Cómo medir los resultados y KPIs de un robot paletizador

Siempre que una empresa se plantea la cuestión de si implantar un robot podría funcionar para optimizar su productividad, la respuesta depende del tipo de fábrica, de los equipos instalados y del robot que se elija. Tanto sí es la primera vez que se utiliza un robot paletizador como si ya se tiene, existen muchas maneras de optimizar los procesos mediante la robótica ajustada que resulta productiva y funcional.

¿Cómo mejorar la productividad de un robot colaborativo de paletizado?

Si se lleva un tiempo utilizando robots de paletizado, es posible que se pueda dar una de las siguientes situaciones:

• El robot está funcionando bien pero no es tan productivo como se había previsto.
• Se quiere aumentar aún más la productividad del robot, pero no se tiene claro por dónde empezar.
• El rendimiento general no es muy bueno, pero se quisiera que el robot ayude a mejorarlo.
• No se dispone de tiempo para resolver todos los problemas del proceso y optimizar el robot al mismo tiempo.

Como toda máquina, los robots colaborativos son más eficaces cuando se aprovecha todo su potencial. Pero, ¿cómo saber si se está utilizando un robot al máximo potencial o no? Para ello resulta de gran utilidad medir los KPIs de un robot paletizador para averiguar el rendimiento del robot. Los resultados de un robot paletizador se pueden utilizar para mejorar el rendimiento de la máquina de paletizado robótica y de la línea de fabricación en su conjunto. 

¿Qué tipo de KPIs de un robot paletizador debes tener en cuenta?

Los KPIs de un robot paletizador son los indicadores clave de rendimiento que se  utilizan para controlar el rendimiento de las líneas de producción. Estos indicadores son métricas objetivas del éxito de un proceso y mediante su seguimiento a lo largo del tiempo se puede evaluar qué partes del proceso funcionan bien y cuáles se podrían mejorar.

Existen cientos de KPI y  algunos de los más utilizados en la fabricación son:

• Duración del ciclo de fabricación: Tiempo que se tarda en fabricar un producto desde el pedido hasta el lanzamiento.
• Rendimiento: Número o porcentaje de productos que se fabrican de acuerdo con las especificaciones sin reprocesamiento o desechos.
• Rechazos y/o devoluciones del cliente: Número o porcentaje de productos que se devuelven por problemas de calidad o clientes no satisfechos.
• Coste de fabricación como % de los ingresos: Porcentaje de los ingresos que la empresa gasta en la fabricación de los productos.
• Tiempo de inactividad: cantidad de tiempo que las máquinas en el proceso de fabricación no están disponibles para la producción.

Por tanto, el reto es elegir sólo los KPI que ayudan a mejorar el proceso y a añadir valor a los productos. Elegir demasiados puede ser peor que no elegir ninguno.

¿Cuáles métricas de un robot paletizador son adecuadas para empezar a medir y monitorizar?

Existen muchas métricas que se pueden utilizar para evaluar los procesos de fabricación pero no todas pueden considerarse indicadores clave de rendimiento, y no todos son útiles para los robots colaborativos. Hay tres tipos diferentes de métricas utilizados en las empresas: 

• Indicadores clave de resultados (KRI): Indican cómo va la empresa en términos de beneficios netos, el rendimiento del capital y la satisfacción del cliente. Los KRIs proporcionan una indicación aproximada de lo bien que ha ido en el pasado, pero no ayudan a identificar las acciones que se deben tomar para mejorar en el futuro.
• Indicadores de rendimiento (IP): Dan una indicación de las acciones que se podría tomar, como el beneficio neto de una línea de productos específica, la rentabilidad de un subconjunto concreto de clientes, o el número de días de formación por mes. La empresa tendrá numerosos IP que complementan los KPI.
• Indicadores clave de rendimiento (KPI): Se trata de indicadores de rendimiento especiales que tienen el potencial de mejorar drásticamente el rendimiento de la empresa.

KPI estratégicos frente a KPI operativos

Muchos KPI están diseñados para medir el rendimiento de una empresa a nivel de gestión más amplio. Se conocen como KPI estratégicos y no son tan útiles para medir el rendimiento de las máquinas.

Para evaluar la tecnología del taller se debe utilizar KPI operativos, como la eficacia global de los equipos (OEE), el tiempo de funcionamiento de las máquinas y la calidad del producto. Éstos ayudarán a mejorar el proceso de fabricación a un nivel inferior.

Ambos tipos de KPI están conectados y se ha de ser capaz de vincular los KPI operativos a los KPI estratégicos y a los objetivos generales. Por ejemplo, si el objetivo de la empresa es aumentar los beneficios, el rendimiento del capital podría ser un KPI estratégico importante y el tiempo de funcionamiento de las máquinas podría ser un KPI adecuado para elegir. Sin embargo, si el objetivo es aumentar la satisfacción del cliente, el tiempo de ciclo o la calidad del producto podrían ser más importantes, dependiendo de las necesidades de los clientes.

¿Cómo se aplican los KPI a la robótica?

Las máquinas de fabricación suelen evaluarse utilizando la métrica de eficacia general de los equipos (OEE) que también puede utilizarse para los robots colaborativos. Sin embargo, no indica cómo mejorar el rendimiento del robot por lo que para sacar el máximo partido al robot colaborativo se necesitará algunos KPI específicos para los cobots.

KPIs de un robot paletizador

Para evaluar un robot paletizador de forma similar a la de los otros equipos de fabricación, hay que tener en cuenta que las máquinas robóticas de paletizado están sujetas a pérdidas similares a las de otras máquinas y que existen algunas pérdidas adicionales específicas del robot que afectan al rendimiento.

OEE: La métrica estándar

La eficacia global de los equipos (OEE) es el estándar para medir la productividad de la fabricación. La definición habitual es: 

OEE = Disponibilidad x Rendimiento x Índice de Calidad

Estas variables se calculan de la siguiente manera. La definición de Recuento dependerá de cada empresa. Por ejemplo, los recuentos totales podrían ser Total de Piezas Fabricadas, Total de Productos Probados, etc.

Disponibilidad = Tiempo de Producción Real /  Tiempo de Producción Planificado

Rendimiento = Tiempo de ciclo ideal x Recuentos totales / Tiempo de ejecución

Calidad = Número de recuentos buenos / Recuentos totales

La OEE no es suficiente para los robots paletizadores

La OEE es una métrica útil pero cuando se utiliza por sí sola no proporciona suficiente información para ayudar a mejorar la configuración y resultados de un robot paletizador. Algunas razones son:

• La OEE es relativamente abstracta porque sólo proporciona una vista general del proceso y no indica las acciones específicas que se podrían tomar para mejorar la configuración del robot.
• A menudo, la OEE se calcula utilizando valores planificados o teóricos. En este caso, no se obtiene un reflejo del rendimiento real alcanzado en etapas específicas del proceso.
• La OEE se diseñó para hacer frente a las grandes pérdidas. Muchas de las mejoras que se pueden realizar con un robot son pequeñas pero tienen un gran efecto en la productividad a lo largo del tiempo. Es posible que la OEE no tenga en cuenta estas pérdidas más pequeñas.

La OEE sólo es adecuada para medir la eficacia de toda la máquina de paletizado robótica, pero no profundiza lo suficiente para indicar la eficacia de un robot. Por ejemplo, para saber si un cobot que atiende a un proceso de paletizado está funcionando con una eficiencia óptima, con la OEE, sólo se podría calcular la eficiencia de la configuración conjunta del cobot y la paletizadora automática, pero se necesita una forma de cuantificar la eficiencia del robot por sí solo.

¿Qué propiedades de los KPI son importantes para los robots?

Los KPI ideales para un robot colaborativo tienen las siguientes características:

• No financieros: Aunque es importante calcular el rendimiento de la inversión (ROI) del robot colaborativo, una métrica como ésta no dirá cómo mejorar su funcionamiento.
• Medición continua: Los robots facilitan la recopilación de datos, ya que son capaces de registrarlos directamente en sus programas. Es una buena idea registrar los KPI de forma continua, porque así se pueden comparar los datos a largo y a corto plazo, lo que facilita la cuantificación del efecto de pequeños cambios en el rendimiento del robot.
• Vinculación con otros KPI operativos: el funcionamiento del robot afectará a otros KPI de la empresa, por ejemplo, el tiempo desde el pedido hasta el envío, el coste de fabricación por unidad, el tiempo de inactividad de la planta, etc. Las métricas que se utilicen para el cobot deben tener vínculos claros con efectos más amplios en la empresa.
• Centrarse en una o más de las pérdidas comunes: Muchas de las ganancias de rendimiento en la robótica colaborativa pueden lograrse abordando algunas pérdidas comunes. Los KPI que reflejan estas pérdidas probablemente apunten a formas de mejorar el rendimiento.
• Fácil de medir: Los KPI difíciles de medir no se medirán en absoluto. Al elegir un KPI, hay que preguntarse el tiempo que llevará recopilar los datos, y luego considerar si le gustaría dedicar ese tiempo cuando está muy ocupado. Si no es así, no es un buen KPI.
• Claros y sencillos: Los mejores KPI pueden entenderse sin necesidad de formación adicional. Cuanto más sencillos sean, más útiles serán para todos a la hora de optimizar el proceso.

Pérdidas comunes en el funcionamiento de un robot de paletizado

La OEE se asocia a menudo con las siguientes grandes pérdidas, que también se aplican a las máquinas de paletizado robóticas:

1. Tiempo de inactividad planificado debido a cambios, mantenimiento planificado, cambio de herramientas al final del brazo, etc.
2. Averías y paradas no planificadas debidas a fallos del equipo, mantenimiento no planificado, etc.
3. Paradas menores debidas a desajustes, bloqueos, paradas de seguridad, por ejemplo, por la entrada de personas en el espacio de trabajo.
4. Pérdida de velocidad debido a operadores no formados, programación ineficaz de puntos de paso, desalineación, etc. Esta categoría es una pérdida importante para algunos robots colaborativos, que entran automáticamente en un modo de velocidad reducida cuando las personas entran en el espacio de trabajo o tocan el robot. Supervisar y minimizar estos eventos, enseñando a las personas a entrar en el espacio de trabajo cuando sea necesario, es una forma sencilla de mejorar el rendimiento.
5. Rechazos de producción debido a productos dañados, desechos, etc.
6. Rechazos en la puesta en marcha debido a los desechos causados por el cambio, los daños, etc.
7. Fallos de integración o fallos de comunicación cuando el robot de paletizado sufre breves paradas debidas a fallos de comunicación o sincronización entre máquinas, piezas desalineadas, fallos de conectividad, etc.
8. Falta de uso cuando el robot de paletizado no se utiliza en todo su potencial debido a la falta de formación del robot, problemas de optimización del proceso, mala asignación de recursos, etc.
9. Ineficiencia o mala planificación de la trayectoria cuando una disposición de la máquina de paletizado no optimizada provoca un movimiento ineficiente del robot. Las trayectorias del robot deben medirse y optimizarse para eliminar este desperdicio.
10. Tiempo de espera cuando el robot de paletizado no puede desarrollar todo su potencial porque está esperando otros procesos. Esto puede deberse a un conocimiento limitado de todo el potencial de la máquina paletizadora, a cuellos de botella o a pasos no optimizados en otras partes del proceso, etc.