Supermercado versus FiFo: ¿qué requiere menos inventario?

Para crear producción de extracción entre dos procesos , puede agregar un carril FiFo o un supermercado. En un caso, tendrá el FiFo como parte de un bucle kanban o conwip más grande, y en el otro caso dividirá la secuencia de valor en dos bucles kanban o conwip diferentes.

Algunas preguntas que he estado reflexionando son: ¿Cuál tiene menos inventario para el mismo rendimiento de entrega? ¿Es mejor usar un bucle grande o dos bucles más pequeños para el WIP y el rendimiento del envío?

Introducción

En casi todos los casos, los sistemas de extracción son superiores a los sistemas de inserción (lea, por ejemplo, mis publicaciones sobre La (verdadera) diferencia entre Push y pull y Why Pull Is Tan Great!). Los buenos sistemas de extracción de flujo se implementan utilizando bucles kanban o CONWIP. Y aquí tienes múltiples opciones. Puede hacer un gran bucle con carriles fifo entre los procesos , o puede dividirlo en múltiples bucles más pequeños agregando supermercados entre los procesos seleccionados. Ya he analizado la pregunta sobre cuándo usar supermercados y fifo en función de la facilidad de uso. Más detalles están disponibles en mis publicaciones Diez Reglas Cuándo usar un FiFo, Cuándo un supermercado – Introducción y Las Reglas, así como los cinco casos principales Cuándo NO usar un fifo .

Sin embargo, hasta ahora no he analizado los aspectos del inventario o el trabajo en progreso (WIP) y la influencia en el rendimiento de la entrega. Como seguramente sabe, reducir el inventario es un impulso constante en la industria para reducir los costos asociados. Del mismo modo, el rendimiento de entrega también ocupa un lugar destacado en la agenda de la mayoría de los gerentes. Desafortunadamente, generalmente están relacionados de alguna manera inversa. Más inventario a menudo le brinda un mejor rendimiento de entrega, y viceversa. Por lo tanto, le di a un estudiante de maestría la tarea de investigarlo, y este estudiante hizo un excelente trabajo al investigar estos detalles (fuente a continuación).

Análisis

Para simplificar las cosas, analizamos un sistema pequeño que tiene solo dos procesos y solo un tipo de parte. Siempre comparamos el rendimiento de un bucle único con el rendimiento de un bucle doble.

Variamos bastante los tiempos de ciclo tanto para los procesos como para el cliente. Naturalmente, el cliente siempre tuvo que ser un poco más lento que los procesos, o de lo contrario el rendimiento de entrega iría a cero. Variamos esta diferencia de velocidad entre el cliente y los procesos . También variamos la diferencia de velocidad entre los procesos. Experimentamos con diferentes tipos de distribuciones aleatorias y diferentes desviaciones estándar para los procesos y el cliente. En resumen, tratamos de replicar tantas situaciones diferentes como sea posible en la industria.

Para cada sistema, había dos variables con las que podíamos jugar. Para el primer sistema, podríamos establecer el número de tarjetas kanban y la capacidad máxima del carril FiFo. Para el segundo sistema, podríamos establecer el número de tarjetas kanban para cada bucle.

Con estas variables hicimos una búsqueda exhaustiva. Analizamos prácticamente cualquier combinación de número de kanban y tamaño FiFo para el primer sistema, así como cualquier combinación de número de kanban para el segundo sistema. En resumen, probamos prácticamente todas las combinaciones, también la repetimos varias veces para mayor precisión. La imagen a continuación muestra, por ejemplo, los gráficos de superficie WIP para todas las combinaciones de kanban y tamaño FiFo para el primer sistema, así como cualquier combinación de número de kanban para el segundo sistema.

También se realizaron trazados de superficie similares para el rendimiento de entrega. Todos ellos también se realizaron para muchas configuraciones diferentes con respecto al tiempo de ciclo y la demanda del cliente.

Resultados

La pregunta que queríamos responder era: ¿Dónde necesita menos WIP: un bucle con FiFo o dos bucles? Fuera de la masa de datos, siempre buscamos la mejor combinación de inventario y rendimiento de entrega. En otras palabras, si configuro mi sistema perfectamente (más sobre eso más adelante), ¿cuál es el WIP más bajo que puedo obtener para un cierto rendimiento de entrega o, de manera similar, cuál es el mejor rendimiento de entrega que puedo obtener para un determinado WIP?

El siguiente gráfico muestra la mejor compensación entre WIP y el rendimiento de entrega que puede obtener tanto para un sistema de bucle único y FIFO como para un sistema de bucle doble donde los dos procesos tuvieron el mismo tiempo de ciclo y el cliente fue un 10% más lento. Sin embargo, no importa qué sistema simulamos, los resultados fueron muy similares. En todos los casos, el sistema de circuito único era mejor que el sistema de circuito doble.

Estas dos líneas están muy juntas. También pasamos por las difíciles matemáticas usando intervalos de confianza y pruebas de hipótesis estadísticas para verificar que esta diferencia no sea solo una casualidad aleatoria. La diferencia es estadísticamente significativa. para rendimientos de entrega superiores al 50%, que es donde se encuentran la mayoría de las fábricas. Se pueden encontrar resultados más similares en las fuentes que figuran a continuación.

Interpretación

Pensando en ello, estos resultados tienen sentido. En casos de baja demanda, el inventario se acumulará al final del ciclo. Para un sistema de bucle único, obtendrá una gran pila al final, mientras que para el sistema de doble bucle, obtendrá dos pilas más pequeñas como se muestra en la imagen.

Si este período de baja demanda es seguido por un período de alta demanda, el sistema de circuito único puede entregar todas las piezas de inmediato si es necesario. Sin embargo, el sistema de dos lazos puede entregar solo el segundo montón, mientras que el primer montón todavía tiene que pasar por el segundo proceso. Por lo tanto, es más probable que el sistema de dos bucles pueda perder una entrega.

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Relevancia

Por lo tanto, usando un solo bucle más grande requiere menos inventario estadísticamente significativo para el mismo rendimiento de entrega que dos bucles más pequeños. Sin embargo, ¡estadísticamente significativo no necesariamente significa prácticamente relevante! De hecho, le recomiendo que tenga en cuenta otros factores antes de hacer un solo bucle grande en toda su fábrica para optimizar su WIP.

En primer lugar, el beneficio no es tan grande. Por ejemplo, para lograr un rendimiento de entrega del 95% (un número común en la industria), necesitaría aproximadamente un 20% más de WIP con un sistema de dos bucles en comparación con un solo bucle con un FiFo en el medio. Hay formas mucho mejores de reducir el inventario (por ejemplo, reduciendo el tamaño del lote).

En segundo lugar, el gráfico anterior representa la configuración perfecta del número de kanban y la capacidad de FiFo. Sin embargo, a menos que pruebe todas las combinaciones de número de kanban, es poco probable que obtenga esta configuración perfecta. De hecho, la mayoría de las formas de determinar el número de kanban son extremadamente crudas. La fórmula kanban es una estimación extremadamente aproximada, y con suposiciones igualmente válidas pero diferentes, rápidamente obtienes una diferencia del 30% o más (ver también mi serie ¿Cuántos Kanbans? – La fórmula Kanban). La otra alternativa a la fórmula kanban es una estimación experta, que no es más que una suposición aproximada de alguien que conoce el sistema (ver ¿Cuántos Kanbans? – Enfoque de estimación y mantenimiento). En general, sus posibilidades de alcanzar ese punto óptimo son bastante escasas.

En tercer lugar, si sabes magra, entonces conoces la idea de reducir las desigualdades (Mura). Sin embargo, el sistema de bucle simple puede terminar con una gran pila de material al final, y poco en el medio, un resultado muy desigual. Esto generalmente no es deseable en magra. Incluso hay un método de control A – B en Lean que detiene otras máquinas para evitar exactamente este desnivel.

Finalmente, debido a la pequeña mejora en WIP, creo que otras consideraciones son mucho más importantes que una simple reducción de WIP. En una de mis publicaciones anteriores, enumeré diez razones para usar un supermercado en lugar de un carril FiFo (Diez reglas sobre cuándo usar un FiFo, cuándo un supermercado: introducción y las reglas). La alternativa predeterminada es siempre un carril FiFo de todos modos, no por menos WIP, sino porque generalmente es mucho más fácil de administrar que un supermercado.

Espero que este artículo sobre la relación detallada entre el inventario y el rendimiento de entrega con respecto al diseño del sistema de fabricación le haya resultado interesante. Por supuesto, no es una gran revelación sobre una nueva palanca para jugar. Sin embargo, me parece necesario saber también qué palancas NO son importantes. Ahora ¡sal, juega con las palancas que funcionan y organiza tu industria!

Fuentes

Wiesse, Denis. «Analice des Umlaufbestandes von Verbrauchssteuerungen en Abhängigkeit von der Nutzung von Supermärkten und FiFo-Strecken». Tesis de Maestría, Universidad de Ciencias Aplicadas de Karlsruhe, 2015.

Wiesse, Denis., Roser, Christoph. Supermercados vs. FIFO Lanes: una comparación de los inventarios del trabajo en proceso y el rendimiento de la entrega, en: Actas de la Conferencia Internacional sobre los Avances en el sistema de gestión de la producción . Presentado en la Conferencia Internacional sobre los Avances en el Sistema de Gestión de Producción, Iguassu Falls, Brasil, 2016.