Redindustria mejora de la productividad II

HERRAMIENTAS Y
METODOLOGÍAS PARA LA
MEJORA DE LA
PRODUCTIVIDAD
INDUSTRIAL (II)

Mayo 2010
Marta Beltrán y Fernando Sevillano

www.redindustria.blogspot.com
redindustria@gmail.com

 Según el INE, la variación interanual del IPI (Índice
de Producción Industrial) del mes de Enero del 2010
es del –4,6%, más de tres puntos por debajo de la
registrada en diciembre de 2009.

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2

MÓDULOS 1 Y 2 DE LA MESA DEL 28
DE ABRIL DEL 2010
1) Concepto y definiciones de productividad
industrial.

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2) Métricas para la cuantificación de la
productividad industrial.
3) Medida de la productividad industrial.
4) Mejora de la productividad industrial.
5) Enfoques para la mejora continua de procesos.
6) Lean Manufacturing.
7) Six Sigma.
8) Lean Six Sigma.
3

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MÓDULO 3. ENFOQUES Y
METODOLOGÍAS PARA LA
MEJORA DE LA
PRODUCTIVIDAD INDUSTRIAL:
INGENIERÍA FORENSE
4 ¿Cómo puedo mejorar la productividad de mi
fábrica? ¿Qué enfoques y metodologías se ajustan
mejor al tipo de problema que tengo y a los recursos
de los que dispongo? ¿Tengo que centrarme en un
enfoque o puedo combinar varios?

CONTENIDOS MÓDULO 3

1) Enfoques para la detección de fallos.

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2) Hazop.
3) Fault Tree Analysis (FTA).
4) Failure Mode and Effect Analysis (FMEA y
FMECA).

5

1. ENFOQUES PARA LA DETECCIÓN DE
FALLOS

 Normalmente nos referimos con el término
Ingeniería Forense a la diagnosis de fallos.

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 Es decir, a la investigación sistemática para
encontrar las causas de un mal comportamiento
del sistema de producción.
 Se trata de averiguar por qué:
 Se producen paradas inesperadas.
 Faltan materias primas o energía.
 El producto no cumple con las especificaciones.
 Etc.
 Este tipo de diagnosis es esencial para cualquier
6
proceso de mejora de la productividad industrial.

FALLOS

 En el lenguaje técnico se entiende por fallo la
alteración sufrida por un componente del sistema
que origina un cese prematuro, total o parcial de

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su función.
 La realización del análisis o diagnosis de fallos
permite encontrar las causas de los fallos para:
 Mapear estas causas adecuadamente en las matrices
y/o escalas de tiempos que se utilizan para la medida
de la productividad industrial (cálculo del OEE).
 Minimizar las consecuencias de estos fallos.
 Evitarlos en el futuro.
7

FALLOS

Herramientas básicas para la Ingeniería Forense

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Hazard and
Fault Tree
operability
Analysis (FTA)
study (HAZOP)

Failure Mode Modelos de
and Effect Markov, Redes
Analysis de Petri,
(FMEA) Simulación 8

2. HAZOP
 Los análisis Hazop (también llamados análisis de
operatividad) son exámenes estructurados y
sistemáticos de procesos y/o operaciones ya existentes o

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en proyecto, realizados para identificar y evaluar los
riesgos para el correcto funcionamiento del proceso o
para el personal y/o recursos involucrados.
 Esta técnica se desarrolló inicialmente (en los años 60) para
analizar los riesgos de procesos químicos, pero con el tiempo
se ha extendido a otros tipos de procesos complejos.
 La base de estas técnicas es cualitativa, ya que se trata
de constituir un equipo multidisciplinar que en una
serie de reuniones y siguiendo unas palabras guía, así
como la experiencia del líder del grupo, determine y
analice todos los posibles riesgos mediante tormentas
de ideas. 9

2. HAZOP
 La premisa es que los riesgos, los accidentes y los
fallos en general se producen como consecuencia de
una desviación de las variables de proceso con

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respecto a los parámetros normales de operación.
 Por tanto este método consiste en evaluar, en todas
las líneas y en todos los sistemas, las causas y
consecuencias de posibles desviaciones en todas las
variables de proceso
 Hay que analizar sistemáticamente las causas y las
consecuencias de todas desviaciones de las variables de
proceso.
 Para esto se emplean las palabras guía. 10

2. HAZOP
 Hoja de trabajo para la etapa 6 (IEC 61882)

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Cómo identificar, resolver, 11
Variable de proceso + palabra guía
prevenir y evitar en el proceso

PALABRA EJEMPLO DE EJEMPLO DE CAUSAS
SIGNIFICADO
GUÍA DESVIACIÓN ORIGINADORAS
Bloqueo; fallo de bombeo; válvula cerrada o
Ausencia de la variable a
NO No hay flujo en una línea atascada; fuga, válvula abierta, fallo de
la cual se aplica
control.
Más flujo (más caudal) Presión de descarga reducida, succión
presurizada, fuga, lectura errónea de
Aumento cuantitativo de instrumentos.
MÁS
una variable
Más temperatura Fuegos exteriores, bloqueo, explosión en
reactor, reacción descontrolada
Fallo de bombeo, fuga, bloqueo parcial,

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Menos caudal
Disminución cuantitativa sedimentos en línea, bloqueo de válvulas.
MENOS
de una variable Pérdidas de calor, vaporización, fallo de
Menos temperatura
sellado.
Analiza la inversión en el Fallo de bomba, sifón hacia atrás, inversión
sentido de la variable. Se de bombeo, válvula antirretorno que falla o
INVERSO Flujo inverso
obtiene el efecto contrario está insertada en la tubería en forma
al que se pretende. incorrecta.
Entrada de contaminantes del exterior
Aumento cualitativo. Se como aire, agua o aceites, productos de
Impurezas o una fase
ADEMÁS DE obtiene algo más que las corrosión, fallo de aislamiento, presencia de
extraordinaria
intenciones de diseño materiales por fugas interiores, fallos de la
puesta en marcha.
Disminución cualitativa. Disminución de la Concentración demasiado baja en la mezcla,
Se obtiene solamente una composición en una reacciones adicionales, cambio en la
PARTE DE
parte de las intenciones mezcla alimentación
del diseño.
Puesta en marcha y parada, pruebas e 12
Actividades distintas
DIFERENTE inspecciones, muestreo, mantenimiento,
respecto a la operación Cualquier actividad
DE eliminación de tapones, corrosión, fallo de
normal
energía, emisiones indeseadas, etc.

2. HAZOP
 El resultado de este tipo de análisis depende mucho
del líder y los componentes del grupo.
 Las funciones del líder son:

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 Recoger la información y los datos necesarios para realizar
el análisis.
 Planificar el estudio.
 Organizar las sesiones de trabajo.
 Dirigir los debates, procurando que nadie quede en un
segundo término o supeditado a opiniones de otros.
 Cuidar que se aplica correctamente la metodología, dentro
de los objetivos establecidos, evitando la tendencia innata
de proponer soluciones aparentes a problemas sin haberlos
analizado suficientemente.
 Efectuar el seguimiento de aquellas cuestiones surgidas del
análisis y que requieren estudios adicionales al margen del
grupo.
 Es típico que se necesite información extra para decidir si una 13
combinación variable + palabra guía supone una desviación.

2. HAZOP
 Este tipo de análisis no requiere prácticamente de recursos
adicionales, con excepción del tiempo de dedicación del
grupo.

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 Y es una buena ocasión para contrastar distintos puntos de
vista de una instalación.
 Pera al ser una técnica cualitativa, aunque sistemática, no
hay una valoración real de la frecuencia de las causas que
producen una determinada consecuencia, ni tampoco del
alcance de la misma.
 Es muy difícil de automatizar.
 Además los resultados que se obtienen dependen en gran
medida de la calidad y capacidad de los miembros del
equipo de trabajo.
 Y depende mucho de la información disponible, hasta tal
punto que puede omitirse un riesgo si los datos de partida 14
son erróneos o incompletos.

3. FAULT TREE ANALYSIS (FTA)
 Esta técnica se suele denominar probabilística, ya que
más que identificar los riesgos, permite determinar
cuantitativamente la probabilidad de que se produzcan.

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 Se basa en escoger una situación no deseada para el
sistema (fallo, anomalía, error), comprender el
comportamiento del sistema y las posibles causas de
esta situación no deseada, así como la probabilidad de
que ocurran, y construir un árbol de probabilidad
mediante lógica booleana (puertas AND y OR).
 Este árbol permite determinar la probabilidad de cada
situación no deseada, analizar las posibles mejoras que
se podrían hacer en el sistema para reducir esta
probabilidad y comprender cómo de robusto es el
sistema ante ciertos eventos que pueden provocar las 15
situaciones no deseadas.

Fallo o situación no deseada para el sistema
(top event)
Eventos intermedios

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Puerta OR: Para que su salida se active,
basta con se active alguna de sus entradas

Puerta AND: Para que su salida se active, se
tienen que activar todas sus entradas

Causas básicas, ya no se descomponen más y
limitan la resolución del estudio
16

1. Identificar el fallo del sistema

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3. Establecer las relaciones

2. Identificar sus causas principales

Ir descomponiendo estas
causas hasta llegar a las
básicas

17

 Normas básicas:
 Dividir la planta en subsistemas y líneas como se hacía
en Hazop para atacar problemas más sencillos.

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 Nunca alimentar una puerta desde otra puerta.
 Utilizar nomenclatura clara y consistente para las
causas y los eventos.
 Ser realista y no esperar milagros.
 Las causas básicas deben ser completamente
independientes unas de otras.
 Los fallos de partida (top events) deben ser muy
probables o muy graves para que merezca la pena
analizarlos.
18

 Pero, ¿de dónde sacamos las probabilidades para
completar el árbol?

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 Estándares industriales.
 Estándar IEEE 500.
 Estándares NUREG (incluido el Fault Tree Hanbokk,
NUREG 0492).
 GIDEP (Government-Industry Data Exchange
Program).
 Estándares MIL.
 Datos de fabricantes, proveedores, etc.
 Simulación y pruebas.
 Datos históricos.
19
 Foros sectoriales.

 Esta técnica deductiva emplea un enfoque de arriba-abajo
(abstracto a concreto) que se combina muy a menudo con
sistemas expertos y técnicas de inteligencia artificial.

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 Sólo debe utilizarse cuando el esfuerzo merezca la pena.
 Cuando hay pocos top events, graves y claramente identificados.
 Evitar “matar moscas a cañonazos”.
 De nuevo depende mucho de experiencia de los grupos
encargados de construir los árboles.
Y de los datos empleados para la estimación de probabilidades.
 Pero es un método muy útil, tanto para causas asociadas
a errores humanos como a errores del equipo.
 Y además permite cuantificar el riesgo que se corre.
20

4. FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS
(FMEA Y FMECA)
 Esta técnica es en muchos casos complementaria
de la anterior, ya que es inductiva y va de lo
concreto a lo abstracto.

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 Se basa en analizar lo que ocurre cuando se
produce un fallo, anomalía o error en cada uno de
los componentes del sistema.
 La principal desventaja de esta técnica es que no
es capaz de identificar los riesgos asociados a la
interacción entre componentes, aunque por otro
lado es un método muy efectivo para localizar
todas las posibles fuentes de riesgo en un sistema
siempre y cuando no sea excesivamente complejo. 21

(FMEA Y FMECA)
 Normalmente un grupo de expertos puntúa:
 La probabilidad de ocurrencia de ese fallo (de 1 a 10).
 La gravedad de un fallo (de 1 a 10).

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 Y la probabilidad de no detectar el fallo antes de que se
produzca (de 1 a 10).
 Con estos tres factores se pueden calcular los Risk
Priority Numbers (R = Occurrence x Severity x
Detection), que permiten comparar riesgos, priorizar
su gestión, etc.
 Existe una variante de esta técnica, FMECA (Failure
Mode, Effect and Criticality Analysis), que en lugar de
utilizar este R, calcula un factor de criticidad, más
complejo y que permite diferenciar mejor entre los
riesgos críticos que provocarán situaciones no deseadas 22
con casi toda seguridad, y el resto.

(FMEA Y FMECA)
 Hoja de trabajo para las etapas 4 y 5
(http://www.fmeainfocentre.com/)

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23

(FMEA Y FMECA)
 Probabilidad de ocurrencia (O):
 1: 10-6 de probabilidad de ocurrencia.
2 y 3: 10-5 de probabilidad de ocurrencia.

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
 4 y 5: 10-4 de probabilidad de ocurrencia.
 6 y 7: 10-3 de probabilidad de ocurrencia.
 10: 100% de probabilidad de ocurrencia.
 Gravedad (S):
 1: Muy leve.
 10: Muerte
 La gradación intermedia depende mucho del sector.
24

(FMEA Y FMECA)
 Probabilidad de no detectar el fallo antes de que
se produzca (D):

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 1: El fallo se detecta siempre o casi siempre.
 2: 80% de probabilidad de detectar el fallo.
 10: No hay ninguna probabilidad de detectar el fallo.

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MÓDULO 4. EL PAPEL DE
DE LAS PERSONAS Y EL
PAPEL DE LA TECNOLOGÍA
26 ¿Cómo pueden las personas contribuir a las
mejoras en la productividad industrial? ¿Puede la
tecnología ayudarme en los proyectos de mejora?
¿Cómo?¿Es necesaria mucha inversión?

CONTENIDOS MÓDULO 4

1) Grupos de mejora.

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2) Mapa de Sistemas (ERP, MES, CRM, DRP…).
3) Cuadro de Mando Industrial.
4) Soluciones MES (Manufacturing Execution
System).

27

1. GRUPOS DE MEJORA
 Un grupo de mejora continua es un órgano que se
crea con la misión de:

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 Identificar y analizar alteraciones e ineficiencias
asociadas al entorno productivo.
 Proponer soluciones y acciones correctoras para
eliminar o atenuar dichas alteraciones.
 Los grupos de mejora pueden tener diferentes
composiciones atendiendo a:
 Las áreas que están involucradas (una o varias).
 Su temporalidad (permanente o no).
 El tipo de agentes que intervienen (externos o
internos). 28

1. GRUPOS DE MEJORA
 Metodología para el desarrollo de Grupo de Mejora:

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1. Creación de
2. Identificación
los Grupos de
de alteraciones
Mejora

5. Relación de 4. Relación de 3. Valoración y
acciones alteraciones Ponderación de
correctoras priorizadas alteraciones

29

2. MAPA DE SISTEMAS

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30

3. CUADRO DE MANDO INDUSTRIAL

El Cuadro de Mando Industrial

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(CMI), basado en el concepto de las
herramientas Balanced Scorecard
(BSC) nace con la vocación de
unificar todos estos aspectos en una
única aplicación software, para
facilitar dichos procesos de mejora
de la productividad industrial.
31

 El Balanced Scorecard es una herramienta de
gestión empresarial que permite llevar a cabo el
logro de objetivos estratégicos a través de la

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medición, puntual seguimiento y vinculación
entre objetivos operativos (bajo nivel), tácticos
(medio nivel) y estratégicos (alto nivel) de
carácter financiero y no financiero.
 Ayuda a implantar y comunicar estrategias
corporativas y realiza una medición del
rendimiento o productividad de la organización.

32


Procesos Clientes

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Formación
y Financiera
Aprendizaje
Perspectivas

Planes de
Estratégicos Operativos Indicadores
Actuación
33


El Cuadro de Mando Industrial (CMI) es una herramienta de

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gestión de la productividad industrial, que se desarrolla utilizando
conceptos asociados a las herramientas BSC, que permitirá
especificar y comunicar los objetivos estratégicos,
operativos, planes de actuación e indicadores asociados al
entorno fabril de una organización.

Además, esta herramienta, será la base para abordar
iniciativas de mejora de la productividad industrial, ya que
en él se volcará y centralizará toda la información que surja de los
grupos de mejora ligados a las iniciativas de incremento de
productividad industrial.
34

 Portanto el CMI permite agrupar las dos
formas de llevar a cabo procesos de mejora

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en el área industrial de la empresa.
 Técnicas Lean.
 Soluciones MES.
 Ayuda a implantar una metodología de
gestión e incorpora información
relacionada con ratios de calidad, coste,
eficiencia o producto.
35


Redindustria - 2010
36

4. SOLUCIONES MES (MANUFACTURING
EXECUTION SYSTEM)
 MESA Internacional define MES de la siguiente
manera:
 “Un Sistema de Ejecución de la Fabricación (MES) es un

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sistema dinámico de información que conduce de forma
efectiva la ejecución de las operaciones de fabricación. A
través de una información actual y precisa, el MES guía,
pone en marcha e informa las actividades en planta a
medida que ocurren los acontecimientos. El conjunto de
funcionalidades MES gestiona operaciones de producción
desde el momento del lanzamiento de la orden de
fabricación hasta el punto de la entrega del producto
acabado. El MES permite una atenta gestión y
comunicación bidireccional de la información crítica sobre
todas las actividades productivas, a través de la
organización y de la cadena de suministro.”
37

EXECUTION SYSTEM)

Sistema de información que

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permite gestionar y optimizar
en tiempo real el entorno fabril
de una empresa. Capaz de
integrarse bidireccionalmente
con otros sistemas
(transaccionales o tiempo real).
38

EXECUTION SYSTEM)
¿Qué Lote ¿Cuanto se ¿En qué paso
se produjo? del proceso?
consumio?
¿Cual es el
setpoint?
¿Qué se

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recibió?
¿Donde?

¿Qué orden de
¿Qué se va a fabricación?
consumir? ¿Quién?

¿Cuando se ha
dosificado? ¿Que material fue
producido?

¿Qué Lote fue
¿Cuanto ha sido 39
creado?
el consumo?

EXECUTION SYSTEM)

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40

EXECUTION SYSTEM)
MESA 11-Honeycomb

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41

2. SOLUCIONES MES
(MANUFACTURING EXECUTION
SYSTEM). MES Y PROCESOS DE MEJORA.
 Una vez comprendidas las funcionalidades
básicas de un sistema MES y la diferencia que

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existe con el módulo de producción de un sistema
MES, podemos intentar relacionar este tipo de
sistemas con lo que ya hemos estudiado acerca de
las metodologías de mejora de la productividad
industrial.
 Comenzaremos por hacer un resumen de los
beneficios típicos que se observan en muchas
plantas al utilizar algún tipo de sistema MES.
 Casi todos directamente relacionados con un
incremento del OEE. 42

REFERENCIAS
 Módulo 1
 Instituto Nacional de Estadística (INE)
 http://www.ine.es/
 http://www.downtimecentral.com/

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 Módulo 2
 Lean Institute
 http://www.lean.org/
 Instituto Lean (castellano)
 http://www.institutolean.org/
 Blog del Grupo Galgano
 http://www.leanmanufacturing.es/
 Lean Manufacturing Strategy
 http://www.strategosinc.com/
 Toyota Production System (TPS)
 http://www2.toyota.co.jp/en/vision/production_system/
 ISixSigma
 http://www.isixsigma.com/
 Club Europeo Seis Sigma 43
 http://www.seissigma.com/

REFERENCIAS
 Módulo 2 (continuación)
 Hazop
http://www.unizar.es/guiar/1/Accident/An_riesgo/HAZOP.htm

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

 FTA
 http://www.faulttree.org/
 http://www.fault-tree.net/

 FMEA y FMECA
 http://www.fmeainfocentre.com/
 http://www.fmea-fmeca.com/

 General
 Nuestro blog
 http://redindustria.blogspot.com/ 44

REFERENCIAS
 Módulo 3
 InfoPLC
 http://www.infoplc.net/

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 The OPC Foundation
 http://www.opcfoundation.org/
 US-CERT (seguridad en sistemas SCADA)
 http://www.us-cert.gov/reading_room/
 MESA
 http://www.mesa.org/index.php
 NAMUR
 http://www.namur.de/start/?&L=4
 ISA95
 http://www.isa-95.com/
 World Batch Forum (B2MML, por ejemplo)
 http://www.wbf.org/catalog/
 OASIS 45
 http://www.oasis-open.org/home/index.php

REFERENCIAS
 “OEE for Operators: Overall Equipment
Effectiveness”. Productivity Press,1999.
 “How To Implement Lean Manufacturing”, Lonnie

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Wilson. McGraw-Hill Professional, 2009.
 “The Six Sigma Handbook”, Thomas Pyzdek and Paul
Keller. McGraw-Hill Professional, 2009.
 “Guidelines for Process Hazards Analysis (PHA,
HAZOP), Hazards Identification, and Risk Analysis”,
Nigel Hyatt. CRC Press, 2003.
 “Manufacturing Execution Systems (MES): Optimal
Design, Planning, and Deployment”, Heiko Meyer,
Franz Fuchs and Klaus Thiel. McGraw-Hill
Professional, 2009.
 “The Road to Integration: A Guide to Applying the
ISA-95 Standard in Manufacturing”, Bianca Scholten. 46
ISA, 2007.

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47
CONCLUSIONES Y PREGUNTAS

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