Aplicación de Técnicas Poka-yoke en Entornos Alternativos

8/18/2019 Aplicación de Técnicas Poka-yoke en Entornos Alternativos

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Resumen — La investigación presentada busca determinar laaplicabilidad y funcionalidad del uso de dispositivos poka-yoke

para la prevención de defectos durante la ejecución de tareas

manuales a cargo de trabajadores con capacidades diferentes,

específicamente dificultades de visión y discapacidad cognitiva.

Se diseña un aparato acorde a la naturaleza del proceso

estudiado, a los defectos diagnosticados y causas de error.

Posteriormente se efectúa una prueba piloto en una estación de

trabajo de Irex, empresa nacional dedicada a la producción de

detergentes y bolsas plásticas, que emplea a trabajadores con las

discapacidades mencionadas. Resulta de lo anterior la prueba

efectiva de la capacidad del poka-yoke para eliminar fuentes de

error y simplificar tareas. El trabajo a continuación presentado es

una muestra de la necesidad y oportunidad de estudio que surge

de proponer contextos alternativos a la aplicación de técnicas de

Ingeniería Industrial, que a su vez permita lograr beneficios para

las minorías tradicionalmente excluidas de los sistemas

productivos.

Térmi nos Cl ave — Defecto, discapacidad, error, poka-yoke,ZQC.

Abstract — This paper is intended to report results from aninvestigation focused on determining poka-yoke’s applicability

and functionality for preventing defects in manual operations in

charge of workers with disabilities such as vision and cognitive

impairments. The methodology used involved the design of a

device that responds accordingly to the process’s nature, that is,

to its defects and the errors associated. Device proving tests were

done at Irex, a national factory of cleaning and plastic products,

where there is a work-station that employs persons with

disabilities like the ones just described. Results showed that poka-

yoke is effective in eliminating the defect source in the described

environment and simplifies tasks. This work, shows the need and

opportunity that takes place from proposing alternative contexts

for making use of Industrial Engineering tools thatsimultaneously allow creating benefits for minorities,

traditionally excluded from production systems.

Key Terms — Defect, disability, error, poka-yoke, ZQC.

I. I NTRODUCCIÓN

L aseguramiento de la calidad de un producto esconsiderado, en conjunto con el precio y la calidad de los

servicios involucrados, un factor que determina el desarrollo

de un negocio dentro de un sector de mercado y la ventajacompetitiva que éste pudiera lograr; de allí la importancia queha adquirido la calidad con el crecimiento de las exigencias dela demanda.

La evolución de los paradigmas, propuestas y perspectivas para el aseguramiento de la calidad no son de interésfundamental para el desarrollo de la presente investigación.Sin embargo, destacan aquellas características de la propuestadenominada Zero Quality Control (ZQC, por sus siglas eninglés) debido a su vinculación con el surgimiento deelementos poka-yoke (“a prueba de errores”), tema central delestudio efectuado.

La propuesta de ZQC, postulada en 1986 por el ingeniero

industrial japonés Shigeo Shingo [1], se contrapone al enfoquetradicional de calidad, basado en la inspección de una muestrade producto terminado (o que se encuentra en una fase final deuna operación) para detectar la presencia de algún defecto odesviación con respecto a un estándar establecido [2].

Junto con los beneficios en el crecimiento de la demanda(por satisfacción, retención y aumento del número de clientes)y el ahorro en costos (de oportunidad, desperdicio o reproceso,entre otros), una razón que justifica la evolución delaseguramiento de la calidad desde el control estadístico (quehace uso del muestreo) hacia el censo del producto(empleando dispositivos poka-yoke), es la creación de

condiciones favorables para la adopción de prácticas demanufactura esbelta (Lean Manufacturing). El ZQC, alasegurar la nulidad de defectos, posibilita la producción decantidades solicitadas, sin remanentes de inventarios deseguridad para cubrir el producto defectuoso. Lo anterior, pesea que no garantiza la eliminación de inventarios, potencializala adopción de prácticas de eliminación de desperdicios deesta índole.El ZQC se puede resumir en cuatro elementos básicos: 1)realización de la inspección en la fuente de defectos; 2)inspección de la totalidad del producto (inspección al 100% o

Aplicación de técnicas poka-yoke en entornosalternativos: operarios con discapacidad visual

(Octubre, 2011)

Darinka Hilje Pérez ([email protected]) Estudiante Ingeniería Industrial, Universidad de Costa Rica

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censo); 3) retroalimentación inmediata del operario queefectúa la(s) operación(es); y 4) empleo de dispositivos poka-yoke [3].

Un dispositivo o mecanismo poka-yoke busca solventar los problemas de calidad que pudieran provocarse por erroreshumanos, por lo que son particularmente útiles en entornosaltamente manuales o con poca automatización. Trescaracterísticas básicas de un dispositivo poka-yoke son: 1)

cualquier trabajador podrá hacer uso de éstos (su usoconforme no deberá implicar un conocimiento técnico previo);2) simplicidad; y 3) bajo costo de implementación (en lamayoría de los casos) [4].

Un error corresponde a una causa raíz, cuyo resultado semanifiesta en un defecto que es perjudicial para el proceso y/oel producto [1], [5]. Los defectos resultan de permitir que unerror llegue hasta el cliente [6]. Mientras que los defectos soncompletamente evitables, el ZQC reconoce la posibilidad deerror en el ser humano y lejos de reprender de alguna forma alos responsables de los errores, Shingo propone el uso demecanismos que faciliten su detección de previo a que se

conviertan en defectos.La presente investigación plantea el uso de mecanismos poka-yoke en entornos alternativos. Busca, por lo tanto, que lasimplicidad de su funcionamiento, su diseño a prueba de error,y potencial para el control de la aparición de defectos seacomprobado en un contexto que, además de los retos comunes,tiene un reto particular: operarios con discapacidad visual ycognitiva.

Se pretende que la aplicación de un dispositivo poka-

yoke en entornos poco usuales, sirva para demostrar la

validez y funcionalidad de su uso en la reducción de

defectos, a partir de operaciones efectuadas por operarios

con capacidades diferentes en una estación de trabajo

caracterizada por tareas manuales. Por tanto, además de serun medio para mejorar la competitividad a través de lareducción de defectos y desperdicios asociados, puede servirde herramienta para favorecer ambientes de manufacturainclusivos. Esto se basa en el replanteamiento del uso detécnicas de ingeniería, que tradicionalmente han tenido unabordaje enfocado en los resultados sobre un producto,obviando las oportunidades para ampliar su alcance y

beneficios que surgen durante el proceso de diseño yaplicación de las mismas.

La aplicación de técnicas poka-yoke forma parte de lafilosofía Kaizen, que aboga por una reducción de los

requerimientos mentales y físicos del trabajo manual, e implicarespeto por la(s) capacidad(es) e inteligencia de las personas,manifestado mediante la reducción del esfuerzo mental paraejecutar tareas repetitivas [4], [7]. Partiendo de este enfoque,investigaciones en temáticas similares se han realizado enMichigan, EE.UU. Allí, investigadores implementaron el usode dos tipos de dispositivos poka-yoke en un taller con ungrupo de estudiantes de 15 a 22 años, cuyo coeficienteintelectual se hallaba en un rango de 45 a 86 puntos, queimplica un retraso mental de leve a moderado [8]. Se observóun efecto favorable de los aparatos en sus tareas manuales,

lográndose una reducción de errores, así como un aumento enla tasa de salida de piezas, conforme a las especificacionestécnicas [7].

En Costa Rica, la ley 7600 establece en su artículo 23 que:“El Estado garantizará a las personas con discapacidad, tantoen zonas rurales como urbanas, el derecho de un empleoadecuado a sus condiciones y necesidades personales” [9]. Portanto, en el contexto de implementación real de dicha ley,

surge la inquietud de efectuar estudios similares en nuestro país.

Con este fin, se seleccionó una estación de trabajo de laempresa nacional Irex, en su división Irexplas, conformada poroperarios con capacidades diferentes.

La materialización del estudio se presenta a continuación enun artículo compuesto por una descripción y justificación de lametodología (empleada para el diagnóstico del error y eldiseño de un dispositivo poka-yoke), una exposición y análisisde resultados obtenidos, así como el planteamiento de lasconclusiones respectivas, de las que se derivan líneas deinvestigación futuras.

II. METODOLOGÍA

A. Diagnóstico de error

En dicha estación de trabajo laboran seis personas (de lascuales cinco corresponden a varones), cuyas limitaciones son

principalmente sensoriales (problemas de visión) y cognitivas.Además, existen en ellos(a) problemas de destreza debidos,entre otras causas, a baja estatura y problemas motores.

En la actualidad, la estación de trabajo tiene a su cargo dosactividades, correspondientes a productos distintos: unempaque final de bolsas para basura, y la introducción deetiquetas en envases que se llenarán con cloro. Los respectivosdiagramas de proceso se muestran en el Apéndice I.

A partir del conocimiento del proceso, obtenido a través delos diagramas recién citados, se seleccionó como herramientaapropiada para la determinación de fuentes de defectos undiagrama de causa-efecto para producto terminado. Éste fuecomplementado por el detalle de especificaciones de calidad,con el fin de orientar la detección del no cumplimiento de lasmismas.

Por lo anterior, para cada uno de los productos se realizó undiagrama de Ishikawa (de causa-efecto) (Apéndice II) y undesglose de las especificaciones técnicas (Apéndice III) para

determinar sus características de calidad, e identificar aquellasen las que el cumplimiento de éstas depende del trabajomanual del grupo analizado.

Se definieron tres características de calidad, en las que lastareas repetitivas de los trabajadores con discapacidadintervienen en la consecución de especificaciones: 1) posiciónde las bolsas de basura dentro del empaque; 2) número de

bolsas de basura empacadas; y 3) posición de las etiquetas enlos envases.

A partir del hallazgo de estas características de calidad, queresultan críticas desde el punto de vista de la participación del


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trabajo manual del grupo de interés, se idearon dos posiblescasos de aplicación de dispositivos poka-yoke.

La posición de las bolsas para basura dentro del empaque noconstituye una oportunidad significativa para el desarrollo de

poka-yoke por cuanto el grosor de éstas, una vez dobladas, esuna señal que facilita su correcta introducción, según lomanifiestan los propios trabajadores.

Una de las oportunidades de diseño de poka-yoke busca

facilitar el conteo de bolsas plásticas para basura, mientras quela otra pretende prevenir la colocación errónea de etiquetas enlos envases.

Con respecto a esta última tarea, es importante explicarciertos aspectos relevantes que implica, por la naturaleza delentorno en el que son efectuadas.

Aquel trabajador que no tiene problemas de visión (sucapacidad diferente corresponde a una de tipo cognitivo) es elencargado de alistar las etiquetas, lo que conlleva lacolocación de éstas en grupos de aproximadamente 350unidades dentro de cajas contenedoras en una misma posición(según muestra el patrón del Apéndice IV). Lo anterior se

realiza de forma tal que, cuando sus compañeros no videntes(encargados de introducirlas) las tomen, no exista confusión por la colocación inversa de éstas, que provocaría un defectoen el envase para el producto terminado.

El diseño de un poka-yoke de bajo costo, que permita elconteo de bolsas plásticas, se descartó por cuanto la opciónideada parte de la premisa de que el rango de variación delgrosor de las bolsas (calibre) es pequeño y existe similitud ensus valores, con un promedio bajo (debido a las característicasdel producto). La señora Dinora Picado, supervisora a cargode la estación de trabajo estudiada, señaló la existencia de unavariación significativa entre bolsas ocasionada por las distintas

proporciones de resina nueva (virgen) y resina reprocesada, enla mezcla a partir de la cual se produce el plástico.

De la selección de una fuente de error resultó el planteamiento del diseño de un dispositivo que, además de prevenir defectos en la fuente, haga más simples lasoperaciones (en contextos distintos a los que considera el

planteamiento del ZQC) y reduzca la probabilidad deconfusión en lo pertinente a posición de las etiquetas y facilitarel alistamiento de éstas.

B.

Diseño

Como dispositivo, se diseñó una caja de lámina galvanizada,

con dimensiones similares a las de las etiquetas a sermanipuladas, es decir, 6 x 9 cm (Apéndice V, Figs. 6 y 7). Estediseño garantiza la ausencia de espacio sobrante que permita el

posible deslizamiento de las etiquetas dentro de la caja, asícomo su consecuente desacomodo una vez que han sidoalistadas y colocadas según el patrón. El material seleccionado

para las paredes de la misma responde a características deresistencia contra caídas o golpes leves, de durabilidad (por elrecubrimiento que evita su oxidación), así como de pesoliviano que facilite el traslado entre mesas de trabajo (desde lade alistamiento hacia las de colocación de etiquetas en los

envases).Los costados del dispositivo constituyen un mecanismo de

prevención de defectos, dado que no son simétricos, al ser unade las paredes más alta que la otra (Apéndice V, Fig. 8). La

prevención del defecto se basa en la capacidad de discernir la posición en que se encuentra la caja, y por lo tanto de lasetiquetas contenidas en ésta, que proporciona la diferencia dealturas cuando los trabajadores ven alterada la posición de los

objetos que se encuentran sobre su mesa de trabajo. Cabeindicar que inicialmente la parte superior de la etiqueta secolocó junto a la pared más alta. Para facilitar elreconocimiento táctil de la caja se elaboró un doblez al finalde los costados, puesto que la ausencia de éste podría causarheridas con el filo de la lámina.

A la caja se adaptó, a través de dos orificios en sus paredes,un alambre galvanizado grueso (No. 12) moldeado con formade herradura, que funciona como mecanismo de presión paramantener dentro de ésta las etiquetas (Apéndice V, Fig. 9.).Dicha presión es producida por el peso propio del alambre,evitándose emplear algún otro componente que pudiera

lastimar a los trabajadores durante la toma de etiquetas o laintroducción de las mismas en la caja. Se recubre la prensa conun tubo plástico para que, al producir fricción con el plástico,evite el deslizamiento de la etiqueta.

C. Participantes

Participó el señor Fernando Barquero, propietario de laHojalatería Central, en Heredia, quien elaboró el dispositivosegún un diseño en papel y una explicación acerca de lasespecificaciones de dimensiones, orificios y color

proporcionadas.Dos personas formaron parte de la prueba de poka-yoke. La

señora Picado, encargada de supervisar (desde hace 15 años)la estación que proporciona trabajo a personas concapacidades diferentes. El señor Ólger Zumbado, trabajadorno vidente quien desde hace aproximadamente 20 años setraslada diariamente de Hatillo 6 a Concepción de Tres Ríos,donde en la actualidad se dedica a operaciones manuales deempaque.

El señor Zumbado inició labores como operario de unamáquina llenadora de bolsas dentro del departamento de cloro;luego de un reacomodo de personal fue trasladado a la citadaestación, donde por 13 años se ha dedicado al empaque de

bolsas de basura. Manifiesta expresamente su interés por la

tarea recién asignada: la introducción de etiquetas en envases,lo que justifica por el cambio que ello representa en su rutinade trabajo. Durante las visitas, la observación de su trabajo

permitió constatar la agilidad y el desarrollo de capacidad deaprendizaje de este hombre; cabe indicar que él no mostróresistencia alguna para ser parte de la prueba planeada, asícomo a proporcionar retroalimentación de la misma, a partirde su experiencia.


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D. Procedimiento

El procedimiento de prueba tuvo algunas variaciones conrespecto al proceso usual (Apéndice I, Fig. 2) a causa de laslimitaciones más adelante expuestas. Por tanto, no se empleael poka-yoke en tareas de alistamiento de etiquetas y el alcancede la prueba corresponde a su uso como dispositivocontenedor y de extracción de las mismas.

La prueba del poka-yoke busca comprobar la funcionalidaddel mismo en cuanto a que no haya desacomodo en lasetiquetas introducidas, que no exista dificultad para extraerlasy que la prensa cumpla su función de inmovilización de éstas.Con respecto a la prevención de defectos, la asimetría en loscostados de la caja contenedora previene la confusión deloperario en cuanto a la posición de las etiquetas acomodadas.

La prueba inició con una explicación de la finalidad del poka-yoke a los señores Zumbado y Picado. Posteriormente se presenta éste al trabajador mediante el tacto, para elreconocimiento de sus componentes y la comprensión de sumecanismo de funcionamiento.

Una vez suministrados los bultos de envases (con 324

unidades) e introducidas las etiquetas en la caja diseñada (cuyacapacidad es de alrededor de 350 etiquetas) se inició laintroducción de las mismas en los envases.

Se acuerda que cuando exista confusión con respecto a la posición de la etiqueta a introducir, ésta sea apartada en lamesa de trabajo y se extraiga una nueva etiqueta del poka-yoke, usando como guía el desnivel de sus paredes paraconocer la orientación de éste y de las etiquetas que contiene.

Una vez transcurrida media hora de trabajo se efectúa unmuestreo de tiempos, cuyos resultados serán comparados conlos datos recolectados bajo el método actual que emplea cajasde cartón (Apéndice V, Figs. 10 y 11).

Durante el transcurso de la prueba se recolectanimpresiones, opiniones y percepciones del trabajador y lasupervisora acerca de las ventajas y desventajas del poka-yokecon respecto a método usual, con el fin de que dichainformación cualitativa constituya una retroalimentación de suuso y aplicación.

E.

Materiales e Instrumentos

El diseño del cuerpo del dispositivo poka-yoke requirióalrededor de 435 cm2 de lámina galvanizada y 25 cm dealambre galvanizado (No. 12) para la prensa, así como 15 cmde manguera transparente (No. 1 ¼).

El equipo utilizado para su confección pertenece a laHojalatería Central, por lo que se desconoce en detalle el tipode instrumentos requeridos. Para la elaboración de la prensafueron necesarios alicates, una sierra eléctrica y una prensa desostén para la mesa de trabajo.

Una de las características mencionadas previamente acercade los dispositivos poka-yoke es su bajo costo. Esto lorespaldan casos de empresas donde 3300 de sus dispositivos a

prueba de error han tenido costos inferiores a $100 [10]. El presente caso no es la excepción, puesto que el costo total deelaboración de un dispositivo ronda los 2600 colones

(Apéndice VI).Como instrumentos para la ejecución de las pruebas se

requirieron cronómetros y material para registrar los datos(cámara digital, tabla para escribir, lápiz y papel).

III. LIMITACIONES

Las bolsas para basura corresponden a un producto quehistóricamente ha sido empacado por los trabajadores encuestión, mientras que la introducción de etiquetas en envases

plásticos constituye una actividad de reciente incorporación ala estación. Tradicionalmente, esta tarea era realizada poroperarios sin ninguna discapacidad, pero ante la disminuciónde la demanda de bolsas, Dinora Picado propuso su traslado ala estación que tiene a su cargo. La decisión inicial de laempresa de dedicar mayor porción de la jornada de las

personas con discapacidad a los envases (en relación con elempaque de bolsas) y la factibilidad de diseño del poka-yoke(analizada en el apartado “Diagnóstico de error”) resultó en eldiseño del dispositivo anteriormente descrito.

La primera limitante para el estudio del comportamiento de

los defectos del producto terminado (envases con etiquetacolocada) corresponde a la ausencia de un registro deaparición de defectos en el producto terminado, lo quedificulta el planteamiento de un escenario previo y uno

posterior al uso del dispositivo. Esto se busca solventar através de la solicitud hecha a la señora Picado de efectuar unconteo diario de defectos a partir del 7 de setiembre de 2011,hasta la fecha de finalización de producción de envases, el 12de setiembre.

Como segunda limitación, no menos importante que larecién explicada, está la dificultad de probar el poka-yoke a lolargo de una jornada de trabajo entre varios trabajadores con

problemas de visión y en tareas de alistamiento de etiquetas(realizadas por un trabajador con discapacidad cognitiva).Esto tiene como causa común el cese de etiquetado de

envases por directriz de los encargados de los almacenes enIrex, debido al exceso de inventario acumulado. Según loexpresado por la señora Picado, les han indicado que enaproximadamente dos meses retomarán el trabajo de este

producto, horizonte de tiempo que está fuera del de la presenteinvestigación.

A pesar del detenimiento de operaciones de etiquetado, parafines de prueba de poka-yoke se pacta realizarlo con un bultode éstos y la colaboración de los participantes ya descritos.

Por razones de disponibilidad de tiempo de los restantestrabajadores (quienes se encontraban en labores de empaquede bolsas) las etiquetas fueron alistadas de antemano, lo queimposibilitó el uso del poka-yoke para esta clase de tareas por

parte del operario con discapacidad cognitiva.La prueba tiene una duración de aproximadamente 90

minutos, lapso insuficiente para el desarrollo de pleno de unacurva de aprendizaje.


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IV. R ESULTADOS

Las limitantes descritas tienen como consecuencia laimposibilidad de implementar el poka-yoke para constatar unareducción de aparición de defectos. Es decir, se elimina unafuente conocida de error, pero no es posible confirmar ladisminución de defectos en el producto listo a partir del usodel aparato.

Como primer resultado de la ejecución de las pruebas, setiene la modificación del patrón de acomodo de las etiquetas.Inicialmente, el diseño contemplaba la posición de lasetiquetas de forma que el costado superior correspondía a la

pared más alta del poka-yoke, como muestra el Apéndice VII,Fig. 12. Se modifica dicho patrón una vez iniciada la actividad

por sugerencia del señor Zumbado, ya que invertirla facilita sumétodo de trabajo por la ubicación del resto del material yequipo empleado.

De la ejecución de la pruebas se constata como oportunidadde mejora al diseño del poka-yoke la reducción de la longitudde la prensa de alambre, con el fin de que el punto de lasetiquetas donde se ejerce presión se encuentre más al interior

de la caja.Durante el intervalo que transcurre para el etiquetado de

324 envases no se detecta ninguno cuya etiqueta haya sidocolocada de forma incorrecta.

A partir de un muestreo se tienen resultados (Cuadro I) queevidencian un aumento en la media de los tiempos deoperación con el uso del poka-yoke. Dicho promedio tuvo uncoeficiente de variación menor en 0,015 al de aquellostiempos bajo la operación del método actual.

Se define el tamaño de muestra en función de la factibilidaddel estudio, dado que la imposibilidad de retomar mediciones

bajo el método anterior (debido a la situación expuesta en las

limitaciones) implicó emplear aquellos datos obtenidos de unmuestreo hecho durante la primer visita, cuyos fines no eran pruebas estadísticas, sino obtener una estimación el tiempo promedio de la operación.

Debido a que la cantidad de observaciones recolectadas esinferior a aquella considerada como mínimo apropiado paraestudiar un comportamiento que se ajusta a una distribución de

probabilidad normal (30 observaciones), se opta por emplearuna prueba de suma de rangos de Wilcoxon, con un nivel deconfianza de 90%. La misma sirve como alternativa a la

prueba de observaciones pareadas bajo el estadístico t (en elcaso de normalidad) para probar la igualdad de medias de dosdistribuciones cuyas muestras son independientes [11]. Se

plantea entonces la hipótesis nula que sugiere:

.:

~

2

~

10 H (1)

Contra la hipótesis alternativa de:

.:

~

2

~

11 H (2)

Donde~

1 corresponde a la mediana de las observaciones

que pertenecen a la población empleando el método actual, y~

2 a la mediana de las observaciones que se obtuvieron de las

tareas ejecutadas empleando el poka-yoke.

Los resultados (Apéndice VIII, Fig. 14) revelaron que la prueba estadística empleada arrojó un valor de P (0,727),superior al nivel de significancia (10%), lo cual permiteconcluir que no existe evidencia suficiente para rechazar lahipótesis nula planteada en (1).

Cuadro I. Resultados de muestreo de tiempos de introducciónde etiquetas en envases.

No. de muestra Actual (s) Poka-Yoke(s)

1 5,3 5,0

2 4,7 5,1

3 4,7 4,4

4 4,9 5,6

5 6,2 4,9

6 4,8 4,0

7 6,5 5,1

8 3,1 3,7

9 4,6 5,4

10 3,9 5,2

11 4,7 6,2

12 3,2 7,3

13 5,5 3,9

Promedio 4,777 5,062

Desv. Est. 0,997 0,980

Coef. Var. 0,209 0,194

En lo relativo al método de trabajo, el cursograma analítico

de las tareas realizadas con el poka-yoke (Apéndice IX,Cuadro V y Cuadro VI) muestra la eliminación de: 1) lainspección de la posición de la etiqueta, por el conocimiento

previo de ésta gracias al poka-yoke; y 2) la separación de laetiqueta, que ocurría debido a la forma en que éstas erantomadas (con el uso del poka-yoke se toman de un costado, loque facilita su apertura).

Se constató, mediante la observación y la realización deentrevistas no estructuradas a los señores Zumbado y Picado,la facilidad en la extracción de las etiquetas debida al uso del

poka-yoke. Esta característica presenta una diferenciaconforme se va vaciando, y es que se percibe una relación

proporcional entre el número de etiquetas remanentes y lafacilidad para retirarlas del dispositivo.De las entrevistas, ellos señalaron del uso del dispositivo

poka-yoke: La existencia de la posibilidad de determinación de la

posición de las etiquetas para continuar con su colocaciónadecuada al ocurrir pausas (horas de almuerzo o café), ocuando los materiales de la mesa de trabajo han sidodesacomodados con respecto a la distribución que permite altrabajador orientarse. Ausencia de deslizamiento de las etiquetas (como el que


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muestra el Apéndice X, Fig. 15), debido a la inexistencia deespacio libre dentro de la caja contenedora y a la presiónejercida por la prensa incorporada a la misma. Resistencia y durabilidad del material, en comparacióncon el de las cajas actualmente empleadas. Funcionalidad de la manguera, por la fricción ejercidasobre el material del que se elaboran las etiquetas.

Se definió un nuevo método para aquellos casos particulares en que las etiquetas se deslizan y caen de lasmanos del trabajador y, al recolectarlas, no hay noción de su

posición. El procedimiento consiste en la colocación poraparte de la etiqueta (a un costado de la mesa de trabajo), paraque la señora Picado durante la supervisión periódica laintroduzca de nuevo en el poka-yoke, de forma que no haya

posibilidad de aparición del defecto.

V. A NÁLISIS DE R ESULTADOS

El diseño del poka-yoke planteado es eficaz en elcumplimiento de objetivos de diseño, debido a que éste

responde de forma adecuada a las variables que pudieran tenerincidencia negativa en su desempeño: confusión en la

posición de etiquetas dentro de la caja, deslizamiento de lasetiquetas hacia los costados de la caja contenedora o salidainvoluntaria de etiquetas.

La implementación del poka-yoke requiere demodificaciones en los métodos de trabajo para garantizar tantola consecución de la prevención de defectos, como elcumplimiento de tareas propias de la naturaleza del proceso.

Los resultados revelados por el muestreo de tiemposinducen a pensar en la existencia de una muestra máshomogénea a partir del uso del poka-yoke, pese a la ausencia

de la curva de aprendizaje mencionada. El incremento en lostiempos no es significativo, dado que la diferencia entre lasmedianas poblacionales es igual a cero para un nivel deconfianza del 90%. Es decir, pese a que el uso de undispositivo poka-yoke pudiera ocasionar un incremento enestos datos, el presente caso de estudio no involucra el censodel producto por lo que no añade una demora al proceso.

Las limitaciones ya expuestas no permiten corroborar entérminos estadísticos una disminución en la frecuencia deaparición del defecto. Sin embargo, no pierde validez la

propuesta efectuada, puesto que el poka-yoke es eficaz en lacorrección de una causa de defecto, diagnosticada previamentea través de la aplicación de herramientas de ingeniería. Loanterior es respaldado con la prueba piloto, que demuestra lafuncionalidad del poka-yoke para aquellas tareas para las quefue diseñado, aunado a que no ocurren defectos durante eltiempo de ejecución de la prueba.

El poka-yoke en cuestión, de forma coherente con lafilosofía Kaizen descrita, proporciona autonomía a lostrabajadores, puesto que retomar sus labores después deinterrupciones no requiere de la colaboración de lasupervisora, además de crear un escenario en el cual eltrabajador es facultado para ubicar sus herramientas e iniciar

sus labores.

VI. CONCLUSIONES

[1] Los resultados obtenidos de la presente investigación nogeneralizan con respecto a la aplicación de poka-yoke enentornos alternativos, debido a que cada proceso, producto,operación y contexto tiene una naturaleza propia, que puederestringir o potencializar la aplicación de herramientas para la

prevención de defectos. Sin embargo, la propuesta aquíexpuesta hace posible comprobar, mediante un caso deaplicación, la validez y funcionalidad del poka-yoke encontextos distintos a los de su propuesta: operarios condiscapacidad.

[2] Los resultados obtenidos demuestran la aplicabilidad deuna de las propuestas del ZQC en entornos donde personascon capacidades diferentes se dedican a tareas manuales. A suvez, muestran la capacidad del poka-yoke para incorporar ensu diseño elementos que alerten y permitan distinguir un errory/o causa de éste aún cuando alguno de los sentidos no hayasido desarrollado por completo, siendo las restantes

capacidades medios de transmisión de señales de alerta.[3] Las características de simplicidad y bajo costo del poka-

yoke hacen de este un modelo de inspección con un amplioalcance de implementación, el cual puede ser extendido asituaciones donde intervienen actores con capacidadesdiferentes, sirviendo como medio de inclusión en entornos demanufactura.

[4] La capacidad de un trabajador para detectar un errorimplica la conceptualización personal del defecto, así como laidentificación de su(s) causa(s) raíz, lo que tiene implicacionesde conocimiento del proceso bajo una visión holística, quedeja de lado antiguas perspectivas de la división del trabajo,

donde la operación e inspección veían limitado su campo deacción. Además, la aplicación realizada del poka-yoke hace posible plantear una eliminación de estas divisiones, aún en presencia de discapacidades sensoriales.

[5] El aislamiento entre el proceso de inspección y lasoperaciones que generan valor agregado, es criticado por elZQC en su propuesta, entre otras razones, por la escasaretroalimentación que implica su separación [1]. El uso de

poka-yoke en personas con deficiencias visuales planteanuevas clases de retroalimentación, que permiten disminuiraquellas brechas asumidas en la capacidad de los trabajadores

por la presencia de discapacidades físicas en algunos de ellos.[6] El poka-yoke diseñado busca sustituir un elemento de

trabajo (caja de cartón) que fue requerido al introducir un producto (envases de cloro) en la estación estudiada, enrespuesta a un cambio en la demanda de aquellos productosque tradicionalmente empacaban. Por tanto, sirve como medio

para ampliar el campo de acción de su trabajo, de forma que seasegure su permanente incorporación en las operaciones deIrex.

[7] Un dispositivo poka-yoke, pese a ser un aparato cuyodiseño está caracterizado por la simplicidad, respalda su

planteamiento en aspectos menos simples de la manufactura,


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que adquieren mayor importancia en entornos donde existentrabajadores con discapacidades, como lo son:

1. La tolerancia al error humano.2. El empoderamiento de los operarios para garantizar la

producción de bienes conformes con especificacionesde calidad.

3. La visión integral de los procesos, requerida paraconstruir una concepción de defecto en el trabajador.

4.

El reconocimiento de la importancia de la presencia deun solo defecto, más allá de su frecuencia de apariciónen el producto terminado, y la variación de los procesosa través de la inspección de la totalidad del producto.

5. El papel preponderante que tiene el ahorro el sobre elaumento en la capacidad en el mejoramiento de larentabilidad, manifestado mediante la eliminación dereprocesos y su desperdicio asociado.

[8] El diseño de poka-yoke requiere como condición previala reducción máxima de la variabilidad del producto ainspeccionar, de forma que sea posible garantizar un mismodiseño de aparato o mecanismo que sea eficaz para todas las

unidades. Esto se evidencia con el caso de las bolsas para basura, en las que la variación entre espesores imposibilitó eldesarrollo de un poka-yoke para el conteo de éstas.

VII. LÍNEAS FUTURAS DE INVESTIGACIÓN

[1] Por las limitaciones del estudio ya abordadas, esconveniente efectuar estudios similares por un período

prolongado, de forma que sea posible constatar medianteregistros la reducción en los defectos producto de la malacolocación de las etiquetas.

[2] El planteamiento aquí elaborado, además de su objetivogeneral, busca revelar la ausencia de herramientas que partan

de supuestos contextuales en los que estén involucradasminorías con capacidades especiales. La escasa inclusión dedichos grupos minoritarios en las herramientas, enfoques y

procedimientos de Ingeniería Industrial abre la posibilidad aestudios que intenten probar la eficacia de las mismas, y

planteen retos para aquellos casos en los que su rediseño seanecesario.

[3] La implementación de poka-yoke posiblemente impliqueajustes en los métodos de trabajo, por el cambio en lasherramientas y/o materiales, de lo cual surge unreplanteamiento del diseño de puestos, que debiera tenernuevas variables a considerar si el caso corresponde a uncontexto de operaciones como el que aborda el presenteestudio. Por lo anterior, la efectiva aplicación de técnicas

poka-yoke en contextos con trabajadores con capacidadesdiferentes, reconoce la necesidad de adecuar otras técnicas deingeniería (diseño de puestos de trabajo, por ejemplo) aentornos fuera de los tradicionales. De forma que más allá demejorar un proceso productivo, sea posible generar un impactofavorable en la población que forma parte del mismo.

[4] La Ingeniería Industrial dedica gran parte de susesfuerzos al mejoramiento de la productividad, obviandomuchas veces circunstancias alternativas, ante las cuales su

concepto podría verse replanteado o se requiera visualizar yaplicar mecanismos que reduzcan las brechas entre lasdiscapacidades físicas y la eficiencia. Así se podría contribuira romper estereotipos y crear oportunidades laborales asectores marginados de la sociedad.


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APÉNDICES

Apéndice I. Diagramas de flujo de los procesos de la estación de trabajo estudiada.

Recepción de

bultos con bolsas

para basura y

empaques

Extracción de

grupos de bolsasDoblado de bolsas

Traslado paquetes

en banda

transportadora

Sellado

automatizado de

paquetes

Formación de

bultos de 60

paquetes

Empaque de

bolsas dobladas

Figura 1. Diagrama de proceso del empaque de bolsas para basura.

Recepción de

etiquetas y

envases

Alistamiento de

etiquetas

Traslado de

etiquetas

colocadas en cajas

Formación de

bolsas con

envases

etiquetados

Introducción de

etiquetas en

envases

Figura 2. Diagrama de proceso de etiquetado de envases.


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Apéndice II. Diagramas de causa y efecto de productos de interés para el diseño de un poka-yoke.

Producto terminado

(Paquete bolsas de basura grandes)

Bolsa para basura

Bolsa de empaque

Dimensiones

CantidadResistencia

cierre inferior

Peso

AparienciaCódigo de

barras

Posición dentro

de empaqueColor

Figura 3. Diagrama de Ishikawa de producto para los paquetes de bolsas para basura

Envases con etiqueta colocada

Envase

Etiqueta

Apariencia

Apariencia

Posición

Dimensiones

Dimensiones

Figura 4. Diagrama de Ishikawa de producto para los envases etiquetados.


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Apéndice III. Especificaciones de calidad para los productos.

Cuadro II. Especificaciones técnicas de los paquetes con bolsas para basura.

Producto: Paquetes con bolsas

para basura

Característica de calidad Especificación técnica

Bolsas para basura

Resistencia del cierre inferior No hay especificación, sin

embargo debe ser inspeccionadamediante una prueba del operario.Peso 212-276 gramosColor Negro lisoCantidad 9Dimensiones 73 x 61 cmPosición dentro de empaque Doblez hacia lado superior del

empaque

Bolsas de empaqueApariencia Sin daños en las impresionesCódigo de barras Presente y legible

Cuadro III. Especificaciones técnicas de los envases para cloro.

Producto: Envases para líquido

de limpieza

Característica de calidad Especificación técnica

EnvaseApariencia

Blanco, sin orificios ni daños en laforma

DimensionesAltura = 12 cmDiámetro= 6cm

Etiqueta

AparienciaColores según lo establecido ylegible

Dimensiones 6 cm x 9 cm

PosiciónEn coherencia con la posición delenvase


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Apéndice IV. Patrones de colocación de las etiquetas durante el alistamiento.

Etiqueta

legible en esta

posición

Etiqueta

legible en

esta posición

Conforme No conforme

E

tiqueta

ilegible

e

nesta

p

osición

Figura 5. Patrones de colocación de etiquetas durante alistamiento.


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Apéndice V. Imágenes del dispositivo poka-yoke diseñado y de la caja empleada bajo el método actual.

Figura 6. Vista isométrico del poka-yoke diseñado.

Figura 7. Vista superior del poka-yoke diseñado.


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Figura 8. Vista frontal del poka-yoke diseñado.

Figura 9. Prensa de alambre galvanizado adaptada a la caja diseñada para poka-yoke.


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Figura 10. Caja empleada en la actualidad para contener las etiquetas.

Figura 11. Vista superior de la caja empleada en la actualidad para contener las etiquetas.


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Apéndice VI. Detalle de costos de fabricación del poka-yoke.

Cuadro IV. Desglose de costo de material del poka-yoke.

Detalle Cantidad Precio Monto

Manguera transparente 1 ¼ 1 m ₡ 880,0 ₡ 880,0Alambre galvanizado # 12 0,25 kg ₡ 1.707,0 ₡ 426,8

Elaboración caja en lámina galvanizada 1 ₡ 1.300,0 ₡ 1.300,0

Total ₡ 2.606,8


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Apéndice VII. Imágenes del poka-yoke con las etiquetas en el interior.

Figura 12. Patrón inicial para la colocación de etiquetas dentro del poka-yoke.

Figura 13. Modificación de la posición de las etiquetas dentro del poka-yoke.


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Apéndice VIII. Salida del software Minitab para las pruebas de rango de singos de Wilcoxon.

————— 05/10 9:16:28 ————————————————————

Welcome to Minitab, press F1 for help.

Wilcoxon Signed Rank Test: DiferenciaPTest of median = 0,000000 versus median not = 0,000000

N for Wilcoxon Estimated

N Test Statistic P Median

Diferencia 13 13 40,0 0,727 -0,1500

Figura 14. Resultados de la prueba de rangos de signos de Wilcoxon para el tiempos de operación bajo el método actual yempleando el poka-yoke.


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Apéndice IX. Cursogramas analíticos de las actividades manuales llevadas a cabo en la estación de trabajo estudiada.

Cuadro V. Cursograma analítico de la introducción de etiquetas en los envases bajo el método actual.

Cursograma Analítico Operario

Diagrama # 2 Hoja # 1 de 1 Resumen

Actividad: Introducción de etiquetasActividad Actual Propuesta Economía

Operación 5Método: Actual Transporte 0

Lugar: Planta Irex, línea operarios con

discapacidad

Espera 0

Inspección 1

Operario (s): 2 Ficha # 1 Almacenamiento 0

Compuesto: Darinka Hilje

Fecha: 11 setiembre, 2011

Total 6

Distancia (m) Insignificante

Descripción

Tiempo (min-hombre) 00:49

CantidadDist

(m)

Tiempo

(min)

SímboloObservaciones

Toma etiqueta de caja contenedora 1 - - •

Inspecciona posición correcta de etiqueta 1 - - • No es inspección

formal sino

aseguramiento

mediante

concentración de la

posición dada en el

contenedor

Separa etiqueta 1 - - •

Introduce etiqueta en envase 1 - - •

Desliza etiqueta hasta marcas 1 - - •

Introduce envase en bolsa de producto listo 1 - - •

Cuadro VI. Cursograma analítico de la introducción de etiquetas en los envases con el uso del poka-yoke.

Cursograma Analítico Operario

Diagrama # 2 Hoja # 1 de 1 Resumen

Actividad: Introducción de etiquetas Actividad Actual Propuesta EconomíaOperación 4

Método: Actual Transporte 0

Lugar: Planta Irex, línea operarios con

discapacidad

Espera 0

Inspección 0

Operario (s): 2 Ficha # 1 Almacenamiento 0

Compuesto: Darinka Hilje

Fecha: 11 setiembre, 2011

Total 6

Distancia (m) Insignificante

Descripción

Tiempo (min-hombre) 00:49

CantidadDist

(m)

Tiempo

(min)

SímboloObservaciones

Toma etiqueta de caja contenedora 1 - - •

Introduce etiqueta en envase 1 - - •

Desliza etiqueta hasta marcas 1 - - •

Introduce envase en bolsa de producto listo 1 - - •


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Apéndice X. Imagen del desacomodo de las etiquetas que tiene lugar al hacer uso de los instrumentos actuales.

Figura 15. Deslizamiento de etiquetas dentro de las cajas actualmente empleadas.


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R ECONOCIMIENTOS

Se agradece a Ólger Zumbado, William Gómez, LuisOvares, Patricia Rodríguez, Heiner Salazar y EduardoGamboa, tanto por su cooperación en la recolección deinformación y actitud hacia este proyecto, como por el ejemploque da su compromiso con el trabajo, por hacer posible elestudio de contexto fabril inclusivo. Asimismo, a DinoraPicado, por la amabilidad con que recibió la propuesta y por elespíritu de servicio que permitió la ejecución de pruebas; asícomo a sus jefes, Ignacio Herrera y Catalina Thames, quienesautorizaron la realización del estudio en la empresa Irex.

A Fernando Barquero, porque a pesar de dedicarse atrabajos de gran escala, aceptara fabricar el prototipo del poka-yoke.

A Luko Hilje, por ser parte de la materialización de unaidea, por compartir el interés en el proyecto y manifestarlo através del apoyo y consejos brindados.

A Marco González, por formar parte de las discusiones que permitieron ampliar y replantear perspectivas.

R EFERENCIAS

[1]

P. Ghinato, “Quality control methods: Towards modern approachestrough well established principles”, Total Quality Management , vol. 9,no.6, pp.463-471, 1998.

[2] American Society for Quality, Inspection, Basic Concepts, Septiembre2011. [En línea]. Disponible: http://asq.org/glossary/i.html.

[3]

The Productivity Press Development Team, Mistake-Proofing foroperators: The ZQC system, Productivity Press, 1997.

[4]

R. Pojasek , “Poka-yoke and zero waste”, Environmental Quality Management , vol.8, p.93, Invierno 1999.

[5]

I. Rodríguez, “Sistema Poka-Yoke”, Septiembre 2011. [En línea].Disponible: http://www.slideshare.net/jcfdezmxcal/sistema-poka-yoke.

[6] A. Shahin, M. Ghasemaghaei, “Service Poka Yoke”, International Journal of Marketing Studies, vol. 2, no. 2, p. 191, Noviembre, 2010.

[7]

R. Erlandson, M. Noblett and J. Phelps, “Impact of a Poka-Yoke Deviceon Job Performance of Individuals with Cognitive Impairments”, IEEEtransactions on Rehabilitation Engineering, vol. 6, no.3, pp. 269-275,Septiembre 1998.

[8]

F. Vásquez, Manual de Psiquiatría Humberto Rotondo , Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Perú, 2002.

[9] Asamblea Legislativa, República de Costa Rica, Ley No. 7600 Igualdad de oportunidades para las personas con discapacidad ,República de Costa Rica, 1996.

[10]

P. Devorak, “Poka-Yoke designs make assemblies mistake proof”, Machine Design, vol. 70, no. 4, p.184, Marzo 1998.

[11]

R. Walpole, R. Myers, S. Myers, K.Ye, Probabilidad y estadística paraingeniería y ciencias, 8va ed. México: Prentice Hall, 2007.

Darinka Hilje Pérez. Nació en San José el 29 de

septiembre de 1990. Ingresó al programa de estudiosde Licenciatura en Ingeniería Industrial de laUniversidad de Costa Rica en el 2008, por lo que en laactualidad se encuentra cursando el cuarto año de lacarrera. Ingresa en el 2010 al programa de estudios deBachillerato en Sociología en esta misma institución.Dentro de los principales intereses profesionalesdestaca la investigación de operaciones, elmejoramiento de procesos vinculados a los sistemas

de salud y seguridad social, así como el estudio de entornos productivos através de la ingeniería industrial, desde un abordaje que reconozca hechos,dinámicas y fenómenos sociales, logrando una intervención y unión de laciencia exacta y la ciencia social en el campo de acción de la ingenieríaindustrial.

Aplicación de Técnicas Poka-yoke en Entornos Alternativos

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