¿Qué costes por pieza deben incluirse en un cálculo fiable?
¿Qué costes por pieza deben incluirse en un cálculo fiable? Quien desee comparar procesos industriales de tratamiento de superficies necesita un indicador que vaya más allá del precio de compra y de las horas de máquina. Sobre todo en piezas recurrentes, el coste por unidad liberada suele ser más significativo que una tarifa horaria abstracta.
Un cálculo del coste unitario obliga a repartir todos los pasos relevantes del proceso entre una cantidad producida o tratada. Así se hacen visibles los tiempos improductivos que desaparecen fácilmente en las comparaciones sencillas: la preparación, el posicionamiento, la inspección, el cambio de filtro, el retrabajo o el transporte interno.
La productividad técnica de un proceso ya está descrita en el artículo ¿Cómo funciona la ablación láser en la limpieza de metal?. Aquí se trata exclusivamente de desarrollar a partir de ello un cálculo por unidades útil desde el punto de vista económico.
Por qué el coste unitario es más comparable
Las tarifas horarias son útiles para muchos cálculos.
Sin embargo, pueden inducir a error cuando dos procedimientos tienen tiempos improductivos o rendimientos en piezas por hora distintos.
Un ejemplo:
La máquina A cuesta 100 euros por hora de funcionamiento y trata diez piezas.
La máquina B cuesta 150 euros por hora y trata veinte piezas.
Un análisis basado únicamente en la tarifa horaria haría parecer más económica la máquina A.
Sin embargo, por pieza resulta:
A: 10 euros de coste de máquina.
B: 7,50 euros de coste de máquina.
Todavía faltan el tiempo de preparación, el personal y el retrabajo – pero ya este sencillo ejemplo muestra por qué la unidad «coste por pieza liberada» ofrece con frecuencia la mejor base de decisión.
Con tamaños de pieza diferentes se puede trabajar igualmente con costes por metro cuadrado, por metro de longitud tratada o por lote.
Lo único importante es que se compare la misma unidad funcional.
Separar costes fijos y costes variables
Un cálculo fiable comienza con una separación sencilla.
costes fijos
Se generan con independencia de cuántas piezas se traten realmente.
Entre ellos pueden figurar:
- amortización o financiación
- determinados seguros
- costes básicos del espacio ocupado
- parte del mantenimiento
- costes de formación
Costes variables
Aumentan con el uso o con el número de piezas.
Entre ellos pueden figurar:
- Energía
- Filtros
- piezas de desgaste
- medios consumibles
- tiempo activo de personal
- Eliminación de residuos
Esta separación es importante porque los costes fijos se reparten entre más piezas a medida que aumenta la utilización.
Una empresa con 20 horas productivas al año tiene por tanto un coste unitario distinto al de la misma empresa con 1.000 horas productivas.
Por eso la inversión en la máquina no debe valorarse al margen del uso previsto.
Coste de máquina por hora productiva
Para un cálculo interno sencillo, la carga anual de costes de máquina puede dividirse entre las horas productivas previstas.
En la carga anual pueden incluirse:
- amortización o financiación
- mantenimiento periódico
- intereses imputados
- costes fijos de servicio
El resultado es una tarifa horaria interna de coste de máquina.
La palabra importante es «productivas».
Si un sistema estuviera teóricamente disponible 2.000 horas, pero en realidad solo tuviera pedidos para 400 horas, los costes fijos no deberían repartirse artificialmente entre 2.000 horas.
Eso haría que el coste unitario resultara demasiado bajo.
Precisamente con una tecnología nueva debería calcularse de forma conservadora.
La pregunta es:
¿Cuántas horas facturables de forma productiva o generadoras de valor a nivel interno son realistas?
Personal por pieza
El siguiente bloque es el tiempo de manejo.
Aquí debería distinguirse entre:
- preparación
- tratamiento activo
- cambio de pieza
- comprobación
- limpieza
No todos los procesos mantienen ocupado al trabajador durante todo el tiempo de funcionamiento de la máquina.
Un proceso automatizado puede funcionar, por ejemplo, diez minutos mientras el operario asume en paralelo otra tarea.
En cambio, en un tratamiento manual guiado a mano el trabajador suele estar ocupado de forma directa.
Para el coste unitario esto significa:
El tiempo de máquina no es automáticamente igual al tiempo de personal.
Ambas magnitudes deberían registrarse por separado.
Así se hace visible también si una automatización podría resultar rentable.
Repartir el tiempo de preparación entre el tamaño del lote
El tiempo de preparación tiene una influencia especialmente grande en lotes pequeños.
Supongamos que un sistema necesita 30 minutos para la preparación.
Después, el tratamiento dura cinco minutos por pieza.
En una pieza única, el tiempo total asciende a 35 minutos.
Con 100 piezas iguales, en cambio, la media hora de preparación se reparte en apenas 18 segundos por pieza.
El tamaño del lote modifica así drásticamente el coste unitario.
Por eso, para las empresas con muchos pedidos unitarios, una preparación breve y flexible resulta especialmente valiosa.
En la fabricación en serie, en cambio, un proceso de preparación inicial más laborioso puede ser económicamente aceptable.
Esta lógica se aplica con independencia del procedimiento empleado.
Consumo de energía y de medios
La energía es una partida clásica de coste variable.
El consumo real debería medirse siempre que sea posible y no deducirse de la potencia nominal del láser.
La potencia en vatios de la fuente láser no es idéntica al consumo eléctrico total del sistema.
Elementos consumidores adicionales pueden ser:
- Refrigeración
- Aspiración
- la unidad de control
- los periféricos
Por el otro lado, otros procesos presentan igualmente consumos de energía y de medios.
El aire comprimido, por ejemplo, puede provocar una demanda de energía considerable.
Los procesos químicos por vía húmeda pueden necesitar además secado o control de temperatura.
Por eso Fraunhofer estudia las tecnologías industriales de limpieza expresamente desde el punto de vista ecológico y económico de los recursos.
Para el cálculo por pieza, la magnitud relevante es:
Consumo total de energía y de medios dividido entre las unidades tratadas.
Filtros, desgaste y mantenimiento
La eliminación de material por láser no necesita ningún medio clásico de lijado o de chorreado.
Aun así se generan costes de consumibles.
Una aspiración de proceso necesita, por ejemplo, filtros.
Los componentes ópticos de protección deben controlarse y, en su caso, sustituirse.
Además pueden generarse costes de mantenimiento.
Para un cálculo por pieza existen dos posibilidades.
Los costes periódicos pueden repartirse anualmente entre el número de piezas previsto.
Los componentes que dependen del consumo pueden calcularse a partir de los intervalos reales de cambio.
Ejemplo:
Un filtro cuesta 200 euros y, en las condiciones concretas, dura 2.000 piezas.
La partida simplificada de filtro asciende entonces a 0,10 euros por pieza.
Con otros recubrimientos, el mismo filtro puede saturarse bastante antes.
Por eso los datos prácticos de funcionamiento son más valiosos que las suposiciones generales.
Inspección y aseguramiento de la calidad
Desde el punto de vista económico, una pieza no está terminada cuando la máquina se detiene.
Está terminada cuando ha alcanzado el estado exigido y puede liberarse.
Esto puede incluir una inspección.
Según la aplicación, puede ser:
- puramente visual
- control dimensional
- medición de rugosidad
- comprobación de recubrimiento residual
- control de proceso documentado
Ese tiempo también forma parte del coste unitario.
En una aplicación en serie, la inspección puede realizarse de forma automatizada o por muestreo.
En piezas únicas puede controlarse cada pieza por separado.
Si no se tiene en cuenta ese esfuerzo, los procesos con mayor necesidad de inspección parecen artificialmente económicos.
El retrabajo como partida de coste oculta
El retrabajo resulta especialmente crítico porque con frecuencia no se imputa al proceso original.
Por ejemplo, primero se trata una pieza.
Después, un operario constata que en algunos puntos todavía queda recubrimiento.
Vuelve a colocar la pieza y corrige la superficie.
En la estadística de producción, el tiempo principal de tratamiento podría aparecer de todos modos como el tiempo de máquina inicial.
Desde el punto de vista económico, sin embargo, el retrabajo forma parte del mismo pedido.
En cuanto a la productividad, Fraunhofer ILT subraya expresamente que un proceso no debería evaluarse únicamente por su potencia máxima. Un retrabajo reducido y una calidad estable son igual de decisivos.
Para el cálculo del coste unitario, esto significa:
Registrar el tiempo medio de retrabajo por pieza.
No medir solo piezas ideales.
Valorar correctamente el rechazo
El rechazo puede resultar aún más caro que el retrabajo.
Cuando una pieza de alto valor ya no puede utilizarse a causa de un proceso inadecuado, no solo se generan costes de tratamiento.
También puede perderse el valor de la propia pieza.
En procesos establecidos y estables, la tasa de rechazo puede ser muy baja.
Durante una fase de implantación o en aplicaciones muy cambiantes, el riesgo debería examinarse de todos modos.
Sobre todo en componentes de alto valor, un tratamiento más lento pero más robusto puede ser económicamente más razonable.
En ese caso, optimizar únicamente los segundos por pieza se queda corto.
El tamaño del lote modifica el cálculo
Los costes unitarios de un proceso no son constantes.
Varían con el tamaño del lote.
Las series grandes se benefician de:
- un tiempo de preparación repartido
- parámetros estables
- una alimentación automatizable
- movimientos repetibles
Las piezas unitarias y las series cortas, en cambio, se benefician más de:
- una preparación flexible
- una programación sencilla
- una adaptación rápida
- una baja complejidad de los utillajes
Por eso, una empresa no debería calcular únicamente un precio unitario teórico.
Resultan útiles, por ejemplo:
- los costes con un tamaño de lote de 1
- los costes con un tamaño de lote de 10
- los costes con un tamaño de lote de 100
- los costes con la cantidad anual típica
Así se hace visible a partir de qué volumen un procedimiento desarrolla sus ventajas económicas.
Utilización y tiempo inactivo
Incluso un cálculo de costes unitarios perfecto puede inducir a error si el sistema apenas se utiliza.
Los costes fijos siguen corriendo.
Por eso, los costes de máquina nunca deberían calcularse exclusivamente a partir del número máximo de piezas posible.
La demanda real es lo decisivo.
Quien desee utilizar un sistema también para pedidos de clientes externos debería planificar por separado la utilización interna y la externa.
Los posibles ingresos adicionales son atractivos, pero todavía no son una ocupación garantizada de la capacidad.
Para un cálculo de inversión conservador, la inversión debería sostenerse en primer lugar sobre las aplicaciones de las que ya se dispone con seguridad.
Un modelo de cálculo para la práctica
Una fórmula sencilla de coste unitario puede construirse así:
Costes de máquina por pieza
más
Costes de personal por pieza
más
Energía por pieza
más
Consumo y filtros por pieza
más
Control de calidad por pieza
más
retrabajo medio
más
otros costes relevantes
=
Costes totales por pieza aprobada
A continuación se calcula el mismo estado objetivo con el procedimiento anterior o con el alternativo.
Solo entonces deberían compararse ambos valores.
Para una comparación justa, la calidad debe estar definida de forma idéntica.
Los datos que debería aportar un ensayo de material
Para un cálculo de costes unitarios, un ensayo de material no debería producir solo un bonito resultado de antes y después.
Debería aportar datos medibles:
- el tamaño de la superficie de ensayo
- Tiempo de tratamiento
- el esfuerzo de preparación
- el número de pasadas
- los parámetros necesarios
- el retrabajo necesario
- el estado objetivo alcanzado
Las diferencias entre el láser pulsado y el láser continuo (CW) ya se tratan en la comparativa técnica correspondiente.
Para los costes unitarios solo es decisivo qué sistema resuelve la tarea dentro de la calidad exigida y con qué tiempos de proceso reales.
Conclusión: la pieza acabada es la unidad de cálculo correcta
¿Qué costes por pieza deben incluirse en un cálculo fiable?
Más que el simple minuto de máquina.
Un cálculo completo de costes unitarios tiene en cuenta:
- los costes fijos del sistema
- la utilización real
- Tiempo de preparación
- tiempo de máquina
- personal
- Energía
- filtros y desgaste
- comprobación
- retrabajo
- los posibles costes de rechazo
Precisamente cuando los procedimientos son distintos, el cálculo de costes unitarios puede dar resultados sorprendentes.
Una tarifa horaria de máquina más cara puede ser más rentable gracias a un mayor rendimiento en piezas.
Un proceso principal más lento puede salir más barato gracias a un menor retrabajo.
Una inversión elevada puede generar costes unitarios muy bajos si la utilización es suficiente.
Por eso, lo decisivo no es la máquina más barata.
En los procesos de superficie, lo decisivo no es el coste del minuto de máquina, sino el coste de la pieza aprobada.
Fuentes
- Fraunhofer ILT – «More productive with light» — Análisis de la productividad a través de los tiempos de ciclo, los tiempos auxiliares, el retrabajo y una calidad de proceso estable.
- Fraunhofer IGCV / Fraunhofer IVV – Evaluación de tecnologías de limpieza industriales — Análisis económico y ecológico de recursos y parámetros de proceso.
- Fraunhofer-Geschäftsbereich Reinigung (división de limpieza) – Tecnologías de limpieza — Clasificación de los distintos procedimientos según las tareas de limpieza industriales.
Contenidos relacionados
- Por qué el coste unitario es más comparable
- Separar costes fijos y costes variables
- Coste de máquina por hora productiva
- Personal por pieza
- Repartir el tiempo de preparación entre el tamaño del lote
- Consumo de energía y de medios
- Filtros, desgaste y mantenimiento
- Inspección y aseguramiento de la calidad
- El retrabajo como partida de coste oculta
- Valorar correctamente el rechazo
- El tamaño del lote modifica el cálculo
- Utilización y tiempo inactivo
- Un modelo de cálculo para la práctica
- Qué datos debería aportar un ensayo de material
- Conclusión
Construir el coste unitario sobre un tiempo de proceso real
Para el cálculo suele faltar únicamente un tiempo de tratamiento fiable. Un ensayo de material puede mostrar cuánto tiempo necesita realmente una pieza típica y qué esfuerzo de retrabajo se produce.