Pruebas automatizadas vs manuales de MCB: ¿Cuándo se amortiza la inversión?

Una fábrica OEM de interruptores automáticos miniatura en Haryana, India, operaba turnos de 8 a 10 horas y aún así alcanzaba un máximo de 2,000 polos por día. Su mayor cliente, Siemens India, necesitaba volúmenes mensuales que la línea manual simplemente no podía entregar, sin importar cuánto tiempo extra se programara. Ante la elección entre perder el contrato o cambiar la forma en que se fabricaba el producto, el fabricante invirtió en un Línea de prueba automática de MCB. Hoy, la misma fábrica produce de manera estable 15,000 polos por día, mantiene un rendimiento de primera pasada superior al 90%, y desde entonces ha ganado pedidos OEM adicionales de otras grandes marcas. La mayoría de la fuerza laboral original no fue despedida; se trasladaron a la preparación de componentes y al embalaje final, las etapas donde la flexibilidad humana aún supera a la maquinaria.

La frase “7.5 veces más producción por día” es un título llamativo, aunque todavía no es el que realmente le importa al dueño de la fábrica. Los números que interesan al dueño de la fábrica son útiles para tomar una decisión sobre si comprar este tipo de equipo. Esencialmente, cuáles son los costos de las pruebas manuales por mes, cuáles son los ahorros para una línea automatizada y cuándo recuperará el dueño de la fábrica la inversión. Esta guía muestra la estructura de costos oculta de los procesos manuales, hace una comparación con los automatizados, proporciona una fórmula de recuperación para ser usada en cualquier fábrica y señala los volúmenes en los que se produjo el punto de equilibrio.

El costo real de las pruebas y el ensamblaje manual no es la nómina salarial

Cuando los fabricantes examinan la producción manual versus automatizada, el primer pensamiento es mirar el costo de los salarios de un operador en relación con el costo de una máquina. Sin embargo, tal comparación es engañosa porque los salarios directos generalmente representan menos del 50% del costo total del ensamblaje manual.

El desperdicio y la retrabajo constituyen el mayor costo oculto. La tasa de defectos para líneas ensambladas y ajustadas manualmente suele oscilar entre el 1% y el 5%. Antes de ser detectada, una pieza defectuosa consume la misma cantidad de recursos como materiales, horas máquina y espacio en planta que una funcional. Se incurrirán en reclamaciones de garantía y devoluciones por unidades que no fueron detectadas como defectuosas. Cuando se trata de equipos críticos para la seguridad como los interruptores automáticos, el rechazo de un solo lote por una autoridad certificadora o un cliente importante puede eliminar los ahorros de un año de trabajo en términos de salarios.

A continuación, está la variabilidad. La producción manual se ve afectada por diversos factores como los turnos, temporadas festivas o meses de alta rotación cuando la producción disminuye, así como el nivel de habilidad del operador en el trabajo. La fábrica de Haryana mencionada aquí tenía mucho trabajo en marcha pero nada consistente. Las horas extras permitían producir más bienes pero generaban defectos relacionados con la fatiga, algo con lo que muchos fabricantes están familiarizados. Finalmente, entre los costos invisibles de la producción está el período de capacitación que se realiza en un mercado laboral ajustado.

Manual vs Automatizado: La estructura de costos lado a lado

La fila de trazabilidad merece atención, porque es la que gana contratos en lugar de simplemente reducir costos. Los grandes compradores OEM requieren cada vez más datos de calibración y prueba para cada unidad individual. Una fábrica que puede entregar un registro de prueba vinculado al número de serie para cada polo está compitiendo en una liga diferente a la que no puede, independientemente del precio.

Qué determina el tamaño de la inversión

Una línea automatizada funciona como un equipo ya configurado según especificaciones en lugar de un producto con su propio nombre que se pueda encontrar en el catálogo. En la práctica, la inversión depende de las especificaciones determinadas por el número de estaciones, el tiempo de ciclo objetivo, los tipos de productos a fabricar, así como el nivel de pruebas e integración de datos. Para ilustrar, la construcción de una línea para la creación a velocidad moderada de un solo tipo de marco MCB es mucho más sencilla que hacer una línea para cambiar entre varios tipos de tamaños de marco y procesar datos completos de prueba para cada polo.

Hay dos elementos comúnmente omitidos en la presupuestación que son mucho más significativos que cualquier valor total del proyecto. El primero es la puesta en marcha y la capacitación de operadores, lo que hace que la necesidad de elegir un constructor experimentado que se especialice en instalación y soporte de arranque sea más importante que la cotización más barata. El segundo es la estabilidad del diseño del producto: la automatización de un producto que va a ser rediseñado es un desperdicio de herramientas, por lo tanto, el mejor momento para invertir en el proyecto es cuando el diseño está completado y los volúmenes están aumentando.

La fórmula de retorno que puede aplicar a su propia fábrica

El período de recuperación de una línea automatizada no es un misterio. Se reduce a una fracción:

El período de retorno (meses) = La inversión total / (Ahorros mensuales en mano de obra + Reducción mensual de costos por desperdicio y retrabajo + Rentabilidad mensual por aumento de ventas).

Trabaje con entradas realistas. Imagine que una sección de pruebas manuales involucra a 20 empleados, y la automatización da lugar a un equipo de monitoreo compuesto por solo 4 empleados; los ahorros en pagos de salarios serán inmediatos y constantes. Suponga que una pérdida de 3% por defectos se reduce a menos de 0.5%; ¿a qué equivale esto en un volumen de producción significativo durante el transcurso de un mes? Sin embargo, la tercera cifra suele ser la más grande y comúnmente subestimada por la mayoría de las plantas: a saber, el margen de contribución del volumen producido por primera vez.

El fabricante de Haryana proporciona el mejor ejemplo del tercer punto mencionado anteriormente. La línea generó capacidad adicional a través de una asociación estable y a largo plazo con Siemens India; cada polo producido por la línea ya ha sido vendido. Por lo tanto, el proyecto pudo alcanzar el retorno completo de la inversión en un período de 12 a 24 meses desde la puesta en marcha. El modelo de esta operación es el que deberían usar los demás: los retornos de la automatización se ven más rápido cuando se ajustan a la demanda del producto.

¿Cuándo Vale la Pena la Automatización? El Punto de Cruce

La automatización puede no ser aplicable en todas las fábricas. En el caso de productos simples con componentes mínimos y bajas probabilidades de defectos, los métodos de producción manual pueden seguir siendo la opción económica para niveles de producción muy altos, incluso superando las 100,000 unidades anuales. En contraste con sus contrapartes, el punto de transición para productos complejos y críticos para la seguridad que se prueban individualmente ocurre mucho antes, usualmente en niveles de producción relativamente bajos de menos de 50,000 unidades anuales, debido al efecto de escala de los gastos de prueba, los requisitos de certificación y los riesgos de defectos.

La existencia de tres señales indica que un productor ha alcanzado el punto de cruce. Para empezar, se ha perdido demanda porque la línea de producción no puede mantenerse al día; lo que significa que el margen sobre esta demanda perdida ahora es mayor que el costo de la capacidad. En segundo lugar, un cliente importante o una institución de certificación ha hecho nuevas solicitudes de calidad o trazabilidad que no pueden documentarse mediante procesos intensivos en mano de obra. Para concluir, el costo/disponibilidad de la mano de obra está generando una situación en la que todos los próximos años de producción intensiva en mano de obra costarán más que los anteriores. El fabricante de Haryana ha experimentado las tres señales a la vez, mientras que la mayoría de las empresas enfrentan solo una señal a la vez; los sabios actúan justo al recibir la primera señal en lugar de esperar la tercera.

No Tiene Que Automatizar Todo de Una Vez

Para la mayoría de los fabricantes pequeños y medianos, la solución más rentable es la automatización escalonada, que generalmente comienza con las pruebas en lugar de la fabricación. Las pruebas son el proceso donde los requisitos de certificación se vuelven cruciales, donde se requiere la trazabilidad de datos y donde una línea automatizada opera en lugar de muchos procesos manuales problemáticos. Los procesos de fabricación pueden seguir después de que se hayan alcanzado las cantidades requeridas, y es común que la fábrica automatice primero la calibración y las pruebas, analice los resultados y luego pase a la etapa de ensamblaje en la segunda fase de automatización.

Benlong Automation diseña su equipo alrededor de esta progresión exacta: bancos de prueba independientes, líneas de prueba totalmente automáticas y líneas integradas como la Línea de montaje automática MCB y Línea de producción automática de MCCB que pueden ampliarse estación por estación. Para un recorrido técnico estación por estación, consulte nuestra guía completa: ¿Qué es una línea de prueba automática de disyuntores magnetotérmicos? Una guía técnica completa..

Preguntas frecuentes

¿Qué determina el costo de una línea de ensamblaje automática?

El número de estaciones, el tiempo de ciclo aceptable, la variedad de productos que la línea debe producir y la profundidad de las pruebas y la integración de datos son factores críticos que impulsan la inversión. Además, la configuración y la capacitación, junto con las necesidades de soporte postventa, deben incluirse en el presupuesto. Dado que la puesta en marcha de cada línea requiere atención a un producto específico y a la capacidad de producción, siempre es un estudio técnico el que proporciona un valor significativo para ello.

¿Cuál es un buen período de recuperación para la automatización de fábricas?

En la industria de interruptores automáticos y productos eléctricos de baja tensión, el período de recuperación para líneas de ensamblaje y prueba suele estar entre 12 y 24 meses cuando la capacidad adicional está justificada por una demanda real, como un contrato OEM a largo plazo. Los períodos de recuperación inferiores a 3 años generalmente se consideran buenas inversiones en equipos que tienen una vida útil de 8 a 15 años.

¿Es la automatización más barata que la mano de obra manual?

Sí, por encima de cierto volumen de producción, y generalmente por un margen más amplio que el que indica la proporción de salarios. Esto se debe a que la automatización reduce los defectos, retrabajos, responsabilidades de garantía y gastos de capacitación, además de producir datos de prueba a nivel de unidad inalcanzables mediante operaciones manuales. Sin embargo, con un volumen de producción más bajo, las opciones de producción manual y semiautomatizada siguen siendo más rentables.

¿Cuántos trabajadores reemplaza una línea de producción automatizada?

En el departamento habitual de automatización, habrá una disminución significativa de personas operando máquinas debido al proceso de automatización, pero la mayoría de ellas serán reasignadas a otras tareas. En este caso, la fábrica en cuestión reasignó a las personas desplazadas a trabajos más interesantes, y la fábrica logró multiplicar su producción por 7.5, lo que significa que la fábrica ha alcanzado una producción mucho mayor por trabajador que la disminución en el número de trabajadores.

Conclusión

La pregunta rara vez se refiere a si el costo de las pruebas automatizadas superará sus beneficios. En cambio, las preocupaciones se centran más en determinar los límites de volumen y calidad necesarios para que ese cambio ocurra. Para sus propios cálculos donde estén involucrados MCB, MCCB o productos similares de baja tensión, por favor contacte a Benlong Automation.