Aplicación de herramientas Lean para el diseño de procesos en la poscosecha del aguacate Hass: Caso AMI

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Date
2022-01-15Authors
Mateus Gutiérrez, MarianaGonzalez Urriago, Dayanna Stefanny
González Restrepo, Sara
Villasmil Paolini, Diego Enrique
Directors
Solano Vanegas, Clara MabelPublisher
Pontificia Universidad Javeriana
Faculty
Facultad de Ingeniería
Program
Ingeniería Industrial
Obtained title
Ingeniero (a) Industrial
Type
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Citación
Metadata
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English Title
Application of Lean tools for process design in the Hass avocado postharvest: AMI caseResumen
En la actualidad, las empresas agrícolas exportadoras se enfrentan a retos en cuanto a la calidad de sus productos, que deben cumplir para ser competitivas en el mercado. Los problemas detectados en sus líneas de producción se basan en la mala gestión de recursos como el tiempo, las materias primas, la maquinaria y los trabajadores, lo que provoca un despilfarro que se refleja en unos costes elevados. Se ha demostrado que, aplicando herramientas de Lean Manufacturing a sus actividades productivas, es posible procesar la misma cantidad de producto en menor tiempo, cumpliendo con estándares de eficiencia relacionados con el funcionamiento de sus máquinas, la productividad de sus empleados y generando el reconocimiento de sus clientes a lo largo de la cadena de valor.
Para este estudio, se analizó el caso de la empresa colombiana Arcángel Miguel Internacional, cuya actividad principal se centra en la exportación de aguacates y otras frutas exóticas a países de Europa y Norteamérica. Se identificaron los procesos que no generaban valor e impedían el flujo continuo de su proceso de poscosecha, con el fin de desarrollar alternativas para mejorar sus indicadores de eficiencia.
El diseño de ingeniería consistió en el desarrollo de un modelo de simulación real y futuro en FlexSim, software que permite modelar en 3D los procesos industriales de una empresa y analizar la productividad en ambos escenarios, incluyendo indicadores de operatividad y mejora continua. Utilizando herramientas de Lean Manufacturing como: Jidoka, 5's, Kaizen y SMED, fue posible plasmar en las simulaciones aquellos procesos susceptibles de mejora para reducir significativamente los desperdicios en el procesado de la fruta. Estas mejoras se apoyaron en indicadores de eficiencia, que permitieron a la simulación comparar el estado real y futuro del proceso.
Para evaluar el modelo, se utilizaron los datos analizados pertenecientes a los lotes de mayo a julio para obtener la distribución probabilística ajustada a los parámetros del software. Asimismo, se diseñó el proceso mediante un plano de Autocad y los elementos propios de la biblioteca relacionados con los recursos constantes, compartidos y móviles. Los requerimientos de rendimiento permitieron identificar en ambas situaciones, la cantidad procesada por puesto de trabajo, el porcentaje de tiempo de operación por trabajador, la utilización de cada objeto del sistema, la eficiencia de las máquinas y el rendimiento de la producción.
En la simulación real sólo se consideraron los procesos posteriores a la cosecha y un lote de 11,2 toneladas, pero para la construcción de los escenarios propuestos se utilizó un aumento progresivo del 11-15% para evaluar la eficacia del diseño propuesto. Los operarios sólo fueron programados para realizar una única función, durante una jornada laboral de 7,5 horas, y todas las unidades de aguacate pesaron 140 g. Para medir el impacto del escenario propuesto, se compararon los indicadores de eficiencia (OEE, DTD, Productividad y Eficiencia) con la simulación real de la empresa, y resultó que la alternativa impactó significativamente en todos estos indicadores. Los resultados para cada uno de los indicadores de eficiencia fueron: 33%, 22,81%, 15,16% y 35,89%, y 43,56% respectivamente. Estos resultados permitieron a la empresa procesar 4,9 toneladas adicionales en jornada laboral sin cuellos de botella, tiempos muertos, talento no utilizado ni tiempos muertos.
Por último, para cuantificar el impacto medioambiental de las alternativas propuestas, se desarrolló una herramienta de cálculo en Excel para calcular las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Se utilizó la guía CAR, que propone seguir cinco pasos para obtener la información. Se obtuvo el consumo energético de la línea de producción de aguacate y se utilizaron factores de emisión teóricos para determinar las mejoras del proceso. Los resultados mostraron una reducción del 45,1% respecto a la situación actual, contribuyendo positivamente al cambio climático a través del estudio de tiempos y movimientos en AMI.
Abstract
Currently, exporting agricultural companies are faced with challenges in terms of product quality, which they must meet in order to be competitive in the market. The problems identified in their production lines are based on the mismanagement of resources such as time, raw materials, machinery and workers, resulting in waste reflected in high costs. It has been shown that, by applying Lean Manufacturing tools to their production activities, it is possible to process the same amount of product in less time, meeting efficiency standards related to the operation of their machines, the productivity of their employees and generating recognition from their customers along the value chain.
For this study, the case of the Colombian company Arcángel Miguel International was analyzed, whose main activity is focused on exporting avocados and other exotic fruits to countries in Europe and North America. Processes that did not generate value and impeded the continuous flow of its post-harvest process were identified in order to develop alternatives to improve its efficiency indicators.
The engineering design consisted of the development of an actual and future simulation model in FlexSim, software that allows 3D modeling of industrial processes within a company and analysis of productivity in both scenarios, including indicators of operability and continuous improvement. By using Lean Manufacturing tools such as: Jidoka, 5’s, Kaizen and SMED, it was possible to capture in the simulations those processes that could be improved in order to significantly reduce waste in fruit processing. These improvements were supported by efficiency indicators, which allowed the simulation to compare the actual and future state of the process.
In order to evaluate the model, the data analyzed belonging to the batches from May to July was used to obtain the probabilistic distribution adjusted to the software parameters. Likewise, the process was designed by means of an Autocad plan and the library's own elements related to constant, shared and mobile resources. The performance requirements made it possible to identify in both situations, the quantity processed per workstation, the percentage of operation time per worker, the utilization of each object in the system, the efficiency of the machines and the production yield.
The actual simulation only considered the post harvest processes and a batch of 11.2 tons, but for the construction of the proposed scenarios, a progressive increase of 11-15% was used to evaluate the effectiveness of the proposed design. The operators were only programmed to perform a single function, during a working day of 7.5 hours, and all avocados units weighted 140 g. To measure the impact of the proposed scenario, the efficiency indicators (OEE, DTD, Productivity and Efficiency) were compared to the actual simulation of the company, and it resulted that the alternative impacted significantly all of these indicators. The results for each of the efficiency indicators were: 33%, 22.81%, 15.16% and 35.89%, and 43.56% respectively. These results allowed the company to process 4.9 extra tons in the working day without bottlenecks, timeouts, non-utilized talent and dead times.
Finally, to quantify the environmental impact of the proposed alternatives, a calculation tool was developed in Excel to calculate greenhouse gas (GHG) emissions. The CAR guide was used, which proposes following five steps to obtain the information. The energy consumption of the avocado production line was obtained, and theoretical emission factors were used to determine process improvements. The results showed a 45.1% reduction with respect to the current situation, making a positive contribution to climate change through the study of times and movements in AMI.
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