo o planta opere. Se obtiene restando del TC, el tiempo destinado a mantenimiento planificado y tiempo total no programado. AE = (TF/TC) X 100 Donde: TF= Tiempo calendario (Tiempo total no programado + Tiempo de paros planeados) La World Class La OEE sirve para construir índices comparativos entre plantas (benchmarking) para equipos similares o diferentes o para medirnos con respecto a nuestra competencia. Pero cuáles deberían ser los objetivos en los que nos debemos fijar y que establecerlos como metas a alcanzar?... Las empresas de fabricación han adoptado el término World Class (Clase Mundial) para describir procesos, productos y servicios que han alcanzado los estándares de prestaciones (rendimiento, eficiencia y calidad). Alcanzar el estándar World Class significa estar bien posicionado para la competición global. World Class en el mundo industrial es sinónimo de Excelencia, de este modo, el concepto World Class Manufacturing quiere decir "Fábrica de Clase Mundial" es decir de primera división, es la fábrica que las demás del mismo sector toman como modelo, recoge estrategias como Control Total de Calidad (TQC), Justo a Tiempo (JIT), Mantenimiento Productivo Total (TPM) y otras de gestión, de tecnología y de servicios. 6

7 Cuál es la estrategia de una industria para alcanzar valores de la World Class? 1. Elegir una métrica, un sistema de medida de la eficiencia de producción, que incluya todas las pérdidas existentes y que pueda condensarse en un único índice KPI. Tal y como se ha expuesto a lo largo del artículo, la métrica OEE es la opción elegida por las empresas que han alcanzado la excelencia. 2. Implantar un sistema de monitorización automático del estado de los equipos o líneas de fabricación en tiempo real, basado en la conexión directa a los PLCs de las máquinas para monitorizar, comparar y analizar continuamente los parámetros de producción, mediante un software de captura adecuado (sistema MES, Artículo 3, número anterior). 3. Utilizar una herramienta de análisis de la información de tiempos y causas de paradas recogidas por el sistema de captura mediante la métrica OEE. 4. Formar al personal de producción y planta implicado. 5. Fijar unos objetivos de mejora de los índices de la OEE, D, R y Q. 6. Crear un plan de seguimiento y un equipo de trabajo para la mejora continua de la OEE para avanzar hacia la World Class. Qué valor de la Productividad se considera necesario para competir en el mercado actual? Como norma, la World Class recomienda un valor global de OEE 85 %. En general se habla siempre de valores en torno al 85% puesto que valores superiores es posible que los costes y esfuerzos para alcanzar dichos valores no se correspondan con los beneficios obtenidos, aunque este tipo de afirmaciones no se pueden realizar hasta analizar en profundidad empresa y sector en cada caso. Disponibilidad: 90 % Rendimiento: 95 % Calidad: 99 % World Class Index: 0,90 x 0,95 x 0,99 x 100 = 85 % 7