Simulación de eventos discretos para equilibrar cargas laborales en operarios: caso de estudio en la industria de las bebidas

Abstract

El rendimiento de procesos industriales está fuertemente ligado a la asignación eficiente de recursos en las organizaciones. La literatura muestra que, la fatiga, la sobrecarga horaria y el desequilibrio en las funciones, conllevan a una disminución notable en la productividad y la calidad del trabajo realizado. En este contexto, es de vital importancia que las empresas se orienten hacia la mejora continua y la revisión sistemática de las cargas laborales. La simulación, es utilizada frecuentemente en el ámbito industrial, para recrear virtualmente procesos productivos, que permitan evaluar diferentes oportunidades de mejora, sin interrumpir la producción real, lo que supone ahorros significativos en tiempo y dinero, además de evitar repercusiones negativas en la producción. Este proyecto aborda los desafíos asociados a la distribución de cargas laborales de operarios, en la línea de producción de Saviloe, una bebida de aloe vera perteneciente al catálogo de productos de la empresa de consumo masivo, Quala. El diseño esperado es una simulación de eventos discretos, que represente las características del proceso, del layout y de la utilización de recursos humanos en entornos productivos, mejorando los niveles de ocupación de los operarios y los indicadores claves de desempeño. Para lograr esto, se aplicó una metodología hibrida, compuesta por las siguientes fases: i). Recopilación de información detallada sobre el flujo de trabajo y los tiempos de operación, ii). Definición de variables que influyen en el sistema, iii). Simulación y análisis de la situación actual, iv) Construcción, simulación y contraste de escenarios y análisis de indicadores de desempeño y, v) Selección de la mejor alternativa, basada en criterios establecidos.

La creación de la simulación se realizó en el software FlexSim®. Esta herramienta facilitó la modelación y el entendimiento del panorama productivo. La situación actual simulada, evidenció sobrecarga laboral en unos operarios y subutilización en otros, reforzando la necesidad de intervención en el sistema. Por consiguiente, los escenarios de mejora fueron establecidos teniendo en cuenta parámetros, asociados a la cantidad de operarios y a la modificación de tareas asignadas, e indicadores de desempeño, que garantizaran el cumplimiento de la producción de botellas y el mejoramiento del tiempo ocioso y de la distancia recorrida por los operarios. Esto permitió que el diseño se acoplara efectivamente a los requerimientos definidos, pues las simulaciones se adaptaron a la distribución de planta, reflejaron el proceso productivo y mejoraron los porcentajes de utilización de los operarios. A pesar de que la información de materia prima, tiempos y movimientos fue limitada, se logró recopilar datos valiosos para el estudio, a través de entrevistas con los expertos de la empresa, superando este inconveniente. El diseño se verificó con el estándar ISO 13053, ya que las fases metodológicas, el análisis de los resultados y la presentación de la alternativa de mejora, fueron organizados y estructurados de acuerdo con la metodología DMAIC (Definir, Medir, Analizar, Mejorar y Controlar). Asimismo, el diseño promueve la mejora continua en la asignación de las cargas laborales de los operarios.

Las simulaciones se validaron mediante tres pruebas de rendimiento; primero, se verificó la lógica del modelo simulado respecto a las operaciones reales, luego se obtuvo la aprobación de especialistas de Quala y, por último, se comparó la cantidad de producción en la simulación con la realidad, demostrando una estrecha alineación y un mínimo margen de error. Estas validaciones respaldan la utilidad estratégica de la simulación, en la planificación de la carga laboral y la toma de decisiones en procesos de producción. A través de la herramienta Experimenter, se corrieron 50 réplicas por escenario y se visualizaron gráficas de los resultados, que confirmaron la validez estadística del estudio. La interpretación del análisis posibilitó la caracterización de los diferentes escenarios, con sus ventajas y desventajas, para balancear las cargas de los operarios. Algunos escenarios fueron descartados porque elevaban en gran medida el tiempo ocioso del volante y otros, porque no tenían una incidencia significativa en la utilización de los operarios controlador y wise. Finalmente, los resultados demostraron que el escenario 6, donde el controlador asume en 60% la labor de ingreso de materia prima, el wise obtiene una tarea adicional repetitiva de 40s y no se contratan más operarios, representa la alternativa más viable para ser adoptada por la organización, ya que los tiempos de inactividad de los operarios y la distancia recorrida se equilibran y, no se afecta el costo de mano de obra. Adicionalmente, no se asignaron labores fuera de las zonas de acción de cada operario ni se consideraron tareas que no tuvieran que ver con las funciones que ya desarrolla cada cargo, lo que facilita que la implementación de la mejora se realice sin cambios abruptos, buscando la eficiencia del proceso.