4. Empirical Analysis of the Base Case Model
4.3 The substitution effect
uno de los principales factores por lo que muchas empresas no han evaluado la posi- bilidad de robotización es la creencia de que son inversiones de alto coste. la reduc- ción significativa en los costes de los robots ha cambiado drásticamente el escenario.
los suministradores evalúan el valor medio de la inversión necesaria para la implanta- ción de una celda robotizada en aproximadamente 90.000 €, de los cuales solo una
tercera parte corresponde al coste de adquisición del robot.
tabla 6
Costes de aproximados de una célula de manipulación
Robot 30.000 €
Periferia: Vallado, sistemas de seguridad, pinza, utillaje 30.000 € - 40.000 € Servicios, Ingeniería, Programación. Puesta en Marcha, Formación 10.000 € - 20.000 € Fuente: Elaboración propia.
lógicamente, el valor real de una implantación depende de la aplicación de que se trate, de su complejidad y de los elementos periféricos necesarios. la tabla 7 muestra el valor aproximado del robot respecto al resto de los elementos de su periferia que, como puede verse, varía mucho de un tipo de aplicación a otra.
tabla 7
Porcentaje de costes de la periferia respecto al robot
Campo de Aplicación Valor robot/Periferia
Soldadura 50%
Pintura 75%
Manipulación 65%
Mecanizado 45%
Montaje Menos de 40%
sin duda, la forma más rápida de obtener una aproximación precisa al valor real es la solicitud de presupuestos para instalaciones “llave en mano” a integradores de robots. según los estudios realizados por las asociaciones sectoriales, la amortización de una instalación por el ahorro de costes salariales, aumento de la calidad y producti- vidad puede durar entre 1 y 2 años trabajando a dos turnos. de aquí que usualmente los suministradores aconsejan que si el plazo de amortización de la robotización es aproximadamente de 18 meses, la inversión es viable. en el siguiente cuadro se expone el método usual empleado para la estimación del número de meses de retorno de la inversión de una instalación robotizada.
Nº meses retorno inversión = Inversión Inicial / Ahorros Anual
Inversión Inicial = Costes de los robots + Herramientas + Equipos auxiliares + Dispositivos - Coste recuperable de los equipos que se liberan con la robotización Ahorros Anuales = Coste anual por ahorro de los gastos salariales - Costes de programación y mantenimiento de los robots + Costes de recolocación del personal excedente (formación o jubilación) + Costes asociados a los impuestos
sin embargo, este plazo de amortización de 18 meses se corresponde solo con insta- laciones sencillas y de tamaño reducido. cuando las instalaciones son más grandes y afectan a una parte significativa del proceso, el coste de los sistemas auxiliares y periféricos es ampliamente superior a los robots. en estos casos será necesario evaluar factores cuantitativos (tabla 8) y cualitativos (tabla 9) para comparar mejor el proceso actual con el automatizado.
tabla 8
Factores cuantitativos de evaluación de la inversión
Horas anuales empleadas en el proceso teniendo en cuenta los diferentes turnos Número de trabajadores por turno
Producción de la operación manual en términos de piezas por hora Tiempo ciclo para la operación manual
Cantidad de tiempo en descansos, vacaciones y otras paradas Inversión en conceptos auxiliares: instalaciones, formación
tabla 9
Factores cuantitativos de evaluación de la inversión
Mejora de la calidad
Eliminación de trabajos repetitivos, peligrosos, tediosos Mejora del servicio
Posibilidades de crecimiento
un aspecto que muchas veces se olvida es realizar la comparación en términos de productividad. considerando a la eficiencia como la relación entre el tiempo de trabajo y el tiempo en el que realmente se está produciendo, la automatización rentabiliza al máximo la habilidad de producir más piezas en el mismo tiempo porque su tasa de eficiencia es mayor, produciendo más con menos trabajo. la clave fundamental de la eficiencia de los robots es que su MtBF, es decir su tiempo medio entre fallos, es de 70.000 horas. su eficiencia va a depender simplemente de la preparación, cambio de herramientas, alimentación/descarga de producto y por supuesto, demanda constante del producto. una eficiencia normal de un robot alcanza el 90% mientras que en los procesos manuales las tasas varían entre el 25% y 70% (tabla 10).
tabla 10
Tasa eficiencia aplicaciones Manual & Robot
Aplicación Eficiencia (%) Proceso Manual Eficiencia (%) Proceso Robot Soldadura 30-35 90 +
Acabado (pulido, desbarbe…) 25-30 90 +
Atención de máquinas 55-60 90 Prensado 40-50 90 Pick& Place 70-75 90 Paletizado 70-75 90 Despaletizado 65-70
90
Fuente: Glaser 2009.la eficiencia disminuye por las tareas sin valor añadido y es fundamental tener en cuenta estas tareas para la justificación de la robotización. la regla debe ser que si no hay una mejora significativa de la productividad en términos de mejora de la eficiencia de proceso, el proyecto no debe ser candidato a la robotización.
esto significa que no hay que centrarse solo en el tiempo ciclo desde que comienza una tarea manual hasta que termina. existen casos en los que un tiempo manual, considerado de forma individual, es menor que el obtenido mediante un robot. la efi- ciencia de los robots gana cuando hablamos de la producción en un turno, día o anual. un robot no tiene “valles de producción” ni periodos perdidos para la formación de nuevos operarios. un operario no puede repetir el mismo ciclo siempre con la misma cadencia, un robot sí. el parámetro importante a medir es la cantidad de piezas al final del periodo, no la magnitud de un tiempo ciclo individual.
Hay casos especiales en los que los anteriores factores no son definitivos y debemos recurrir al análisis de otros benéficos para poder establecer un criterio de decisión. por ejemplo, casos en donde el robot va a ser necesario un operario para supervisar la célula y realizar tareas auxiliares. en estos casos, será fundamental valorar los bene- ficios adicionales en forma de “calidad consistente”, la posible reducción del uso de consumibles y la disminución del trabajo penoso.
no obstante, hay que tener en cuenta que si se considera que un objetivo es alcanzar la tasa de eficiencia del 90% de un robot, es necesario confirmar que existe demanda de producción para cubrir el aumento de productividad o si la rapidez del proceso puede provocar algún desequilibrio en el flujo de producción.
es importante analizar el reparto porcentual entre el coste de mano de obra y el resto de los costes de fabricación (material, costes indirectos …). en eeuu las cifras son muy evidentes. las estadísticas de Bls indican que en eeuu la contribución media de los costes laborales directos es del 60%. esto datos bajan al 30% en empresas que han implantado principios de fabricación esbelta y al 15% en empresas con un alto nivel de automatización y robótica.
los procesos de fabricación con alto contenido en Mod como soldadura, pintura o acabado de piezas deberían ser priorizados a la hora de robotizar. en el caso especí- fico de la soldadura la robótica debe ser considerada en todos los casos. la figura 10 muestra la distribución, en términos de costes, de un proceso de soldadura manual. la distribución 80%-20% es la razón por la que estos procesos están siendo robotizados masivamente en sectores como la automoción.
figura 18
Componentes de costes en proceso de soldadura
Coste < 20% • Gas • Consumibles • Energía • Inspección Coste > 80% • MOD-MOI • Tiempos improductivos • Cambio herramienta • Preparación • Paradas 20% 80%