Principios, herramientas e implementación de Lean Construction

Índice de ilustraciones

Ilustración 1. La casa del TPS o casa Lean

Ilustración 2. Esquema del sistema tradicional de producción

Ilustración 3. Principio de descomposición del modelo de transformación

Ilustración 4. Modelo de flujo en la producción

Ilustración 5. Esquema conceptual de la generación de valor

Ilustración 6. Principios relacionados con la creación de valor

Ilustración 7. Modelo TFV

Ilustración 8. Estructura del Lean Project Delivery System (LPDS)

Ilustración 9. Fases del proyecto de construcción en IPD vs. sistemas tradicionales

Ilustración 10. Curva de MacLeamy

Ilustración 11. Línea de tiempo en el desarrollo del LPS

Ilustración 12. Esquema del sistema tradicional de planificación de proyectos

Ilustración 13. Esquema del nuevo sistema de planificación y control de proyectos

Ilustración 14. Esquema del ciclo de planificación y control del LPS

Ilustración 15. Detalle del ciclo de planificación y control del LPS

Ilustración 16. Diseño del sistema de producción

Ilustración 17. Jerarquía de la estructura del LPS

Ilustración 18. Sesión de planificación colaborativa Pull Planning en empresa colombiana

Ilustración 19. Medición del desempeño del LPS mediante el PPC (PAC)

Ilustración 20. Planteamiento general Layout proyecto ejemplo

Ilustración 21. Esquema del plan general visualizado mediante diagrama de Gantt

Ilustración 22. Esquema de plan general visualizado mediante línea de balance

Ilustración 23. Modelo 4D, visualizado mediante Naviswork

Ilustración 24. Ejemplo de análisis de tiempos para compra de materiales

Ilustración 25. Ejemplo reunión semanal de LPS

Ilustración 26. Ejemplo de despliegue de resultados de la reunión semanal de LPS

Ilustración 27. Flujograma para la realización semanal del LPS

Ilustración 28. Esquema de las CNC en LPS

Ilustración 29. Ejemplo de Pareto para el análisis de las CNC en LPS

Ilustración 30. Ejemplo de gráfico semanal y acumulado del PAC (PPC)

Ilustración 31. Ejemplo de despliegue compromisos semanales

Ilustración 32. Ejemplo de cartelera semanal de desempeño

Ilustración 33. Estructura de software de apoyo al LPS

Ilustración 34. Estructura de Integrated Production Scheduler (IPS)

Ilustración 35. Flujo de trabajo para Lewis System

Ilustración 36. Tablero generador de información CONWIP

Ilustración 37. Plataforma GICO

Ilustración 38. Plataforma IMPERA

Ilustración 39. Plataforma COCOPLAN

Ilustración 40. Lugar de trabajo donde se emplea la gestión visual

Ilustración 41. Ejemplo de indicador visual con instrucción de trabajo

Ilustración 42. Dispositivos a prueba de errores Poka-Yoke

Ilustración 43. Aviso de apoyo a la seguridad y salud en el trabajo

Ilustración 44. Ejemplo de visualización de trabajo de construcción a partir del escaneo láser

Ilustración 45. Ejemplo de gestión visual a partir del despliegue de buenas y malas prácticas en obra

Ilustración 46. Modelo para el planteamiento de un modelo de gestión visual en la construcción

Ilustración 47. Gestión visual en la seguridad y salud en el trabajo

Ilustración 48. Ejemplo de reunión diaria

Ilustración 49. Ejemplo de tablero WIP y trabajo en ejecución

Ilustración 50. Ejemplo Obeya Room (gran salón)

Ilustración 51. Ejemplo de tablero Scrum

Ilustración 52. Ejemplo de tablero Kanban

Ilustración 53. Esquema general de Layout de obra

Ilustración 54. Gestión visual para el despliegue de Layout de obra

Ilustración 55. Despliegue del estudio de Layout en la reunión de planificación semanal

Ilustración 56. Criterios de clasificación de seiri en las 5S

Ilustración 57. Antes y después de implementar 5S en un almacenamiento de obra

Ilustración 58. Ejemplo de seguimiento a la implementación de las 5S en obra

Ilustración 59. Ejemplo de plantilla On Line para realizar un VSM

Ilustración 60. Ejemplo de mapa de flujo de valor de un proceso de mampostería

Ilustración 61. Ejemplo de VSMM del desarrollo de un proyecto de construcción

Ilustración 62. Paretos de tiempos improductivos por categorías

Ilustración 63. Pareto de esperas de los tiempos improductivos

Ilustración 64. Esquema del ciclo PHVA

Ilustración 65. Esquema básico del diagrama de causa-efecto

Ilustración 66. Ejemplo de la utilización del diagrama de causa-efecto en la construcción

Ilustración 67. Ejemplo de carta balance cuadrilla en actividad de construcción

Ilustración 68. Procedimiento para el análisis estadístico de datos en un estudio de rendimientos de mano de obra

Ilustración 69. Estructura de la jerarquía de localización para nivel superior e intermedio, en un proyecto de construcción

Ilustración 70. Comparación en la visualización de un proyecto en LBMS y CPM

Ilustración 71. Marco de referencia para la implementación Lean

Ilustración 72. Pasos para transformar con éxito una organización

Ilustración 73. El triángulo Lean

Ilustración 74. Categorización de la definición de Lean

Ilustración 75. Dimensiones BIM y su utilización

Ilustración 76. Propósitos y características de los usos de BIM

Ilustración 77. Usos secundarios de BIM

Ilustración 78. Usos BIM

Ilustración 79. Tetralogía

Ilustración 80. Campos de BIM

Ilustración 81. Estado de la implementación de BIM en el mundo

Ilustración 82. Funcionalidades BIM y principios Lean

Ilustración 83. Demanda ecológica y biocapacidad

Ilustración 84. Esquema de los sistemas productivos orgánico e industrial

Ilustración 85. Demanda social de productos y servicios y, ecoeficiencia

Ilustración 86. Líneas de actuación para la ecoeficiencia

Ilustración 87. Desarrollo del uso global de materiales de construcción, betas minerales y minerales industriales, portadores de energía fósil y biomasa

Ilustración 88. Aplicación de la idea y condición del desarrollo sostenible al campo de la construcción

Ilustración 89. Enfoque de la gestión de proyectos de construcción sostenibles

Ilustración 90. Construcción sostenible

Ilustración 91. Artículos publicados sobre sinergias entre Lean Construction y construcción sostenible

Ilustración 92. Contribución de Lean Construction a la sostenibilidad

Ilustración 93. Lean Construction y construcción sostenible

Ilustración 94. Efectos de Lean Construction sobre la sostenibilidad

Ilustración 95. Síntesis del capítulo

Prólogo

Investigadores alrededor de todo el mundo se han centrado en el estudio de la productividad en la Industria de la Construcción; para esto, han tomado modelos y técnicas de producción adaptadas de otras industrias más avanzadas, como el sector automotor. Uno de estos enfoques para mejorar la productividad es el Toyota Producción System (LPS), desarrollado ampliamente por Toyota en Japón desde 1950, y aplicado en otros sectores industriales bajo la denominación de Lean Production.

Estudiosos de otros países como el profesor finlandés Lauri Koskela, que en el año 1992 introdujo el concepto Lean en construcción, y otros investigadores, han promovido la aplicación de esta filosofía alrededor del mundo buscando mejorar los procesos en una industria que se ha caracterizado por andar a la zaga de los diferentes sistemas más productivos y eficientes.

Por su parte, en Latinoamérica, Chile y Brasil, desde el ámbito académico, han sido los países pioneros en la difusión del Lean Construction, que ha sido recibido e implementado por algunas empresas constructoras que buscan mejorar el desempeño de sus proyectos.

En Colombia, desde el año 2002, como lo reportan diferentes autores como Castiblanco et al. (2019), Echeverry (2007), se realizaron las primeras investigaciones y aplicaciones de Lean Construction, en las cuales, la herramienta implementada inicialmente fue Last Planner System (LPS).

Se destaca a la Universidad EAFIT como pionera en la implementación de Lean Construction en el país mediante proyectos colaborativos con compañías constructoras, patrocinados por Colciencias, ahora Minciencias, y apoyados por la Cámara Colombiana de la Construcción (CAMACOL) (Echeverry, 2007). Como resultado de este trabajo desarrollado por más de diecisiete años y liderado por el Profesor Luis Fernando Botero Botero, del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad EAFIT, se presenta este libro.

Este texto del profesor Botero Botero, quien ha estudiado e implementado Lean Construction en empresas constructoras del país y ha participado en diferentes congresos nacionales e internacionales sobre el tema, es de una riqueza bibliográfica, y se constituye como una fuente de consulta importante para los estudiosos e interesados en el desarrollo de la industria de la construcción en nuestro país y como modelo en otros países latinoamericanos. El libro ilustra, desde su primer capítulo, la evolución de los sistemas de producción, con el comienzo de la primera Revolución Industrial e invención de las máquinas a vapor, seguido de las líneas de producción masivas de automóviles de Henry Ford, hasta la aplicación de metodologías y técnicas modernas como el Lean Production y su posterior aplicación a la construcción, denominada Lean Construction.

En sus capítulos siguientes se presentan herramientas innovadoras aplicables a la construcción, como Lean Project Delivery System (LPDS), Integrated Project Delivery (IPD), Last Planner System (LPS), y se exploran otras herramientas desarrolladas en el entorno de la manufactura y que son aplicables en el sector de la construcción, como Visual Management, estudios de Layout, las 5S, Value Stream Mapping, ciclo de mejoramiento (PHVA), el diagrama de causa-efecto o Ishikawa, Location Based Management, medición de pérdidas, tasas de producción, entre otras. El libro se caracteriza por su practicidad y facilidad de uso mediante una variedad de tablas que permiten su entendimiento y aplicación.

Principio, herramientas e implementación de Lean Construction aborda también temáticas que, aunque independientes inicialmente, hoy son consideradas en la integración con Lean Construction, por sus sinergias y resultados positivos, como Building Information Modeling (BIM) y la construcción sostenible.

Esta obra merece una amplia difusión por su riqueza bibliográfica, y aplicabilidad, la cual se destaca por la variedad de herramientas que presenta para mejorar la industria de la construcción, tanto en sus procesos como en sus productos, logrando jalonar el desarrollo de la Industria de la Construcción hacia estándares más elevados.

Jorge Arturo Gómez Aristizabal Director Técnico y Administrativo Muros y Techos S.A.

Prefacio

Veinte años atrás, al inicio de mi actividad académica en la Universidad EAFIT, y después de la experiencia obtenida por la práctica profesional en una reconocida empresa de construcción colombiana, surgen en mí diferentes inquietudes sobre el desempeño del sector de la construcción y el rol de los profesionales participantes en el desarrollo de los proyectos. Aspectos conocidos y aceptados por todos como la deficiente planificación, los problemas de calidad, el incumplimiento de plazos, los altos niveles de inseguridad, los sobrecostos de ejecución, entre otros, son factores que normalmente acompañan la gestión de proyectos de construcción y una radiografía de su resultado final. Con frecuencia, este pobre desempeño es aceptado por algunos y justificado en las condiciones particulares de los proyectos y su entorno. Recientemente hemos convivido con situaciones anormales y desde todo punto de vista inadmisibles –como la pérdida de vidas humanas y del patrimonio provocados por fallas en los diseños o en la construcción de los proyectos, sumado a la creciente corrupción– que deterioran la imagen de un sector fundamental para el crecimiento económico del país y para el desarrollo de la infraestructura necesaria que mejore la calidad de vida de las personas.

Son muchos los campos de acción donde es posible plantear cambios en busca de soluciones a los problemas manifiestos: se requieren cambios en la legislación que permitan mayor transparencia y faciliten la correcta ejecución en proyectos públicos; iniciativas que promuevan la sana competencia y la colaboración de empresas privadas, buscando mejorar la eficiencia en el desarrollo de proyectos a lo largo de su ciclo de vida y generando resultados positivos para todos sus participantes; adecuación de los currículos académicos, repensados a partir de las realidades y necesidades del sector, que generen las competencias necesarias para los nuevos profesionales y donde la ética, los valores y la visión sostenible estén siempre presentes y acompañen la formación profesional.

Somos muchos los responsables de propiciar cambios que permitan restaurar la confianza en el sector, ya que la construcción como industria aporta considerablemente a la economía del país y brinda soluciones a las necesidades de la sociedad. Por tal motivo, desde esta declaración de responsabilidad y desde la propia actuación en la academia, surge este libro.

El desarrollo de proyectos de investigación sobre administración de la construcción y la necesidad del mejoramiento de la productividad, me llevó a interesarme en teorías y herramientas de gestión de la producción, con una extendida aplicación en la manufactura y con una reciente discusión sobre su aplicación en la construcción. La evolución y transformación de la industria se ha dado paulatinamente desde finales del siglo XIX hasta nuestros días, convirtiendo la producción artesanal en producción industrial, donde el paradigma de la producción en masa prevaleció hasta la aparición de un nuevo paradigma: la producción Lean. Fue en el año 2000, y ya en la labor académica, cuando buscando respuestas a mis preguntas encontré en la literatura alguna información sobre la aplicación de este segundo paradigma de producción en la construcción, denominado desde algunos años atrás Lean Construction. La pasión generada por el tema fue inmediata y entendí que a partir de su estudio e implementación con algunas empresas interesadas en mejorar su desempeño podríamos aportar a la consolidación de un mejor sector industrial en Colombia.

El aprendizaje inicial conjunto mediante proyectos de investigación aplicada y de carácter colaborativo, derivó en la formulación de cursos de educación continua dirigidos a profesionales y empresas interesadas en el tema y posteriormente al acompañamiento de estas empresas al iniciar procesos de implementación Lean. Conocedor del sector por la experiencia laboral previa y teniendo en cuenta las barreras y dificultades mencionadas en investigaciones anteriores para su implementación al interior de las empresas, iniciamos esta aventura que aún no termina y que creo ha sido útil para la difusión de la filosofía Lean, sus conceptos, principios y las herramientas prácticas en Colombia. Así se ha ido generando masa crítica que permita concretar la aplicación de Lean en la construcción en el país hasta que se adquiera la dinámica necesaria para que crezca y se sostenga.

Este libro, segundo de mi producción sobre el tema, pues en 2005 se publicó una primera versión exploratoria que recopila resultados de las primeras implementaciones en el país al comienzo de este movimiento, pretende recoger experiencias adquiridas a lo largo de quince años de trabajo profesional, y está dirigido tanto a los neófitos como a todos aquellos con alguna experiencia que deseen consolidar sus conocimientos y explorar las posibilidades de cambio a partir de nuevas estrategias de gestión aplicando el pensamiento Lean en la construcción. También pretende profundizar en los conceptos fundamentales para el entendimiento de la filosofía, ya que el uso de las herramientas sin una fuerte base conceptual tiende a fracasar normalmente, como lo hemos podido experimentar en algunos procesos de implementación.

Siendo consecuente con lo anterior, el lector encontrará estructurado el libro en dos partes, de las cuales, la primera, compuesta por cuatro capítulos, busca dar a conocer los orígenes y fundamentos de la producción Lean, así como la propuesta de Lean para la construcción. En la segunda parte se abordan las herramientas prácticas que pueden ser aplicadas en la construcción, acompañadas de diversos ejemplos de aplicación de lo que consideramos buenas prácticas Lean. El capítulo siete del libro presenta un análisis y reflexión sobre la implementación de Lean Construction, escrito a partir del registro de experiencias en el ámbito internacional y la experiencia obtenida en Colombia con un importante grupo de empresas, que han tomado la iniciativa de interesarse en esta filosofía y han dado pasos importantes en la creación de una cultura Lean. Obviamente, también hacen parte de esta reflexión un grupo de experiencias no exitosas por múltiples causas que se abordarán más adelante y que esperamos sean tomadas en cuenta como aprendizaje en nuevos procesos de implementación.

Dada su importancia actual, también merecen ser incluidos como capítulos de este libro dos temas que se desarrollaron con agendas independientes a Lean Construction y que hoy, desde una mirada holística de la gestión de proyectos, son fundamentales y comparten los objetivos del pensamiento Lean: agregar valor disminuyendo pérdidas para mejorar la eficiencia: el diseño y la construcción virtual (VDC) mediante la metodología de modelado virtual (BIM) y la construcción sostenible.

Explicada la estructura del libro, es importante manifestar mi agradecimiento a la Universidad EAFIT, institución que he encontrado, desde mis inicios en la academia, abierta a apoyar mis proyectos de investigación y que me ha permitido, en este último año, dedicar todos mis esfuerzos a la producción de este libro. Igualmente, al grupo de empresas que aceptaron la invitación de aprendizaje colaborativo y que siempre han estado dispuestas a participar en nuestro proyecto, con la firme intención de mejorar su desempeño a través de la adopción de esta nueva filosofía en su entorno empresarial.

A todos aquellos que comparten esta pasión y que con su esfuerzo han impulsado el tema en sus empresas, también mis agradecimientos, ya que en momentos donde las barreras parecen ser más fuertes que las intenciones de cambio, me alientan a no desfallecer para continuar con esta difícil cruzada de impulsar la cultura Lean en la construcción colombiana.

A los revisores de mi trabajo, también apasionados del tema, los profesores Alejandro Vásquez y Sandra Liliana Cano, y el ingeniero Jorge Gómez, por sus valiosos aportes al mejoramiento del libro. Igualmente, por la producción de gráficas y tablas, a la estudiante María Camila Alzate Pineda.

Por último, dos reflexiones: el éxito en el establecimiento de una cultura Lean no radica en elementos individuales. Lo que marca la diferencia es tenerlos a todos juntos integrados en un mismo sistema, buscando el equilibrio entre la participación de las personas en un contexto organizacional que propicie la mejora continua y un sistema de producción (diseño, construcción, operación) enfocado en la generación de valor.

Compartimos igualmente lo expresado por dos de los máximos impulsores y exponentes de la cultura Lean en el mundo, Glenn Ballard y Gregory Howell (2005): “Seguimos convencidos de que el desempeño de la industria de la construcción no mejorará de manera sustancial y radical sin la implementación de conceptos y técnicas LEAN” (p. 1).