¿Sabe dónde están sus inventarios?
El saber día y noche dónde se encuentran sus materiales y qué cosa están haciendo es parte integral de la manufactura rentable en nuestros días. Así, los fabricantes de clase mundial como Dow Kokam de Midland, Mich. han continuado invirtiendo en las últimas tecnologías para rastrear sus inventarios a todo lo largo de sus cadenas de suministro.
Por ejemplo, el fabricante de celdas para baterías automotrices recientemente puso en marcha un sistema de ejecución de manufactura (MES) Siemens Simatic IT en el corazón de su control de inventarios. El movimiento aprovechó bibliotecas de mejores prácticas desarrolladas por el proveedor de automatización a lo largo de los años, incluyendo aquellas para eficientar la integración con otro software. Mediante los canales de comunicación establecidos con estas herramientas, el MES accede a al sistema de planeación corporativo (ERP) de la compañía y otro software.
“El ERP da seguimiento a las materias primas disponibles, y el MES rastrea todo [lo producido], yendo hasta las materias primas”, explica Chris Wunderly, ingeniero de software senior en Engineering, el integrador de sistemas basado en Chicago que instaló el sistema de rastreo basado en MES. “Los sistemas ERP usualmente tienen una visión muy amplia de órdenes e inventarios –cuánto material hay en la planta y cuánto producto se fabrica. Estos, no obstante, no tienen necesariamente un genealogía detallada que rastree un lote de regreso a todas sus entradas”. Este es el trabajo del MES.
El nuevo MES de Dow Kokam rastrea todos los materiales a lo largo del proceso de fabricación desde el momento en que llegan al sitio, indica SungSoo Oh, el director de automatización de procesos del fabricante de baterías. El software también verifica que los operadores colocan los materiales correctos en la maquinaria automatizada. Conforme los operadores cargan el material en colas, rastrean los códigos de barras en los contenedores con dispositivos portátiles de forma que el software pueda realizar las verificaciones necesarias. Si un operador carga por error el contenedor incorrecto, la máquina no operará.
El MES usa datos de control de calidad en forma similar mediante un Sistema de Gestión de Información de Laboratorio (LIMS). En el curso de la producción de baterías de litio-ion, por ejemplo, el proceso requiere la recolección de muestras en varios puntos de producción y enviarlos a un laboratorio para verificar indicadores clave de rendimiento (KPIs). Como con la colocación de los materiales, los operadores y técnicos usan códigos de barra y dispositivos portátiles para dar seguimiento a cada muestra. Una vez que la prueba se ha completado, el LIMS devuelve los resultados al MES, que les vincula al lote específico y libera ese lote a la siguiente operación únicamente si los KPIs están dentro de los límites de control especificados.
Mientras tanto, otra pieza de software, el proceso histórico o historian, recolecta y archiva KPIs para equipo de producción en intervalos regulares. En tanto que la genealogía generada con el MES rastrea los materiales mediante el proceso, el historian rastrea el estatus del equipo a intervalos periódicos. “El historian contiene información contextualizada acerca del equipo”, dice Wunderly de Engineering. “Al usar la marca de tiempo de cuando se creó un lote, se pueden usar los datos en el historian para análisis cuando surgen los problemas”.
¿Por qué rastrear con MES?
La estrategia de hacer del MES el concentrador del sistema de rastreo de inventarios tiene al menos dos beneficios importantes parea Dow Kokam, de acuerdo con SungSoo Oh. Primeramente, si las verificaciones de control de calidad develan un problema de desarrollo, los datos auxilian al personal de ingeniería para conducir una investigación de causas raíz y así detectar el problema. En segundo lugar, si un problema que fuese lo suficientemente serio para disparar un retiro no se detectase, la genealogía ayudaría a concentrar el esfuerzo en tan solo los productos afectados, en consecuencia agilizando el retiro y conteniendo su costo.
La compañía ya sabe la genealogía entera de cada celda de batería—desde los lotes de químicos originales y otras materias primas hasta las máquinas que las procesaron y los valores de los KPIs durante la producción. “Así, el solo leer el código de barras le informa no solo qué es lo que se puso en una celda en particular, sino también en todas las otras celdas hechas de los mismos ingredientes o en el mismo equipo”, observa Wunderly de Engineering. “Una vez que determinas cuál es el problema, puedes descubrir exactamente qué productos resultaron afectados”.
Con todo, la obtención de estos resultados requiere la comprensión completa de los procesos y cuidadosa planeación para sortear los retos técnicos. “Aunque las plantas se vuelven cada vez más automatizadas, en ocasiones el equipo más antiguo no tiene una forma para reportar información clave, tales como cantidades o tipo de material”, apunta Wunderly. Las máquinas también pueden dar lecturas inexactas por razones tan simples como que los sensores o la propia técnica de medición no son los apropiados para la tarea en cuestión.
Al atender a tales detalles, Stora Enhso pudo rectificar el problema cuando la compañía de papel basada en Helsinki recibió queja de un procesador de comidas a propósito de un tablón de contenedor producido en su Taller de Imatra en Finalndia. Ya que las regulaciones gubernamentales y estándares de la industria requieren la posibilidad de rastrear la genealogía de los materiales que entran en contacto con la comida, el taller había contactado a ABB Ltd. Para mejorar su habilidad para conseguirlo.
El proveedor con sede en Zurich instaló un MES que rastrea la genealogía de cada rollo o paleta de hojas desde sus pulpas constituyentes y otros químicos, así como la de sus materiales de envoltura. Además de rastrear qué máquinas y rollos se usaron en la producción, el sistema también vincula cada lote a pruebas de control de calidad relevantes y cualesquier notaciones ingresadas durante la producción.
Como resultado, servicio a clientes pudo diagnosticar y resolver la queja en horas en vez de que tomara varios días. “Lo más importante, esto les permitió determinar si cualesquier otros clientes estaban afectados y así ser proactivos para resolver estos problemas antes de que se magnificaran”, indica Marc Leoux, director de mercado para gestión de producción colaborativa en ABB Inc. (www.abb.com) en Wickliffe, Ohio.
Explotar mejores flujos de trabajo
El éxito que usuarios tales como Stora Enso y Dow Kokam han tenido en el rastreo de inventarios en un MES en parte se debe a avances en la gestión de flujos de trabajo. “La facilidad para crear flujos de trabajo en la actualidad significa que se ha hecho mucho más fácil adaptar los sistemas a necesidades organizacionales para modificar las operaciones para ajustarse a un sistema específico”, explica Leroux.
“No fue hace mucho tiempo”, agrega, “cuando las únicas compañías que tenían éxito en la implementación de un sistema ERP eran aquellas que modificaban sus operaciones para adecuarse al sistema”. Estos usuarios pagaban los altos costos de implementación de los que aún se sigue hablando. Aún hoy día, los sistemas ERP típicamente no se conformarán a una operación de manufactura en particular tan fácilmente como lo hará el MES u otro software para administrar operaciones de manufactura, de acuerdo con Leroux.
A pesar de las dificultades que existieron en el pasado y que aún existen en ciertas industrias, los sistemas ERP pueden resultar bastante útiles para rastrear inventarios y dar ubicación de lotes a lo largo de una extensa cadena de suministro. “La mayoría de los sistemas ERP tienen módulos diseñados para administrar estos datos”, resalta Wolfgang Kratzenberg, director de mercadotecnia para identificación industrial en Balluff Inc. (www.balluff.us) en Florence, Ky.
Sin embargo, algunas compañías, encuentran que deben de saltar otro tipo de obstáculo antes de que puedan usar sistemas ERP para rastrear material a lo largo de la totalidad de sus cadenas de suministro: La capacidad suele existir en islas de automatización pobremente conectadas. “En la actualidad, el grado al cual el material es rastreado depende de la industria y la madurez organizacional”, indica Leroux de ABB.
“Además, la información respecto a uso de materias primas se acumula en el sistema ERP basado en uso ‘estándar’ y no en consumo real”, continúa. “En muchos casos, el uso de materiales podría basarse en actualizaciones diarias de inventario hechas directamente por personal de producción al sistema ERP de forma diaria o incluso semanal. Entonces, a pesar del énfasis en conectar sistemas ERP con manufactura, cosa que se ha hecho en la década pasada, seguimos estando aún al principio de la implementación de estas soluciones”.
Con todo, Leroux reporta un creciente interés en el desarrollo de tales. En un caso, un fabricante pidió a su grupo en ABB ayudar a hacer que su sistema ERP transmitiera órdenes de producción a su sistema de automatización, a la vez que se hiciera que la producción respondiera con mensajes apropiados conforme las terminaba. “Cuando los ingenieros se percataron de que era bastante sencillo integrar manufactura con ERP, comenzaron a consultar qué otra información se podría intercambiar”, relata Leroux.
Sus consultas resultaron en la integración del uso de materias primas en tiempo real con el sistema ERP – un proyecto que resultó en costos de inventarios más bajos. El intercambio subsecuente también resultó en el mejor reporte de los estatus de las órdenes en manufactura. Con la provisión de este conocimiento, el usuario ahora puede disponer el transporte cuando en realidad se le necesita, y reducir significativamente los costos de demoras.
Una historia de dos métodos
Estos sistemas ERP, MES, y otros sistema de escala menor caen dentro de la categoría que Kratzenberg de Balluff llama el método centralizado para gestionar datos de inventarios. Tal como implica el nombre, el software de esta categoría almacena datos en una ubicación central de forma que un número de personas puede acceder a estos desde una variedad de ubicaciones. Este funciona típicamente con tecnología de código de barras e identificación de radiofrecuencia (RFID) de solo lectura para vincular ítems individuales al sistema central.
“No obstante, el progreso en la tecnología de dispositivos móviles ha permitido que el procesamiento y almacenamiento ocurran localmente, o descentralizado en unidades portátiles individuales”, apunta Kratzenberg. “Resulta aún más común, empero, transferir datos desde un dispositivo portátil a una ubicación centralizada en momento ulterior”.
En consecuencia, la metodología más común a este segundo método descentralizado es el almacenar datos en una etiqueta RFID de lectura‑escritura. Cada estación lee y escribe la información pertinente a la etiqueta conforme el trabajo en proceso avanza a lo largo de la producción. “En un ambiente sin red, un sistema de datos descentralizado es ideal para compartir información de rastreo al interconectar islas de automatización”, dice Kratzenberg.
En Autoliv Inc., este método refuerza los estándares de calidad para los dispositivos de seguridad que la compañía con base en Estocolmo produce para la industria automotriz. Ya que sus productos pueden significar la diferencia entre vida y muerte para conductores en todo el mundo, sus operaciones de manufactura anexan etiquetas RFID al trabajo en proceso tanto para prevenir errores como para demostrar que sus productos cumplen con las especificaciones.
Conforme una pieza de trabajo pasa por inspecciones en proceso para verificar la eficacia de operaciones de manufactura individuales, el sistema escribe los resultados apropiados directamente a la etiqueta. Siempre que la pieza de trabajo pase la inspección, la operación siguiente la aceptará y seguirá realizando su tarea como está previsto. Si, por el contrario, la pieza de trabajo no pasa una inspección, las operaciones subsecuentes se denegarán para trabajar con esta. La pieza de trabajo deberá de ser removida para reproceso o desecho.
“Cada operación es rastreada a todo lo largo del camino y se documenta en la etiqueta, proporcionando un historial detallado”, dice Kratzenberg. Estos datos proporcionan la información necesaria de que el producto se fabricó de acuerdo a las especificaciones.
Algunos fabricantes también ponen etiquetas o tags en su maquinaria y herramientas de producción, tanto como auxiliar a la puesta a punto así como para bitácora de uso y mantenimiento. Considere qué es lo que se logra en una prensa de estampado. “Un tag RFID no solamente puede identificar el troquel apropiado para el trabajo, sino que este también puede admitir los parámetros de operación para el troquel, previniendo así errores de ingreso humano”, dice Kratzenberg. Los tags en la herramienta también pueden registrar el número de golpes y hacer saber a los técnicos cuando ya es momento de retirarle para mantenimiento preventivo. Un técnico de reparación puede aprobar el servicio a realizar directamente en el tag, y la gerencia puede identificar quién realizó reparaciones o servicio y determinar cuándo se realizó.
Aunque los métodos centralizados y descentralizados resultan diferentes, no son mutuamente excluyentes uno respecto al otro. Las organizaciones de manufactura suelen emplear ambos –usualmente para su mayor ventaja—para permitirles saber siempre dónde están sus inventarios.
