FILOSOFIA JUSTO A TIEMPO Para conseguir y mantener una ventaja competitiva, las empresas están aplicando la filosofia justo a tiempo (JIT) (del ingles just in time), que consiste en eliminar el desperdicio mediante la reducción del inventario innecesario de los retrasos en las operaciones. Las metas son producir bienes y servicios según se requiera y mejorar constantemente los beneficios de las operaciones, en terminos de valor agregado. El sistema JIT consiste en la organización de los recursos, los flujos de información y las reglas de decisión que permitan a una organización aprovechar los beneficios de la filosofia JIT. Con frecuencia una crisis (como la perspectiva de suspender las operaciones o cerrar una planta) induce a la dirección y a la mano de obra a trabajar conjuntamente para modificar las prácticas de operación acostumbradas. La conversión de la manufactura tradicional a un sistema justo a tiempo no sólo sucita cuestiones de control de inventarios, sino también de programación y de administración de procesos. CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS JUSTO A TIEMPO Mediante los sistemas justo a tiempo se intenta reducir la ineficiencia y el tiempo improductivo de los procesos de producción, a fin de mejorar continuamente dichos procesos y la calidad del producto o el servicio correspondiente. La participación del empleado y la reducción del inventario son factores fundamentales para las operaciones JIT. Los sistemas justo a tiempo son conocidos con muchos nombres diferentes, entre ellos: inventario cero, manufactura sincronizada, producción ligera, producción sin inventario (Hewlett-Packard), materiales según se necesiten (Harley-Davidson) y manufactura de flujo continuo (IBM). Las principales características de los sistemas JIT que se presentarán a continuación son: el método de arrastre del flujo de materiales, la calidad consistentemente alta, los lotes de tamaño pequeño, las cargas uniformes en la estación de trabajo, los componentes y métodos de trabajo estandarizados, los vínculos estrechos con los proveedores, la fuerza de trabajo flexible, la estrategia de flujo de línea, la producción automatizada y el mantenimiento preventivo. Método de arrastre del flujo de materiales En los sistemas justo a tiempo se utiliza el método de arrastre del flujo de materiales, el cual consiste en que la demanda del cliente pone en marcha la producción del elemento. Sin embargo, también el método de empuje es muy popular, en el cual la producción del artículo comienza desde antes de que el cliente lo necesite. Las empresas que realizan con frecuencia procesos de manufactura altamente repetitivos y tienen flujos de materiales bien definidos, aplican los sistemas justo a tiempo porque el método de arrastre les permite tener un control más preciso del inventario y de la producción en las estaciones de trabajo. Otras compañías, como las que fabrican una variedad amplia de productos en bajos volúmenes y con baja repetibilidad en los procesos de producción, tienden a aplicar algún método de empuje, como el MRP. Calidad consistentemente alta Con los sistemas justo a tiempo se intenta eliminar el desperdicio y la necesidad de hacer rectificaciones en el trabajo, a fin de que el flujo de materiales sea uniforme. Para que las operaciones JIT sean eficientes, es necesario observar las especificaciones del producto o el servicio en cuenstión y y aplicar los métodos estadísticos y de comportamiento que corresponden a la administración de la calidad total (TQM). En los sistemas JIT se controla la calidad desde la fuente, porque los trabajadores actuan como sus propios inspectores de calidad. Es necesario que la gerencia comprenda la enorme responsabilidad que este método implica para los trabajadores y que les imparta la preparación apropiada. Lotes de tamaño pequeño En lugar de acumular un “colchón” de inventario, los usuarios de sistemas JIT seleccionan el tamaño de lote mas pequeño posible para sus inventarios. Los lotes de tamaño pequeño tienen tres ventajas: • • • Reducen el inventario del ciclo, es decir, el inventario excedente en relación con el inventario de seguridad que se maneja entre un pedido y otro. El inventario del ciclo promedio es igual a la mitad del tamaño del lote. Es decir, que a medida que el tamaño del lote se vuelve más pequeño, lo mismo sucede con el inventario del ciclo. Al reducir el inventario del ciclo, también se reducen el tiempo y el espacio destinados a la elaboración de y el manejo de dicho inventario. En la siguiente figura se puede apreciar el efecto que se produce en el inventario del ciclo cuando el tamaño del lote disminuye, de 100 a 50, con una demanda uniforme de 10 unidades por hora. Efectivamente, el inventario del ciclo se ha reducido a la mitad. Ayudan a reducir los tiempos de entrega. La disminución de los tiempos de entrega se reduce, a su vez, el inventario en transito, porque el tiempo total de procesamiento en cada estación de trabajo es mayor cuando los lotes son grandes que cuando son pequeños. Además, es frecuente que los lotes grandes tengan que esperar más tiempo para ser procesados en la siguiente estación de trabajo, mientras esta finaliza sus operaciones con otro lote grande. Asimismo si se descubren elementos defectuosos, los lotes grandes ocasionan retrasos más prolongados porque todo el lote tendrá que ser inspeccionado para localizar los elementos que requieren rectificación. Ayudan a mantener una carga de trabajo uniforme sobre las operaciones del sistema. Los lotes grandes consumen una gran proporción del tiempo de procesamiento en las estaciones de trabajo y, por lo tanto, complican la programación. Los lotes pequeños pueden intercambiarse con mayor eficacia, lo cual, a su vez, permite que los programadores utilicen más eficazmente la capacidad disponible. También, las estaciones de trabajo tienen la posibilidad de acomodar la producción de modelos mixtos, al reducir los tiempos de la fila de espera para la producción. Aun cuando los lotes de tamaño pequeño son convenientes para las operaciones, tienen la desventaja de que incrementan la frecuencia de los reajustes de preparación. En operaciones donde por lo general los tiempos de preparación son bajos, el uso de lotes pequeños puede ser factible. Sin embargo, en operaciones de fabricación cuyos tiempos de preparación son considerablemente largos, el hecho de incrementar la frecuencia de los ajustes de preparación suele traducirse en pérdidas de tiempo para los empleados y el equipo. En estas operaciones de producción deben reducir los tiempos de preparación, a fin de aprovechar los beneficios de la producción en lotes pequeños. Cargas uniformes en la estación de trabajo El sistema JIT funciona mejor cuando las cargas diarias de cada una de las estaciones de trabajo son relativamente uniformes. Es posible lograr que las cargas sean uniformes si se realiza el ensamble del mismo tipo y número de unidades todos los dias, con lo cual se crea una demanda diaria uniforme en todas las estaciones de trabajo. La planificación de la capacidad (en la cual se reconocen las restricciones de capacidad en las estaciones de trabajo críticas) y el balance de línea son dos métodos que se emplean para desarrollar el programa maestro de producción mensual. Componentes y métodos de trabajo estandarizados La estandarización de componentes, también conocida como uso de partes en común o modularidad, favorece la repetibilidad. Por ejemplo, una empresa que elabora 10 productos a partir de 1000 componentes diferentes podría volver a diseñar dichos productos de manera que estuvieran constituidos por sólo 100 componentes diferentes, aunque con mayores requisitos diarios. Puesto que ahora los requisitos por componente se incrementan, lo mismo sucederá con la repetibilidad; es decir, cada trabajador tendrá que realizar todos los días , con mayor frecuencia que antes, una tarea o un método de trabajo estandarizado. La productividad tiende a aumentar porque, en virtud del mayor número de repeticiones, los trabajadores aprenden a llevar a cabo esa tarea con más eficiencia. La estandarización de los componentes y los métodos de trabajo ayudan a la gerencia a alcanzar los objetivos del sistema JIT, en lo referente a la alta productividad y los inventarios bajos. Vínculos estrechos con los proveedores En virtud de que los sistemas JIT operan con niveles de inventario muy bajos, es necesario mantener relaciones estrechas con los proveedores. Los embarques de inventario deben ser frecuentes, con tiempos de entrega cortos, puntualidad en la entrega y alta calidad. Por medio de un contrato es posible requerir que el proveedor entregue los bienes en la fábrica, con una frecuencia tan grande como de varias veces al día. Los gerentes de compras centran su atención en tres áreas: • Reducir el número de proveedores: este enfoque ejerce mucha presión sobre los proveedores, pues los obliga a entregar puntualmente componentes de alta calidad. En compensación, las empresas que practican el JIT amplían sus contratos con esos proveedores y les proporcionan información fidedigna sobre sus pedidos futuros, con la debida anticipación. Además, permiten que sus proveedores participen en las fases iniciales del diseño de productos, para no tener problemas cuando la producción ya este en plena marcha. Además, trabajan con los vendedores de sus proveedores para tratar de establecer flujos de inventarios JIT en todos los puntos de la cadena de suministro. • • Contar con proveedores locales: la proximidad geográfica significa que puede reducirse la necesidad de que la compañía tenga inventarios de seguridad. Las empresas que no cuentan con proveedores en sus cercanías tienen que depender de un sistema de entrega de proveedores cuidadosamente ajustado. Mejorar sus relaciones con los proveedores: la filosofía JIT consiste en buscar la forma de mejorar la eficiencia y reducir los inventarios a lo largo de toda la cadena de suministro. La estrecha colaboración entre las compañías y sus proveedores suele ser una situación en la que todos ganan. Por ejemplo, una mejor comunicación acerca de los requisitos de componentes permite alcanzar una mayor eficiencia en la planificación del inventario y en la programación de la entrega de mercancías por los proveedores, con lo cual éstos incrementan sus márgenes de ganancia. A su vez, los clientes tienen la posibilidad de negociar precios más bajos para los componentes. Además, los proveedores pueden tomar parte en el diseño de nuevos productos, para que así se eviten las deficiencias en el diseño de componentes antes de que la producción se ponga en marcha. No es posible establecer y mantener relaciones estrechas con los proveedores si las compañías consideran a estos como adversarios cada vez que negocian un contrato. En lugar de eso, deberían comprender que los proveedores son sus socios en un negocio y que, en virtud de éste, a ambas partes les interesa mantener una relación lucrativa a largo plazo. Fuerza de trabajo flexible Los miembros de las fuerzas de trabajo flexible pueden recibir capacitación para desempeñar varias funciones. Cuando la mayoría de las tareas requiere niveles de habilidad bajos, con poco entrenamiento es posible alcanzar un alto grado de flexibilidad en la fuerza de trabajo. En situaciones en las que son necesarios niveles de habilidad más altos, la transferencia de los trabajadores a otros puestos suele requerir una capacitación extensiva y costosa. Por lo general, la flexibilidad es sumamente benéfica: los empleados pueden ser transferidos de una a otra estación de trabajo para ayudar a aliviar los cuellos de botella en cuanto éstos se presentan, sin tener que recurrir a “colchones” de inventario (éste en un aspecto importante del flujo uniforme de los sistemas JIT). O bien, pueden realizar el trabajo de sus compañeros que están enfermos o de vacaciones. Si bien es cierto que al asignar trabajadores a tareas que no realizan habitualmente disminuye la eficiencia, cierto grado de rotación alivia el aburrimiento y reanima a los trabajadores. Estrategia de flujo de línea Con una estrategia de flujo de línea es posible reducir la frecuencia de las operaciones de preparación. Cuando los volúmenes de determinados productos son suficientemente grandes, diversos grupos de máquinas y trabajadores pueden organizarse de acuerdo con un plan de distribución por productos, a fin de suprimir de forma radical algunas operaciones de preparación. Si el volumen no es suficiente para mantener activa una línea de productos similares entre sí, se puede aplicar la tecnología de grupo para diseñar pequeñas líneas de producción que fabriquen, en volumen, varias familias de componentes que posean algunos atributos en común. De esta manera, serán mínimos los cambios necesarios para pasar de un componente de una familia de productos al siguiente componente de la misma familia. Otra táctica que se usa para reducir o eliminar las operaciones de preparación es el enfoque de un trabajador, múltiples máquinas, que es esencialmente una línea de una sola persona. Un trabajador opera varias máquinas, cada una de las cuales realiza el proceso, avanzando paso a paso. Puesto que el mismo producto se elabora en forma repetida, las operaciones de preparación se eliminan. Producción automatizada La automatización desempeña un papel importante en los sistemas JIT y es la clave para la producción de bajo costo. Sakichi Toyoda, dijo en una ocasión: “siempre que tenga dinero, inviértalo en maquinaria.” El dinero liberado gracias a las reducciones de inventario que el sistema JIT permite, puede invertirse en sistemas de automatización para abatir los costos. Por supuesto, los beneficios consisten en mayores ganancias, mayor participación de mercado (porque la empresa reduce sus precios) o ambas cosas. Sin embargo, la automatización deberá planearse con mucho cuidado. Muchos gerentes creen que si un poco de automatización es bueno, una cantidad mayor será mejor. Sin embargo, no siempre ocurre así, finalmente los humanos son capaces de hacer algunos trabajos mejor que los robots. Mantenimiento preventivo Por el hecho de que el JIT pone mayor atención a los flujos de materiales cuidadosamente ajustados y a la presencia de muy pocos inventarios de “colchón” entre las estaciones de trabajo, cualquier tiempo ocioso de las máquinas que no haya sido planeado suele ser muy perturbador. Con mantenimiento preventivo es posible reducir la frecuencia y duración del tiempo ocioso de las máquinas. Después de haber realizado las actividades habituales de mantenimiento, el técnico tiene la posibilidad de efectuar pruebas en otras partes de la maquinaria que, a su juicio, pudiera ser necesario sustituir. Si los reemplazos se llevan a cabo en los periodos de mantenimiento regularmente programados, la operación de recambio resulta más sencilla y rápida que cuando se intenta reparar las averías en una máquina que se encuentra en plena producción. Dicho mantenimiento se realiza de acuerdo con un programa, en el cual se ha establecido un punto de equilibrio entre el costo del programa de mantenimiento preventivo y todos los riesgos y costos que implicaría el hecho de que una máquina pudiera fallar. Otra táctica consiste en hacer que los trabajadores sean responsables del mantenimiento habitual de sus respectivos equipos e inculcar en ellos el orgullo de tener siempre sus máquinas en óptimas condiciones. Sin embargo, esta táctica suele limitarse a las tareas de limpieza en general, lubricación superficial y ajustes menores. Para el debido mantenimiento de máquinas de alta tecnología se requieren especialistas capacitados. Sin embargo, la correcta realización de operaciones de mantenimiento, aunque sean muy sencillas, permite avanzar considerablemente hacia la meta de mejorar el rendimiento de las máquinas. IMPLEMENTACIÓN La implementación del JIT comprende seis fases: organización, educación, evaluación, planeación, ejecución y revisión. Un requisito previo para alcanzar el éxito es el compromiso a largo plazo de la alta gerencia. Los empleados resienten rápidamente cuando la administración esta medio convencida o no convencida del todo de los beneficios finales, y fácilmente dejará morir JIT. Organización Se debe formar un amplio comité de organización con representación por parte de compras, ingeniería de diseño y de producción, administración de producción, control de producción, ingeniería industrial, control de calidad, mantenimiento y operaciones. El líder del grupo debe ser el campeón del cambio y ha de comprender los requerimientos, y tener, de preferencia, cierta experiencia para efectuar el cambio. Asimismo, los integrantes deben experimentar cierto descontento con respecto al presente y expresar ese descontento y apoyar el cambio de un modo constructivo. Además, con frecuencia, incluir a alguien con destreza casi siempre ajeno a la empresa, ayuda a dar una estructura más amplia de referencia y compensar aquellos puntos ciegos que se desarrollan naturalmente en la mayor parte de las empresas debido a las formas de operación aceptadas desde hace mucho tiempo. Educación El desarrollo de conocimiento, comprensión, confianza y fe a través de la organización se inicia en la fase de organización y se solidifica en la fase de educación. Aunque en un modo de operación JIT, la educación es continua, es más intensa y crucial al principio. Debe iniciarse en la alta gerencia y abarcar, virtualmente, a todos los integrantes de la organización. La organización completa debe comprender y apreciar JIT para lograr todos sus beneficios. Nada funcionará en la planta a menos que los trabajadores estén convencidos de sus beneficios: y no llegarán a la planta si el personal de planta y los administradores de nivel medio no apoyan este método. Primero, la educación debe cubrir los objetivos y la filosofía básicos de JIT y su importancia para todos los empleados (su sustento y desarrollo). Se debe hacer hincapié en que JIT no es un programa de “microondas”: los beneficios no llegan de la noche a la mañana. Se necesita paciencia. Es una evolución, no una revolución, y no todos los cambios serán exitosos. La educación también debe abarcar conceptos básicos referentes a áreas tales como la importancia del cliente, la calidad, el costo del inventario, el tiempo guía y la productividad. Después del programa inicial de educación resultan apropiados programas específicos y enfocados a la educación y a la capacitación referente a temas como reducción de las preparaciones, trabajo con los proveedores, control estadístico del proceso y tecnología de grupos. Evaluación y valoración Debido a que las organizaciones tienen ambientes diferentes y están en etapas distintas en el desarrollo de sus actividades de producción, cada una debe formular una valoración de sus ambientes, decidir sus objetivos estratégicos relativos al JIT y evaluar su estado actual relacionado con los objetivos principales de la operación de JIT. La valoración del estado actual es un requisito previo para decidir la prioridad de las actividades de mejoramiento propuestos. Ken McGuire (1984) recomienda que tres equipos realicen evaluaciones independientes. Entonces la conciliación de estas evaluaciones proporcionará una evaluación final que sirva como base para seleccionar las actividades iniciales de JIT. La siguiente figura es una adaptación de la gráfica que McGuire propone para clasificar y jerarquizar las áreas por mejorar. Valora cada área sobre la base de su importancia relativa para el éxito de la empresa, la efectividad actual de operación del área, los recursos requeridos para grandes mejoras y el tiempo necesario para completar la mejoría. Este método de evaluación es similar al que suele usarse para establecer la prioridad de los proyectos de mejoramiento en los sistemas de información. Es obvio que se atacará primero un área básica para el éxito de la empresa, cuyo desempeño actual es inadecuado, y que se puede mejorar con una pequeña inversión y en un tiempo relativamente corto. Aunque podría parecer que existen pocas oportunidades semejantes, por lo general, existen al menos unas cuantas en que se pueden hacer mejoras sustanciales y visibles. Con frecuencia, la ayuda externa es muy valiosa pues proporciona un determinado punto de vista y la objetividad a fin de obtener consenso con respecto del estatus actual y de la prioridad de las diferentes acciones potenciales. El objetivo consiste en empezar, con bajos riesgos, actividades de alto rendimiento, aquellas que tienen una elevada probabilidad de éxito. Planeación El plan empieza por obtener el compromiso por parte de la alta gerencia y a continuación se sigue de cerca por programas educativos introductorios dirigidos a toda la fuerza de trabajo. Es posible que para diferentes grupos sean adecuados programas distintos. Tanto la evaluación como la valoración proporcionan la base para desarrollar el plan de actividades iniciales de mejoramiento. Se puede generar una fuerte situación para reforzar el mejoramiento de la calidad al inicio de un programa de JIT (Hall, 1983). El análisis de la calidad requiere un estudio de los requerimientos de los clientes. La calidad mejorada reduce inherentemente los requerimientos de inventario, reduce el problema de programación y mejora la capacidad del personal y del equipo. En ese sentido, la buena limpieza y un aspecto de orden y buen gobierno en el lugar de trabajo debería considerarse como un requisito previo y, en caso necesario, las mejoras se deben iniciar con cierta precipitación. La mayoría de las personas responde a las mediciones de desempeño: los estudiantes quieren conocer los temas que abarcará el examen, y el personal de producción actúa para lograr buenas marcas en las mediciones de su desempeño. Es fundamental sustituir oportunamente las medidas de desempeño inapropiadas. Por ejemplo, si el desempeño de un administrador sólo se mide por el volumen de la producción en lugar de hacerlo por la terminación de productos (pedidos) correctos, en el tiempo preciso, se presionará al administrador para que tome con seriedad el JIT. Aquellos jefes y trabajadores de departamentos que durante años han sido estimulados para que utilicen el equipo al máximo y tengan un alto volumen de producción y cuyo desempeño se evalúa sobre esa base, seguirán produciendo partes innecesarias en los centros de trabajo que no son cuello de botella, a menos que su desempeño se mida en términos de procesos mejorados, tiempos de preparación reducidos, producción en procesos reducida, tiempos de obtención reducidos, calidad mejorada y mejoramiento en el porcentaje de entregas correctas de acuerdo con el programa. EJEMPLOS Debido a que, por lo general, los principales beneficios de JIT se obtienen a medida que el perfeccionamiento en el flujo del proceso se logra, se describen estos cambios y sus beneficios con detalle, mediante los siguientes ejemplos: I. II. Simulación determinista, un producto, cuatro operaciones. 1. Taller de trabajo 2. Traslape de operaciones 3. Flujo secuencial Simulación estocástica, cinco productos, secuencias de operación variada 1. Taller de trabajo 2. Líneas de flujo dedicado: dos productos 3. Taller de trabajo: preparaciones reducidas y calidad mejorada El primer ejemplo revela los beneficios de traslapar las operaciones. El segundo ejemplo muestra las ventajas de cambiar a un proceso de flujo secuencial y de reducir el tamaño de los lotes, cuando permanece el flujo no secuencial. Simulación determinista, un producto, cuatro operaciones. Con frecuencia, la primera etapa en el paso de un taller de trabajo a un proceso de flujo secuencial es el traslape de operaciones seguido de la aplicación de conceptos de tecnología de grupo y del desarrollo de celdas de fabricación. Este ejemplo ilustra tal movimiento y sus resultados. El proceso tiene cuatro operaciones con la siguiente operación, tiempos de instalación, de cola, de espera y de movimiento. El tamaño del lote es 200 unidades. Operación Tiempo de cola* Tiempo de preparación* (S) Tiempo de operación/pieza* (O) Tiempo de espera* (W) Tiempo de traslado* (M) (Q) 1 480 90 4.5 240 15 2 480 60 5.0 240 15 3 480 75 5.5 240 15 4 480 90 6.0 240 - 1920 315 21.0 960 45 * todos los tiempos están en minutos Fuente: Fogarty, 1998 Una medida tradicional de la eficiencia de producción (ME) se calcula dividiendo el tiempo total de preparación y el tiempo de operación entre el tiempo de obtención total de la manufactura (MLT). Así, para este ejemplo: Tiempo total de preparación + tiempo total de operación = 315 + (200 x 21) = 4515 minutos MLT = ∑Q + ∑S + (N x ∑O) + ∑W + ∑M MLT = 1920 + 315 + ( 200 x 21) + 960 + 45 = 7440 minutos ME = 4515 = 0.607 o 60.7% 7440 Esto parece ser un desempeño bastante bueno y no es de sorprender debido a que los tiempos de cola y de espera son relativamente bajos para un taller de trabajo tradicional. No obstante, el 60% es confuso porque 199 partes están en cola o esperando, mientras cada parte se esta procesando, y todo este tiempo se cuenta como tiempo de procesamiento. Se requiere un mejor método de medición. Eficiencia de valor agregado. Una medida más exacta de la eficiencia de producción se obtiene dividiendo el tiempo de procesamiento, el único tiempo en que se agrega un valor, entre el tiempo de obtención total de manufactura de la parte. Se eligió designar esta medida como la eficiencia de valor añadido (VAE). En este ejemplo, VAE = O 21 minutos = MLT = 0.0028 o 0.28% 7440 minutos Este resultado no es muy impresionante, pero es una medida exacta del porcentaje de tiempo de cada parte que se está procesando, esto es, que esta aumentando su valor. Traslape de operaciones. el traslape de operaciones puede incrementar sustancialmente el VAE. Por ejemplo, reducir los tiempos de cola a 30 minutos cada uno y los tiempos de espera a 15 minutos cada vez, y al llevar a cabo las preparaciones antes de la operación, como se muestra en la siguiente figura, se obtiene la siguiente transferencia de tamaño de lotes para la operación 1. Q x O1 Q1 ≥ y Q2 = Q - Q1 O1 + O2 200 x 4.5 = 94.7 o 95 Q1 ≥ 4.5 + 5.0 Q2 = 200 – 95 = 105 El tamaño del lote de transferencia para las otras operaciones se calcula de la misma manera. El análisis que se muestra en la siguiente figura revela que el tiempo de obtención de manufacturas se redujo a 2680.5 minutos mediante el procesamiento del segundo lote (Q2) transferido para cada una de las tres primeras operaciones, mientras que el primer lote (Q1) se procesa en la siguiente operación. Esto da como resultado el siguiente VAE mejorado: VAE = 21 minutos = 0.0078 o 0.78% 2680.5 minutos Esto es casi tres veces el primer valor de 0.28%, lo cual representa una mejoría sustancial, pero aún no lo suficientemente buena. Si se procede después con el traslape de operaciones y se divide el lote en 20 lotes de transferencia de 10 unidades cada uno, se obtienen los datos para el análisis de la siguiente figura. Cabe señalar que cada lote de transferencia llega a la siguiente operación antes de que se termine el lote anterior. El VAE se calcula como: VAE = 21 minutos = 0.0015 o 1.5% 1395 minutos Esto es aproximadamente el doble del desempeño anterior, una mejora notable. Pero todavía hay suficiente especio, 95.5% de más posibilidades de mejoramiento. Celdas de manufactura. Tanto la tecnología de grupo como las celdas de manufactura pueden mejorar el VAE al identificar las partes con procesos similares y al ubicar al personal y al equipo dedicados a la producción de estos artículos en un mismo lugar. Las celdas de manufactura pueden reducir los tiempos de preparación y el tamaño de los lotes al utilizar preparaciones comunes. La proximidad del equipo reduce el manejo de materiales y las partes terminadas en una operación están disponibles de inmediato, en muchos casos, para el proceso siguiente. Ahora, examinaremos una celda de manufactura con un lote de transferencia de 1 unidad, en la que el material llega cada hora en contenedores estándar que contienen 10 unidades, sin que haya movimiento entre operaciones, y en la que se mueven 10 unidades terminadas cada hora desde la operación final hasta artículos terminados. Además, se rediseño el proceso de modo que, ahora, el menor tiempo de operación es de 5.0 minutos, el más largo de 5.5 minutos, y se permiten 6 minutos para cada operación. El tiempo total de procesamiento es todavía de 21.0 minutos. En la siguiente figura se describe esta situación. Esta figura, basada en los tiempos promedio de cola y espera, da un tiempo de obtención de manufactura de 84 minutos. Esto da como resultado un VAE de 21 ÷ 84 = 0.25 o 25%. Este desempeño es aproximadamente cien veces mejor que en el desempeño del taller de trabajo, con el que empezamos, y casi 17 veces mejor que el desempeño de la mejor operación de traslape. Ahora bien, el mejoramiento en las situaciones reales depende de la eficiencia actual, la naturaleza del producto y del proceso, y de las habilidades y creatividad de quienes realizan las mejoras. Simulación estocástica, cinco productos, secuencias de operación variada En el ejemplo 1, a propósito se simplificó demasiado la situación por razones de claridad. Ahora se utiliza la simulación estocástica para examinar un ejemplo más realista que tiene más de un producto, diferentes rutas, desperdicios y fallas del equipo. Este ejemplo ilustra las ventajas de cambiar a un proceso de flujo secuencial y de reducir el tamaño de los lotes en donde permanece el flujo no secuencial. Imagine un taller que tiene cuatro departamentos, cada uno con cuatro máquinas. El taller produce cinco tipos de partes. A continuación se presentan la trayectoria de las partes, el tiempo de producción y los datos de la demanda: Parte Demanda Diaria Ruta Tiempos del proceso 1 400 A-B-C-D 4.5, 5, 5.5, 6 2 200 B-D-A-C 4.5, 5, 5.5, 6 3 80 C-A-D-B 4.5. 5, 5.5, 6 4 80 D-C-B-A 4.5, 5, 5.5, 6 5 40 C-A-B-D 4.5, 5, 5.5, 6 Así, la Parte 1 se inicia en la Estación A, donde se necesitan 4.5 minutos de producción por parte; entonces continúa a la Estación B, donde requiere 5 minutos por parte; a continuación pasa a la Estación C, por 5.5 minutos por parte; y por último, a la Estación D por 6 minutos por parte. La Parte 2 se manda primero en la Estación B, después pasa a la Estación. D, y así sucesivamente. Además, suponga que la Estación A utiliza 90 minutos para cambiar de una parte a otra; la Estación B requiere 60 minutos; la Estación C, 75 minutos, y la Estación D 90 minutos. La demanda diaria promedio para cada parte se muestra arriba. Cada parte se hace en lotes de 100 unidades cada uno. En promedio, al taller sale un lote de 100 unidades cada 3 horas. El proceso de expedir lotes individuales al taller se puede configurar como un proceso de llegada de Poisson (es decir, el tiempo entre expedición de lotes sigue una distribución exponencial negativa con una media de tiempo entre llegadas de 3 horas). Cada una de las cinco partes está sujeta a desperdicios. Hay una estación de inspección inmediatamente después de la operación final para cada parte. Existe un 4% de posibilidad de que cualquier lote se desperdicie. Cuando un lote se desperdicia, se inicia un lote de refacción en la primera operación para esa parte. Cada una de las 16 máquinas está sujeta a descomposturas eventuales; cada máquina está disponible el 95% del tiempo. El tiempo medio para reparar una máquina oscila de 50 minutos para el Centro de Trabajo D a 400 minutos para el Centro de Trabajo A. En todos los casos, el tiempo medio de falla es 19 veces mayor que el tiempo medio para repararla. Las siguientes 2 figuras (Fig 1 y Fig 2) muestran impresiones de la simulación del taller. Como se explicó en el ejemplo 1, una medida tradicional de la eficiencia de producción (ME) se calcula dividiendo el tiempo total de preparación y el tiempo de operación entre el tiempo de obtención total de manufactura (MLT). El tiempo total de preparación y el tiempo de operación para un lote de 100 es: Tiempo de preparación + Tiempo de operación = 315 + (100 x 21) = 2,415 minutos El MLT para un lote de 100 se encontró simulando el taller que utiliza GEMS. Se encontró que el tiempo guía promedio de obtención de la producción es, aproximadamente, 3,233 minutos. (En la Fig 1, bajo el rubro "estadísticas de tiempo y costos de red asociados", se encuentra un renglón marcado como "inventario" y la calidad denominada "media". Esta cantidad representa el tiempo promedio desde la emisión hasta el inventario, que es el tiempo de obtención de manufactura. También se presentan la desviación estándar del tiempo de obtención de manufactura, el tiempo mínimo y máximo.) Así, ME = 2415 minutos = 0.747 o 74.7% 3233 minutos Esto parece ser un desempeño bastante bueno y es de sorprender, porque los tiempos de cola y de espera son relativamente bajos para un taller de trabajo tradicional. En efecto, una revisión minuciosa de la Fig. 1 revela que sólo se invierten 557 minutos en esperar en la cola. (En la sección titulada "estadística de las colas de la caja" se informan los resultados para cinco colas. Cuatro de las colas se designan como "Centro de Trabajo A", "Centro de Trabajo B", etcétera. Dentro de las estadísticas reportadas respecto a cada cola hay una fila denominada "tiempo de espera". En la columna marcada "media" está el tiempo promedio de espera para un lote de 100 partes. El tiempo promedio de espera en el Centro de Trabajo A es aproximadamente 121 minutos; en el Centro de Trabajo B, es aproximadamente de 114 minutos; en el Centro de Trabajo C, es aproximadamente de 150 minutos; en el Centro de Trabajo D, es aproximadamente de 172 minutos. Si se suman éstos, se obtiene un tiempo promedio en cola de 557 minutos. Asimismo, cada lote utiliza 192 minutos mientras se traslada y espera ser trasladado. (La cola titulada "manejo de material™ informa un tiempo promedio de espera de 18 minutos. El promedio para el traslado real es de 30 minutos. El total de 48 minutos por movimiento, por cuatro movimientos, da 192 minutos de tiempo de movimiento.) Hay una premisa que dice que un trabajo procesado en un taller de trabajo tradicional utiliza el 90% de su tiempo en esperar en cola. Para este trabajo, utilizar 74.7 % del tiempo en que realmente se está trabajando es excepcional. No obstante, decir el 74.7% del tiempo es engañoso porque 99% de las partes están en cola o en espera mientras se procesa cada parte y todo este tiempo se contabiliza como tiempo de procesamiento. Como se indicó antes, una medida más exacta de la eficiencia de producción es el valor de la eficiencia agregada (VAE), que se obtiene dividiendo el tiempo de proceso, es decir, el único tiempo en el que se agrega valor, entre el tiempo de obtención total de manufactura. En el ejemplo, VAE = O 21 minutos = MLT = 0.0065 o 0.65% 3233 minutos Este resultado no es muy impresionante, pero es una medida exacta del porcentaje de tiempo en que se procesa cada parte; esto es, del tiempo en que incrementa su valor. Se revela un segundo problema si se estudia la desviación estándar del tiempo de obtención de manufactura junto con los tiempos mínimo y máximo de obtención. Hay que señalar que hay una variación muy elevada en el tiempo de obtención, incluyendo un máximo de más de 12,000 minutos. (Estos datos se recopilaron midiendo el tiempo a partir de la emisión hasta que se terminó el lote o su refacción. Durante 30 simulaciones de 90 días cada una, se emitieron más de 19,000 lotes. De éstos, se rechazaron casi el 4% o 760 lotes. De los 760 lotes sustitutos, también se rechazó casi el 4%. De este modo, aproximadamente 30 lotes se rechazaron dos veces. De estos 30, se rechazó el 4% dando así un promedio de 1 lote rechazado tres veces. El máximo de 12,000 minutos que, de acuerdo a la Fig. 2, sólo se presenta en un lote, es congruente con el tiempo de obtención promedio de 3,200 minutos por 4 lotes necesarios para, finalmente, tener un lote aceptado.) Aunque el número de lotes con tiempos de obtención excepcionalmente largos es demasiado pequeño con respecto del total, para el cliente individual cuyo lote está irregularmente retrasado, este retraso puede ser un grave problema. Cada lote que se retrasa representa una considerable cantidad de tiempo perdido de un cliente potencial. De este modo, el método tradicional de taller de trabajo padece del hecho de que los tiempos de obtención son tanto largos como variables. Ponga especial atención en la columna de CONTABILIDAD a la derecha de la Fig. 2. La distribución de los tiempos de obtención está desviada hacia la derecha; esto es, tiene un número de observaciones hacia la derecha de la media que están muy alejadas de la misma, en tanto que no se presentan eventos comparables a la izquierda de la media. El hecho de que existan desviaciones a la derecha en la distribución de los tiempos de obtención de la producción sugiere que unos cuantos trabajos estarán realmente retrasados. Y lo que es más, para la mayoría del tiempo de obtención, más del 99% en este caso, la pieza individual simplemente está esperando ser trabajada. Proceso de flujo (secuencial) con líneas dedicadas. Ahora tomemos el método JIT para esta situación. Hay que recordar la descripción del problema en el que hay cuatro máquinas en cada uno de los cuatro centros de trabajo, y que la Parte 1 es responsable del 50% de la demanda, y la Parte 2 es responsable del 25% de la demanda. Una solución de acuerdo con JIT sería retirar des máquinas de cada centro de trabajo e instalar dos líneas paralelas dedicadas a la producción de la Parte 1. JIT cambiaría una máquina más de cada centro de trabajo a una tercera línea dedicada a fabricar la Parte 2. Las cuatro máquinas restantes producirían las tres partes restantes en una forma de taller de trabajo El método JIT resuelve inmediatamente el problema de lotes de tamaño muy grande, para las Partes 1 y 2. No se requieren preparaciones puesto que ambas partes se fabrican en forma continua. El tiempo de obtención de manufactura se minimiza debido a que cada parte se pasa a la siguiente estación tan pronto como se termina. En la siguiente figura se pueden ver los informes que resultan de las tres líneas dedicadas. Conviene notar que el tiempo de obtención para las Líneas 1 y 2 es, en promedio, de 62 minutos; y que el tiempo de obtención para la Línea 3 es, en promedio, de 107 minutos. VAE para las Líneas 1 y 2, es por lo tanto: VAE1 = 21 minutos = 0.339 o 33.9% 62 minutos VAE para la Línea 3 es 21 minutos VAE3 = 107 minutos = 0.196 o 19.6% El VAE para las Líneas 1 y 2 es más de 50 veces el primer valor de 0.65%. El VAE para la Línea 3 es alrededor de 30 veces el antiguo valor. (Quizá el estudiante observador se pregunte por qué la Línea 3 no tiene el mismo tiempo de obtención de manufactura que las Líneas 1 y 2 dado que los tiempos de operación son los mismos. La respuesta es que la máquina tipo A tiene el tiempo medio de reparación más largo y, así, es causa de un mayor retraso, en promedio, que las otras máquinas. Para la Parte 1, la máquina A tiene el menor tiempo de procesamiento de las cuatro máquinas. Para la Parte 2, la máquina A tiene el siguiente tiempo al más largo. Así, las partes se retrasan considerablemente más en la máquina del tipo A en la Línea 3 que en las Líneas 1 y 2.) Una pregunta interesante es: ¿Por qué una línea dedicada no alcanza un VAE de 1? Para lograr un VAE de 1, debe trabajarse una parte al 100% del tiempo; esto es, el tiempo de traslado debe ser cero, y no debe haber ningún retraso en una cola. En este modelo, las llegadas de los trabajos a la línea son constantes, una cada 7.2 minutos. Si los tiempos de trabajo en máquina fueran constantes y si las máquinas nunca se descompusieran, ni las partes se desperdiciaran, un trabajo nunca esperaría. Pero las máquinas están fuera el 5% del tiempo. Esto ocasiona que las máquinas de flujo ascendente se bloqueen, dado que ninguna cola sólo aceptará cinco trabajos. Asimismo, debido al desperdicio, es posible que una parte de reemplazo y una parte nueva lleguen a la primera estación de la línea casi simultáneamente, lo cual provocaría que una de ellas espere. Por último, los tiempos de trabajo en máquina son variables aleatorias, de modo que, aunque el tiempo promedio de trabajo en máquina ser alrededor de 5.5 minutos o 6 minutos para una estación dada, cualquier tiempo de una sola máquina puede exceder el ciclo de 7.2 minutos. Celda no dedicada con preparación reducida. Ahora veamos lo que haría JIT con las cuatro máquinas y las tres partes restantes. Primero hay que notar que los tiempos de preparación se pueden reducir para algunas máquinas por el solo hecho de que sólo se producirán tras partes en lugar de cinco. Por ejemplo, algunas máquinas tienen un almacén de herramientas que guarda un número fijo de herramientas. Suponga que este almacén mantiene 10 herramientas y que cada una de las cinco partes requiere de tres herramientas distintas. Entonces, de acuerdo con la situación original, es posible que la llegada de una nueva parte necesite que se agregue más de una herramienta al almacén de herramientas, lo cual implica varios minutos de tiempo de preparación. No obstante, con sólo tres partes, las 9 herramientas pueden permanecer en el almacén todo el tiempo, y así se evita el tiempo de instalación. La experiencia de muchas empresas estadounidenses que. han adoptado JIT es que se puede eliminar alrededor del 75 % del tiempo de preparación, sin gastar dinero para modificar el equipo, siguiendo dos pasos. El primero consiste en separar las actividades entre tiempo de actividades internas y tiempo de actividades externas, efectuando las preparaciones de actividades externas, mientras la máquina está produciendo. El segundo paso es realizar un método de análisis de mejoramiento en la preparación y desarrollar una metodología estándar de preparación. (Mediante los estándares tradicionales, el tiempo de preparación no representa suficiente tiempo total para establecer el análisis de mejoramiento de métodos, por lo que nunca se ha estudiado la mayoría de las preparaciones cuando una empresa empieza a implantar JIT.) Suponemos cada una de las cuatro preparaciones se reduce con rapidez en un 90% y, como consecuencia, el tamaño de lote para los tres trabajos que se siguen produciendo en lotes ahora es de 10. El resultado de esta simulación se presenta es la siguiente figura. Hay que señalar que el tiempo de obtención promedio de manufactura ahora es aproximadamente de 1,183 minutos, y VAE = 21 minutos = 0.0178 o 1.78% 1183 minutos Aunque este resultado es casi tres veces mayor que el valor original, de alguna manera es engañoso, sobre todo especialmente cuando se considera que el tiempo de preparación se redujo en 90% y que el tamaño de lote también se redujo en 90%. Este resultado enfatiza el valor que tiene lograr que el tamaño de lote se reduzca a 1 (al menos el lote de transferencia, es decir, el número de partes necesario para construir en una estación antes de que ¡as partes se transfieran a la siguiente). En la figura anterior se nota que el tiempo de obtención máximo de manufactura es casi cinco veces mayor que el tiempo promedio, resaltando el hecho de que el tiempo de obtención máximo está influido fuertemente por el porcentaje de desperdicio. (Conviene recordar que el tiempo de obtención máximo normalmente se presenta en una orden que tiene un lote rechazado, el lote de reemplazo rechazado, etcétera.) Celda no dedicada con calidad mejorada y preparación reducida. En la figura anterior se destaca el efecto sobre el tiempo de obtención de manufactura de pasar de cinco a tres partes, mediante un método de taller de trabajo o de flujo no secuencial. En esa figura se considera que pasar a JIT no tiene efecto sobre la calidad del producto. Consideremos el efecto que JIT tiene sobre la frecuencia con que se producen las partes. Las Partes 3 y 4 tienen una demanda de 80 unidades cada una por día. La Parle 5 tiene una demanda de 40 unidades. Cuando estas partes se fabrican en lotes de 100, la parte se envía al taller alrededor de cada uno o dos días. Cuando hay cuatro máquinas en cada centro de trabajo, cualquier operador de máquina ve una parte una vez cada cuatro a ocho días en promedio, Cuando un trabajador procesa una parte sólo una vez a la semana, es necesario un proceso de aprendizaje para volver a estar en forma en la producción de esta parte. Es casi seguro que este proceso de aprendizaje influya en el porcentaje de desperdicio. Cuando el tamaño del lote se reduce a 10, las tres partes se fabrican todos los días. Además, cuando sólo una máquina se encuentra en cada centro de trabajo, cada obrero fabrica cada parte todos los días. No es necesario un aprendizaje de cómo hacer algo que se hace a diario por largos periodos. Así, el solo efecto del aprendizaje reducirá los desperdicios. El uso de troqueles de altura estándar y espigas localizadoras para eliminar ajustes también mejora la calidad. Cuando varían las alturas de los troqueles, hay que adivinar cómo instalar la prensa para que libere la presión máxima en el punto deseado. Cuando no se cuenta con pernos local¡zadores, también hay que suponer la posición correcta del troquel sobre el lecho de la prensa. El procedimiento usual es utilizar la prueba y el error, esperando que en el proceso de ajuste se fabriquen varias partes defectuosas. Una vez que se logra hacer una parte buena, se inicia la fabricación en serio. Así, la ventaja del método JIT es que además de ahorrar el tiempo de preparación, se elimina un considerable desperdicio, casi de inmediato. Examinemos el efecto de reducir desperdicios del 4 al 2%, como se muestra en la siguiente figura. Hay que señalar que tanto el tiempo de obtención máximo como el tiempo de obtención promedio se redujeron en un 25%. El tiempo de obtención máximo se reduce debido a que la posibilidad de que un trabajo sea rechazado dos o tres veces en una fila se reduce sustancialmente. (La probabilidad de ser rechazado dos veces se reduce de 0.16% para 4% de rechazos a 0.04% para 2% de rechazos. La probabilidad de ser rechazado tres veces se reduce de 0.00064 para una tasa de 4% a 0.00008% para una tasa de 2%.) El promedio es influido, en gran parte, por valores extremadamente grandes. Al reducir el número de trabajos que pasan a través del taller dos o tres veces se reduce significativamente la media. Otro factor que reduce la media es el hecho de que un porcentaje menor de rechazos también origina menores colas y, por consiguiente, tiempos de espera ligeramente menores a través de toda la instalación. En este sentido, el efecto neto de cambiar a un taller de trabajo de una máquina por estación que maneje tres trabajos con un porcentaje de desperdicios de 2% es el siguiente: VAE = 21 minutos = 0.027 o 2.7% 775 minutos Este VAE es aproximadamente cuatro veces el 0,65% original. Al calcular un promedio pesado para las Líneas 1 a 3 y el taller de trabajo se obtiene VAE= (0.5)(33.9%) + (0.25)(19.6%) + (0.25)(2.7%) = 22.5% Efecto sobre el tiempo de obtención. Otra forma de expresar el beneficio obtenido por cambiar a JIT es la reducción en el tiempo de obtención, En el modelo original, el tiempo de obtención de manufactura fue 3,323 minutos o sea 55 horas. En el modelo corregido, el tiempo de obtención para la parte más solicitada es alrededor de 12.9 horas. Puede haber una mayor ventaja competitiva al prometer la entrega de una parte en una o dos horas, o cuando mucho en un día, en lugar de hacerlo en tres días. Ahora bien, el valor del inventario de producción en proceso es muy reducido en el ejemplo de justo a tiempo. Tomemos la figura 1, es decir, el modelo original. Examine el renglón titulado "longitud de la cola". Para el Centro de Trabajo A, éste tiene un valor de 0.615. Este valor es un valor pesado en el tiempo durante toda la simulación. La forma más simple de que este valor se pueda incrementar hasta el 61.5 % del tiempo es un lote que esté esperando ser procesado, y 38.5% del tiempo no lo esté. Existen también situaciones más complejas con las que se obtiene el mismo resultado. A cualquier nivel, como cada lote representa 100 partes, en promedio hay 61.5 partes esperando ser procesadas, en la Estación de Trabajo A. Por consiguiente, hay un promedio de 2,848 operadores ocupados en la Estación de Trabajo A. Cada operador ocupado representa otras 100 piezas. Para cada una de las cuatro estaciones, existe un valor positivo de la longitud de la cola y de los trabajadores ocupados. Para determinar la producción total en proceso, se debe sumar la longitud de la cola y los trabajadores ocupados para cada uno de los cuatro centros de trabajo y para el material que se está manejando. Estas diez cantidades se suman a los 15.76 lotes o 1,576 partes que esperan ser procesadas o movidas en algún tiempo dado. En comparación, el modelo JIT da como resultado una producción en proceso promedio de 134 piezas, una reducción del 91.5% de la producción en proceso. Cabe la pregunta ¿es nuestro ejemplo de JIT realista? La planta de Hewett-Packard, ubicada en Cupertino, California, realmente logró una reducción del 94% en el inventario de producción en proceso cuando implantó JIT (como lo han logrado otros). Aunque un taller real procesa cientos o miles de partes en lugar de cinco, nuestro ejemplo no es irreal. Normalmente, el 5 % de las partes responde por un 60% del volumen del producto. Así, la mayoría de las plantas pueden mover un volumen de partes un poco mayor en líneas de flujo secuencia! dedicado. Con mucha frecuencia, para las partes restantes un volumen un poco mayor de partes tiene un contenido de partes y una geometría de partes similares (o sea, todas son cilindros o todas son esferas o todas son láminas que necesitan agujeros perforados, etcétera). Al trasladar todas las partes que tienen similitud tanto en materiales como en configuración, hacia un área dedicada solamente a esa familia, se puede lograr mucho de la eficiencia de una línea dedicada. Ahora bien, existen varias formas de taller intermedias entre la de flujo no secuencial puro, y las de flujo secuencial puro. Por ejemplo, es posible que una familia de partes comparta tres o cuatro operaciones en la misma secuencia. Se puede crear un área para procesar secuencialmente una parte de las operaciones, mientras las operaciones restantes se realizan en forma no secuencial en otra área de la planta. Este arreglo permite el beneficio del flujo secuencial para una parte de la rutina, con lo que se reduce bastante el tiempo de obtención para las partes y, por lo tanto, el WIP promedio. Entonces, en conjunto, este ejemplo es muy realista tanto en términos del tipo de acción que provocaría JIT al cambiar de un taller de proceso no secuencial puro a un taller JIT y en términos de la magnitud de la reducción del WIP, así como en términos de la magnitud de la reducción de WIP y del tiempo de obtención. RESULTADOS Algunas empresas estadounidenses que han aplicado el JIT han informado los siguientes resultados en las plantas de los Estados Unidos: La fábrica Apple Macintosh, con 18 meses dentro de JIT, informa que se redujeron los rechazos del 28% al 1%; las vueltas del inventario fueron el doble del promedio industrial, los requerimientos de espacio se redujeron 35%, la productividad del trabajo se aumento en 60% (Sepehri, 1986). Omark Industries, en el primer año, redujo el inventario 25% ($20 millones), incrementó la productividad 30%, redujo el tamaño de los lotes, disminuyó el tiempo de obtención y mejoró la calidad. Posteriormente, dentro del programa, las materias primas se redujeron 95% y la producción en el proceso en 96%. En el caso de la producción en el proceso, la reducción fue de 100.000 piezas en el taller, en cualquier tiempo dado, a 4.000 piezas, con una meta eventual de 1.000. como consecuencia de esta reducción en la programación y control de los materiales está que los materiales se pueden controlar más energéticamente (Sepehri, 1986). Por su parte, Harley–Davidson informa una reducción de 50% en el inventario, disminución de 50% en el desperdicio y repetición del trabajo, un incremento de 32% en la productividad, un aumento en las vueltas de inventario de 5 a 17, y una disminución de las reclamaciones de garantías a pesar que el periodo de garantía fue prolongado (Sepehri, 1986). La planta de IBM ubicada en Raleigh, Carolina del Norte, que fabrica terminales para la estructura principal de computadoras, aunque no informa resultados numéricos, señala que los costos de producción se redujeron marcadamente, aumentaron las vueltas del inventario, disminuyeron las fallas entre los tiempos medios y se redujo el tiempo de ciclo desde el principio de la producción hasta que el artículo llega a la disposición del cliente (Sepehri, 1986). La aplicabilidad de JIT no se limita a fabricantes de partes discretas ni a las grandes compañías. ChemLink, una pequeña empresa procesadora de petróleo, informa que el inventario se redujo en 21%, las ventas crecieron un 9%, el inventario obsoleto se redujo en 30%, y los costos de transportación bajaron en 8% (Crane, 1989). Hay (1988) estimó el nivel de posible mejoramiento para quien en Occidente ponga en marcha JIT en una reducción del tiempo de obtención de 83 a 92%, de 5 al 50% de reducción de la mano de obra directa. Una baja del 21 al 60% de la mano de obra indirecta, de 26 a 63% en el costo por mala calidad, una disminución de 6 a 45% en los costos de materiales comprados, una reducción de 35 a 73% en materiales comprados, reducción de 70 a 89% en la producción en proceso, reducción de 0 a 90% en el inventario de artículos terminados, de 75 a 94% de reducción en el tiempo de preparación, y reducción de 39 a 80% en los requerimientos de espacio. Bibliografía Krajewski, Lee J., itzman, Larry P. Administración de operaciones Estrategia y análisis. México: Pearsons educación, 2000. Fogarty, Donald, Blackstone, John. Administración de la producción e inventarios. México: Compañía Editorial Continental, 1998. LA TEORÍA DE LAS RESTRICCIONES Y LA MANUFACTURA SINCRONIZADA (Narasinham) A fines de la década de 1970, Eliyahu Goldratt, físico israelí, comenzó a presentar sus ideas sobre la programación de la producción. Desarrolló y registró los derechos de autor de un programa de software de caja negra para computadora, conocido como técnica de producción optimizada (OPT, por las siglas de optimized production technique). Este software se vendió a compañías que carecían de información sobre la teoría o metodología de OPT. La promesa era que los programas desarrollados tomarían en cuenta la capacidad y harían un uso más eficiente de los recursos limitados por la capacidad, a fin de maximizar la producción total. Los que compraron el software de OPT. Informaron de algunos éxitos y fracasos, pero la percepción global fue que los algoritmos, secretos evitaron su aceptación más amplia. En 1984, Goldratt y Cox publicaron una novela “La meta”, que presentaba algunos de los conceptos subyacentes a OPT. A esta le siguió “La Carrera” en 1986, que explicaba aún más dichos conceptos. Por ese tiempo Goldratt abandonó la OPT como software, pero continuó enseñando y vendiendo sus ideas. Umble y Srikant presentaron en 1990 un análisis detallado de los mismos conceptos, conocidos como manufactura sincronizada y reclamaron que el término fue acuñado en 1984 por la General Motors. Con un conocimiento más amplio, más compañías han adoptado los conceptos de manufactura sincronizada. Al finalizar los años ochenta, Goldratt refinó sus ideas en lo que se conoce hoy como teoría de las restricciones, una ampliación de los conceptos originales de la OPT. Desde entonces, ha difundido sus conceptos mediante seminarios y la publicación de What is this thing called theory of constraints, que incluye una filosofía administrativa de mejoramiento basada en la identificación de las restricciones para incrementar las utilidades. El concepto básico de la manufactura sincronizada, es simple. Debe balancearse el flujo de materiales a través de un sistema, no la capacidad del sistema. Esto genera un movimiento uniforme y continuo de materiales de una operación a la siguiente, y reduce el tiempo de entrega y el inventario que espera en la cola. El mejor uso del equipo y los inventarios reducidos pueden disminuir el costo total y acelerar la entrega al cliente, lo que permite que una compañía compita con más eficacia. Tiempos de entrega más cortos significan una mejora en el servicio al cliente y proporcionan una ventaja competitiva a la empresa. En manufactura sincronizada, se identifican los cuellos de botella y se utilizan para determinar la tasa de flujo. Las ideas de Goldratt sobre la programación de la producción y el uso de la capacidad han hecho que muchos profesionales piensen de manera diferente sobre la forma de utilizar adecuadamente los recursos. La meta de toda empresa es obtener utilidades. En toda organización existen restricciones que evitan el incremento de las utilidades. La teoría de las restricciones presenta un marco de referencia para identificar las restricciones y mejorar el desempeño de las utilidades. Los recursos de restricción de la capacidad (CCR) son parte de las restricciones más importantes. La teoría de las restricciones nos permite investigar y encontrar otras restricciones, como la del mercado, que puede ser más importante que la capacidad para incrementar las utilidades. Una lección importante referente a la capacidad es que la restricción más importante en la capacidad, un cuello de botella o CCR, requiere del máximo esfuerzo para su programación y manejo, porque el tiempo perdido en ese recurso es tiempo que se pierde para todo el proceso. MARCO DE REFERENCIA Marco Teórico. En el transcurso de los últimos años se han desarrollado diferentes métodos y procedimientos orientados fundamentalmente a la creación de una nueva cultura administrativa, la cual busca enfatizar en el mejoramiento de las habilidades gerenciales y en el desarrollo de procesos de mejoramiento continuo orientados a la obtención de óptimos niveles de calidad, tanto en la utilización de los recursos como en la solución práctica de los problemas en las diversas empresas. Es así como se han desarrollado diferentes filosofías tales como la Calidad Total, el Mejoramiento Continuo, el Justo a Tiempo (JIT) y últimamente la Teoría de las Restricciones (TOC). Dichas filosofías se encuentran encaminadas primordialmente a la obtención del objetivo principal que persigue cualquier empresa: lograr tener una mayor utilidad sobre su inversión. Actualmente y debido a la falta de conocimiento sobre la existencia de estas filosofías se pueden encontrar diferentes políticas para lograr este mismo objetivo. Entre las más comunes están las orientadas a controlar los costos de producción de cada una de las áreas por unidad fabricada, de esta manera se obtiene una mayor rentabilidad entre la diferencia de ingresos y costos de la empresa, maximizando así el retorno sobre la inversión. Sin embargo, las acciones que favorecen un área no necesariamente son benéficas para toda la compañía, algunas veces pueden generarse efectos desfavorables como resultado de políticas y procedimientos tendientes a reducir el costo unitario por área. De igual forma si se considera la relación entre mayor-menor costo unitario, la empresa puede obtener resultados favorables con una mayor producción, pero si esta producción se ve reflejada a través de mayores volúmenes de inventarios estos pueden ocasionar un efecto negativo sobre toda la empresa, ya que la enorme inversión detenida como inventarios es susceptible de obsolescencia lo que ocasiona altos costos de manejo y almacenamiento, siendo esta una política de trabajo poco recomendable que hoy en día muchos gerentes utilizan. Otra política utilizada es la que considera la eficiencia de la mano de obra, la cual ha ocasionado que en muchas empresas se llegue a extremos de automatización lo que a su vez genera en muchos casos una sobrecapacidad que puede traducirse en mayores inventarios con tal de aprovechar dicha capacidad. Esta situación muestra claramente como “la suma de los óptimos parciales no es necesariamente igual al óptimo total”, pero con las herramientas proporcionadas por la Teoría de las Restricciones se crea un nuevo camino orientado a un proceso productivo más dinámico, a un ritmo lógico y en condiciones adecuadas que generen mayores posibilidades de mejora continua.1 La Teoría de las Restricciones surge como una alternativa a todas estas políticas de gestión, dado que le proporciona a las organizaciones los elementos necesarios para la identificación de las limitantes del sistema. Esta teoría plantea que en toda empresa hay por lo menos una restricción asociada con la operación de cualquier organización y la gerencia debe estar en la capacidad de ejercer control sobre dicha operación, de forma tal que se pueda asociar esta restricción a los recursos relacionados a ella permitiendo que se balancee el flujo de producción de la mejor manera posible. Si las restricciones no existieran las empresas generarían ganancias ilimitadas; siendo estos factores que limitan a la empresa en la obtención de más ganancia, toda gestión que apunte a ese objetivo debe concentrarse en las restricciones. Para ilustrar el funcionamiento de la Teoría de las Restricciones (TOC) Eliyahu Goldratt en su libro “La Meta”, explica todo lo relacionado con los cuellos de botella y su comportamiento, mediante la analogía de una caminata de boys scouts con un sistema productivo; aquí se describen términos tales como tambor, amortiguador y cuerda. En principio explica como mantener compacta la fila de boys scouts, colocando sus integrantes en orden inverso a su velocidad al caminar. Esto aplicado al ambiente industrial, se relaciona con la imposibilidad que existe de obtener un alineamiento de los equipos en la planta; de acuerdo con lo mencionado anteriormente, se hace necesario mantener constante la longitud de la fila sin disminuir la marcha, para lograrlo se hace que todos caminen a un ritmo constante marcado por los redobles de un tambor el cual se asimila a la capacidad de fabricación del elemento cuello de botella. El tambor es la planificación y control de los materiales, además desarrolla planes y programas para indicar cuando y cómo debe ser recibido y procesado el material para cada recurso productivo. Posteriormente se debe atar al elemento cuello de botella con una cuerda, está se encarga de conectarlo con el primer elemento de la fila; trasladado a términos productivos, esto significa permitir la entrada de materia prima en el proceso productivo según las necesidades del elemento cuello de botella, con lo que se logra que ningún puesto de trabajo tenga opción a procesar más componentes de los que hacen falta en cada instante. El último elemento que completa el sistema propuesto por Goldratt es el amortiguador, entendido este como el intervalo de tiempo en que se adelanta la fecha de lanzamiento de un trabajo con respecto a la fecha en que está programado que lo consuma la limitación. Este ejemplo permite relacionar la Teoría de las Restricciones con un flujo sincronizado que permite tiempos de espera en los cuellos de botella relativamente cortos y por consiguiente con un coeficiente de fluidez más alto, una mayor eficiencia en la detección de problemas de calidad, un inventario en proceso menor el cual permite la reducción de costos ya que la inversión puesta en materias primas es menor, reducción de espacios, menor mantenimiento de equipos, además de un mejor servicio reflejado en las entregas oportunas. 1 VALENCIA Marthen Ramón. 1/restricciones.pdf. Teoría de las Restricciones: Un Acercamiento. Recuperado el 19 de Septiembre de 2004 en www.uv.mx/iiesca/revista2002- Para cualquier organización que se encuentre bajo una visión de competitividad, los resultados obtenidos a través de la Teoría de las Restricciones son atractivos, sin embargo se hace necesario aplicar un método que permita comprobar que realmente estos beneficios se pueden dar en cualquier ambiente productivo. Para ello, se puede utilizar la Dinámica de Sistemas, ya que este método permite resolver problemas o responder a preguntas sobre diferentes tipos de sistemas, debido a que puede intervenir en cualquier parte del ciclo del sistema, tanto en la creación del mismo, como en su diseño preliminar y posterior estudio de factibilidad, además se puede utilizar para el diseño detallado en la fase de producción para proceder a evaluaciones y asesoramientos, o en la fase de utilización y mantenimiento para evaluar escenarios alternativos y verificar si es viable su implementación. Las anteriores son razones de peso que hacen de la Dinámica de Sistemas un método acertado para evaluar la Teoría de las Restricciones. “Aunque la denominación Dinámica de Sistemas, en un sentido amplio, se refiere al comportamiento dinámico que pueden presentar los sistemas, en sentido restringido se emplea para denominar una metodología concreta, desarrollada por Jay W. Forrester,”2 la cual utiliza un lenguaje que aporta nuevas formas de ver los problemas complejos utilizando los diagramas de influencias y los modelos informáticos permitiendo así ver el funcionamiento de un sistema, que para éste caso sería el modelo establecido por la Teoría de las Restricciones para el área de moldeo de la empresa Eterna S.A., resaltando aspectos que posiblemente no se hayan percibido y de este modo se pueda alcanzar una visión más completa de la realidad, que conlleve a establecer el impacto que pueda llegar a tener. El análisis del modelo a través de la Dinámica implica la representación del proceso del área de moldeo, el cual debe ser manipulable numéricamente. En esta primera fase se tratan de definir claramente los cuellos de botella y de establecer si el modelo es adecuado para ser descrito con los algoritmos que utiliza la Dinámica de Sistemas. Para ello el problema debe ser susceptible de ser analizado en los elementos que lo componen. La elaboración del modelo del sistema comienza por la construcción de uno conceptual, el cual represente el proceso de manufactura del área de moldeo, siendo este una abstracción simplificada del mismo; en esta parte se definen los distintos elementos que integran la descripción de las operaciones, así como las influencias que se producen entre ellas. El resultado de esta fase es el establecimiento del diagrama de influencias del sistema. A partir de este diagrama se pueden establecer las ecuaciones del modelo, el que debe ser apto para ser ejecutado en un software especializado. El proceso de creación del modelo implica la identificación de las restricciones principales del sistema al igual que de sus atributos representativos, así como de las características del sistema que se quiere simular y de la captación de la naturaleza de las interacciones lógicas del mismo. De esta forma se verifica que los parámetros incorporados al modelo sean válidos para el sistema que se está estudiando. Por último, se llega a una representación del comportamiento aleatorio, en esta fase se somete el modelo a una serie de ensayos y análisis para evaluar su validez y calidad. “Estos análisis son muy variados y comprenden desde la comprobación de la consistencia lógica de las hipótesis que incorpora hasta el estudio del ajuste entre las trayectorias 2 ARACIL Javier, Dinámica de Sistemas. Isdefe, 1.995. 4ta edición Madrid. p.49. generadas por el modelo y las registradas en la realidad”3. Así mismo, se incluyen análisis de sensibilidad que permiten determinar la calidad del modelo propuesto. Marco Conceptual. La Teoría de las Restricciones como se definió en el marco teórico presenta tres elementos representativos que son el tambor, el amortiguador y la cuerda, los cuales al ser aplicados en cualquier proceso productivo en línea deberán crear mejoras en su proceso de manufactura, como resultado de esto se desprenden los siguientes conceptos los cuales ayudarán a establecer la eficiencia de dicha teoría. Entre ellos se encuentra el trúput que se define como “el ingreso neto dado por la velocidad con la cual un sistema genera unidades de meta, es decir, para las empresas con ánimo de lucro, las utilidades a través de las ventas y otros ingresos como intereses cobrados por un plazo fijo, regalías, patentes, etc. Se encuentra también la Inversión definida como el dinero capturado en la organización (inventarios más activos); es todo el dinero que el sistema invierte en adquirir bienes que luego pretende vender, es decir, el dinero que por algún motivo permanece capturado, como dice Goldratt, en el sistema. Como inversión pueden considerarse: inventarios de materia prima, de producto en proceso y de productos terminados, edificios propios, maquinaría, dinero en efectivo, patentes, cuentas a cobrar, etc. Es decir, la inversión son todos aquellos elementos que pueden transformarse en dinero mediante su venta. Por último se encuentran los gastos de operación, que son todo el dinero que gasta el sistema para generar unidades de meta, o sea para convertir la inversión en ingresos netos, es todo el dinero que sale del sistema. Para las empresas, Goldratt define la utilidad neta (UN) y el retorno sobre la inversión así: Utilidad Neta (UN)= Trúput (T) – Gastos de Operación (GO) UN= T – GO Retorno Sobre la Inversión (ROI)= (T –GO)/I4 Otro tema que se hace necesario abarcar es el de la Dinámica de Sistemas entendida esta como una “disciplina para el estudio de las relaciones entre la estructura y el comportamiento de un sistema con ayuda de modelos informáticos de simulación.”5 Dentro del estudio de la Dinámica de Sistemas se pueden encontrar conceptos tales como bucles de retroalimentación negativa, estos son diagramas que representan una situación y por medio de los cuales se tratan de decidir las acciones necesarias para modificar el comportamiento para alcanzar un objetivo, es decir, “aportan el esquema básico de todo comportamiento orientado a un objetivo”6. Estos bucles tienen la propiedad de hacer reaccionar el sistema ante una perturbación de alguna acción exterior en uno de sus elementos, a lo que responden anulando dicha perturbación razón por la que se les conoce como bucles estabilizadores, ya que “tratan de conseguir que las cosas continúen como están, que no varíen”7. Caso contrario sucede con los bucles de retroalimentación positiva los que tienen un efecto desestabilizador dentro del sistema, ya que amplifican las perturbaciones produciendo un efecto que se conoce como “círculo vicioso” o “bola de nieve”. Para estos bucles todas las influencias son positivas. Así mismo, existen los retrasos que ocasionan una gran influencia en el comportamiento de un sistema. Para el 3 Ibid., p.59 HERRERA GALLEGO, Op. cit., p.45-46 ARACIL, Op. cit., p.81 6 ARACIL, Op. cit., p.22 7 ARACIL, Op. cit., p.24 4 5 bucle de realimentación negativa influyen en la medida que producen oscilaciones del sistema debido a la lentitud de los resultados, lo que conlleva a la toma de decisiones rápidas y dentro del bucle de retroalimentación positiva hace que el crecimiento no se lleve a cabo de forma tan rápida como se espera. Por último cabe anotar que usualmente existen sistemas en los que conviven al mismo tiempo múltiples bucles de realimentación tanto negativos como positivos llamados sistemas complejos. Para estos casos el resultado del comportamiento del sistema estará dado por los bucles dominantes en cada momento. “El número de procesos a los que se puede aplicar esta estructura es muy amplio y comprende desde la introducción de un nuevo producto en un mercado (con una fase inicial de implantación y gran crecimiento y una fase final de saturación) hasta la introducción de una nueva población en un hábitat en el que inicialmente estaba ausente”8 BIBLIOGRAFÍA ARACIL Javier. Dinámica de Sistemas. Isdefe, Madrid, 1995. DANE, Indicadores de competitividad 1990-2004 (trimestre II) GOLDRATT, Eliyahu. El Síndrome del Pajar. Ediciones Castillo. Monterrey, México, 1997. GOLDRATT, Eliyahu. La Meta. Ediciones Castillo. Monterrey, México, 1994. HERRERA G. Iván, Navarro C. Diego, RENTERÍA Carlos Andrés, VALENCIA Carlos Felipe. Estudio de los elementos de la Teoría de las Restricciones en los sistemas de Planeación, Programación y Control de la Producción. Investigación Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, 2000. HERRERA GALLEGO Iván de Jesús. Gestión Moderna de la Producción Aplicando La Teoría de las Restricciones. Universidad Nacional de Colombia, Manizales, 2003. Revista La nota Económica” No.77. Revista Gerencia Enero 2004. VALENCIA MARTHEN Ramón. Teoría de las Restricciones: Un Acercamiento. WOEPPEL Mark J. Guía del fabricante para implementar la Teoría de las Restricciones. ISOT CONSULTING. Monsalve Moreno Cía. Ltda. Cuenca, Ecuador. Noviembre 2003. INFOGRAFÍA 8 www.uv.mx/iiesca/revista2002-1/restricciones.pdf www.dane.gov.co ARACIL, Op. cit., p.30 2 Teoría de las Restricciones (TOC) La Teoría de las Restricciones es una filosofía de producción relativamente nueva que ha llevado a varias empresas a la obtención de muchos beneficios y principalmente al objetivo central o meta de toda organización que es lograr una mayor utilidad. Dentro de este capítulo se busca conocer un poco más acerca de sus orígenes, bases de su funcionamiento y algunos casos de aplicación en los que se puedan observar los beneficios que han logrado obtener algunas de las organizaciones que la han implementado. OBJETIVO GENERAL Exponer aspectos importantes de la Teoría de las Restricciones tales como su historia, definición, funcionamiento. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Indagar sobre el nacimiento y origen de la Teoría de las Restricciones. • Obtener un mayor conocimiento y entendimiento acerca del funcionamiento de la Teoría de las Restricciones. • Identificar los beneficios que puede obtener una empresa por medio de la aplicación de la Teoría de las Restricciones. • Conocer las herramientas que propone la Teoría de las Restricciones para tratar y encontrar soluciones a las restricciones que se pueden detectar en un sistema. • Conocer algunas instituciones académicas nacionales e internacionales, que actualmente cuentan con la Teoría de las Restricciones como uno de los temas a tratar dentro de algunos de sus programas. HISTORIA Respecto a los inicios de la Teoría de las Restricciones es posible encontrar más de una interpretación posible. Una de estas es la que se presenta a continuación: Eliyahu Goldratt, doctor en Física, se interesó por los negocios a principios de los 70’s, cuando un pariente le solicitó que le ayudara a mejorar la producción de su pequeña empresa de pollos. Goldratt, junto a su hermano, desarrolló un revolucionario algoritmo de programación de la producción que posibilitó un incremento de la producción superior al 40% sin necesidad de nuevos recursos. La cobranza pasó a ser más lenta que las compras de materiales y la empresa quebró. Goldratt volvió a trabajar a la universidad. A finales de los 70’s, los hermanos Goldratt fundaron Creative Output, empresa que desarrolló un software para la programación y control de la producción basado en el algoritmo ya mencionado. Al comercializar esta aplicación con el nombre inicial de Optimation Production Technology o Tecnología de Producción optimizada (OPT), prestó servicios de asesorías en empresas como General Motors, Grumman, Sirkorsky. Desde esa época General Motors usa la Teoría de las Restricciones. Para facilitar su mejor entendimiento, Goldratt, dado que su original sistema requería mucho más que un software y a su vez rompía con paradigmas tradicionales que exigían cambiar políticas en las empresas publicó, para ampliación conceptual de su teoría, su obra titulada “La Meta” un best seller, traducido a varios idiomas en 1987, donde como novela romántica llega en forma sencilla a los detalles de la Teoría de las Restricciones y al impacto global que genera para las organizaciones que cambian los paradigmas tradicionales. Posteriormente apareció un video de la misma novela y con ello se masificó su aplicación en muchas partes del mundo. El éxito de "La Meta" llevó a Goldratt a dejar Creative Output en 1987 y fundar una nueva organización, el Abraham Y. Goldratt Institute (AGI) creado en honor a su padre y el cual se encarga de ampliar y divulgar la teoría apoyado en publicaciones trimestrales como el Diario de la Teoría de las Restricciones (The Theory of Constraints Journal). Otros libros que Goldratt ha ido publicando son la Carrera, escrito en compañía de Robert Fox, No fue la Suerte, El síndrome del Pajar y Cadena Crítica. Además, desarrolló un software para Producción y Proyectos denominado Selsim, utilizado para la administración de proyectos y el que más se comercializa actualmente para manufactura denominado Software de Manufactura TOC “The Goal System”.9 Actualmente se pueden encontrar instituciones académicas tanto a nivel nacional como internacional, en las que la Teoría de las Restricciones (TOC) está contemplada como una de los temas a tratar ya sea a nivel de pregrado, postgrado, maestrías, cursos, seminarios o diplomados. Algunas de estas universidades son: • A nivel nacional se pueden encontrar: Universidad de los Andes, Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, Universidad de Antioquia, Universidad Externado de Colombia (Escuela TOC), Universidad del Valle, Universidad de Medellín, Pontificia Universidad Javeriana, Escuela de Administración de Negocios EAN, Universidad Tecnológica de Pereira (Maestría), Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Universidad Autónoma de Colombia, Universidad de San Buenaventura (Calí), Universidad EAFIT, Universidad Central (Contaduría), Universidad la Gran Colombia, Universidad de Manizales, entre otras. • A nivel Internacional: Auburn University; University Alabama at Birmingham; Colorado State University; University of Georgia; Drexel University; University of Louisville; E-R Aeronautical University; University of Manitoba; East Carolina University; University of Maryland; Florida Atlantic University; University of Memphis; Francis Marion University; University of New Mexico; Grand Valley State University; University of No. Texas; Iowa State University; University of Pretoria; James Madison University; University of Richmond; 9 HERRERA Gallego Iván de Jesús “Gestión Moderna de la Producción Aplicando La Teoría de las Restricciones”. Universidad Nacional de Colombia, Manizales, 2003. Páginas 24-25. Kansas State University; University of So. California; Midwestern State University; University of Wisconsin; New Mexico State University; Washington & Lee University; National Chiao Tung University; Washington State University; North Carolina State University; Wayne State University; Texas Tech. University; Western Carolina University. Además se encuentran la Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Córdoba) pionera en este campo a través de la asignatura "Teoría de las Restricciones" que se dicta en el último año de la carrera de Ingeniería Industrial y la Escuela de Ingenieros de la Universidad de Navarra, en España, donde se enseña la Teoría de las Restricciones desde hace ya varios años.10 ¿QUÉ ES LA TEORÍA DE LAS RESTRICCIONES? Consiste en un conjunto de procesos de pensamiento que utiliza la lógica de la causa y efecto para entender lo que sucede y así encontrar maneras de mejorar. El método recomendado por la Teoría de las Restricciones es el socrático, el cual fomenta la participación del personal, el desarrollo de soluciones propias y el trabajo en equipo. La Teoría de las Restricciones favorece la aplicación de metodologías que impliquen el desarrollo del “know how”, en lugar de la utilización de consultores externos, sin embargo, actualmente se pueden encontrar firmas consultoras especializadas en este tema.11 Dentro de los diferentes sistemas se pueden distinguir dos fenómenos estadísticos que afectan de manera directa los procesos productivos, estos son: • Eventos Dependientes: se trata de un evento o una serie de eventos que deben llevarse a cabo antes de que otro pueda comenzar. • Fluctuaciones Al azar: Suponer que los eventos dependientes se van a producir sin ningún tipo de alteración es una utopía, ya que existen fluctuaciones que afectan los niveles de producción de los recursos productivos por ejemplo, calidad de la materia prima, ausentismo del personal, rotura de máquinas, cortes de energía eléctrica, faltante de materia prima, trabajos de reproceso, clientes que cambian sus pedidos, disminución de la demanda. La combinación de estos dos fenómenos, genera un desajuste inevitable cuando la planta está balanceada, produciendo así la pérdida de trúput y el incremento de inventarios. Mientras que en el MRP el impacto de las fluctuaciones se elimina disponiendo inventarios como amortiguadores, con todos los problemas que estos implican y el Justo a tiempo (JIT) intenta eliminar las fluctuaciones al azar buscando la causa del problema y corrigiéndola, aunque no sea posible totalmente. La Teoría de las Restricciones considera la organización como un todo, como un sistema y no como una serie de elementos sin relación, esto se ve reflejado en la analogía que se hace de esta con una cadena unida por una serie de eslabones que puede romperse por su eslabón más débil, es decir, por su(s) restricción(es). Goldratt define las restricciones como cualquier elemento que impida al sistema alcanzar la meta de ganar más unidades de meta, esto es para las empresas más unidades vendidas (trúput). Si no fuera de esta manera las empresas podrían obtener utilidades ilimitadas. 10 Recuperado el 09 de Mayo de 2.005 en http://www.maconsultora.com/toc.html. ESCALONA Iván. Recuperado el 12 de Septiembre de 2.004 en www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/tociem.htm Teoría de las Restricciones (TOC - Theory of Constraints). 11 Además de los eventos dependientes y las fluctuaciones estadísticas, dentro de los diferentes sistemas se pueden encontrar restricciones tal y como se anotó anteriormente, las cuales determinan las posibilidades de obtener más de la meta de la organización. La Teoría de las Restricciones contempla dos tipos de restricciones dentro de las organizaciones, estas son: Las Restricciones Físicas. Normalmente se refieren al mercado, el sistema de manufactura y la disponibilidad de materias primas. Ya que una empresa es una cadena de eventos, la existencia de esta cadena implica que haya recursos dependientes (esto quiere decir que un proceso no puede llevarse a cabo antes que su anterior) y fluctuaciones estadísticas que afectan el flujo del producto a través de los recursos. Esta realidad puede presentarse por lo menos en tres escenarios: Abastecimiento, Operaciones y Mercado. Para lograr la mejora continua en lo que tiene que ver con las restricciones físicas, la Teoría de las Restricciones ha desarrollado un ciclo de cinco pasos que ayudan a la consecución de la meta, el cual se ilustra en la figura 1. Identificar la Restricción del sistema Decidir cómo explotar la Restricción Subordinar el sistema a la decisión anterior Elevar la Restricción Si se elimina la restricción volver al paso 1 y evitar la inercia Figura 1. Diagrama de flujo proceso de mejora continua TOC. Fuente: HERRERA GALLEGO Iván de Jesús. Gestión Moderna de la Producción Aplicando La Teoría de las Restricciones. Este ciclo de cinco pasos cumple el objetivo referente a la explotación económica de las restricciones de tipo físico, pero para lograr la meta de obtener el incremento de las utilidades, es necesario tener una metodología para la solución de las restricciones políticas, que son las más comunes en cualquier tipo de empresa y las que tienen un impacto estratégico en el corto, mediano y largo plazo. Las Restricciones de Política. Este tipo de restricciones normalmente se encuentran detrás de las físicas y son por ejemplo reglas, procedimientos, sistemas de evaluación y conceptos que evitan que se logre un incremento del trúput. Son las más comunes y las más fáciles de identificar, pero entran en conflicto con la meta. En algunos casos son manejadas por personas de pensamientos muy tradicionales, por lo que son difíciles de romper, además se debe tener en cuenta que por lo general todas las personas son reacias a los cambios. No requieren niveles de inversión como los que necesitan las restricciones físicas, es por esto que una vez son superadas incrementan la utilidad neta. El Instituto Goldratt ha desarrollado cinco técnicas para tratar y eliminar las Restricciones de Política, las cuales se definen a continuación: • Árboles de Realidad Actual: Técnica que se utiliza para detectar los problemas raíces o medulares. Estos problemas medulares son pocos (representan las restricciones de política) y son responsables por los efectos indeseables que se observan en las organizaciones. • Evaporación de Nubes: Técnica para la generación de soluciones simples y efectivas a conflictos sin ningún compromiso entre las partes. Estas soluciones producen altos resultados. • Árboles de Realidad Futura: Técnica para evaluar la solución, encontrar ramas negativas y la forma de neutralizarlas antes de que ocurran. • Árboles de Prerrequisitos: Técnica para identificar y relacionar los obstáculos que se encontrarán al implementar la nueva solución, ya que cada solución crea una nueva realidad. Su principal importancia radica en aterrizar las inyecciones obtenidas de la estrategia, ya que algunas (las que representan cambios de paradigma) pueden parecer difíciles o imposibles a primera vista. • Árboles de Transición: Técnica final, en la que se materializa la táctica que permitirá que la solución obtenida pueda implementarse con éxito. Aquí se cuantifican las necesidades económicas y los beneficios esperados. Define el Plan de Acción. Este paso sirve como mapa de seguimiento y verificación, ya que contiene la secuencia de efectos cuantitativos y cualitativos esperados de la solución, este tipo de árboles pueden fácilmente convertirse a diagramas de Gantt12 para seguimiento tradicional y como plan de implementación. La figura 2 muestra la relación existente entre las técnicas utilizadas para la detección y tratamiento de las restricciones de políticas y su ubicación dentro de las etapas de análisis, estrategia y táctica. 12 Diagrama Gantt. Plan de las actividades futuras donde varias tareas se presentan como barras (generalmente horizontales) apiladas sobre la base de un calendario. Problemática Análisis Estrategía Táctica Identificar los problemas raíz, Árboles de Realidad Actual. Identificar los conflictos, Construcción de Nube. Construir y encontrar una solución factible, Árboles de realidad Futura. Encontrar cómo eliminar el conflicto, Evaporación de Nubes. Definir los obstáculos para la implementación de la solución, Análisis de Prerrequisitos. Desarrollar un plan de acción detallado, Árbol de Transición. Implementar Solución Figura 2. Metodología utilizada en la identificación de las restricciones políticas. Fuente: Dr. Oscar Morales Garza (Ph.D.1.994) Árbol de Realidad Actual: ¿por qué está el sistema enfermo? Árbol de Realidad Futura: ¿la inyección causará todos los efectos deseables sin provocar UDEs nuevos? ED = Efecto Deseable UDE = Efecto indeseable Evaporación de Nubes: ¿qué conflicto está obstruyendo el remedio? Problema Raíz Objetivo de la nube Opuesto Inyección Inyección Inyección Inyección Árbol de Prerrequisitos: ¿qué obstáculos hay para implementar las inyecciones? Árbol de Transición: ¿qué acciones tiene que tomar el iniciador para implementar el remedio de forma efectiva? Inyección Acción del Iniciador Acción del Iniciador Detonador para la acción Acción del Iniciador (que confronta los obstáculos) OI = objetivo intermedio Obst= obstáculo Inyección Figura 3. Relación entre las diferentes técnicas para el tratamiento y eliminación de las restricciones de política (Fuente: Goldratt Asociados® – Abraham Y. Goldratt Institute) El Método TAC (Tambor – Amortiguador – Cuerda) El método TAC está constituido por tres elementos: El Tambor: En todas las plantas hay algunos recursos con capacidad restringida. El método TAC reconoce que dicha restricción (representada en estos recursos), es la que dictará la velocidad de producción de toda la planta. El principal recurso que cuenta con esta característica, es tratado como “el tambor”. El Amortiguador: La función del amortiguador es proteger el trúput (ingreso de dinero a través de las ventas) de la planta de cualquier perturbación que se produzca en los factores no cuellos de botella y asegurar que el tambor nunca se quede sin material. En lugar de los tradicionales inventarios de seguridad "basados en cantidades de material" los amortiguadores recomendados por la Teoría de las Restricciones están "basados en tiempo de proceso". Es decir, en lugar de tener una cantidad adicional de material, se hace llegar el material a los puntos críticos con una cierta anticipación. En lugar de situar amortiguadores de inventario en cada operación, lo cual aumenta innecesariamente los tiempos de fabricación, las compañías que implementan Teoría de las Restricciones sitúan amortiguadores de tiempo solo en ubicaciones estratégicas que se relacionan con restricciones especificas dentro del sistema. Los amortiguadores de tiempo se diseñan para proteger la generación de trúput de la variabilidad interna del sistema productivo. Su tamaño y localización se determinan para proteger la cantidad y tiempo del trúput planeado. Estos se ubican al final del proceso, con el objetivo de proteger el trúput y en los recursos de capacidad restrictiva. El tamaño de estos amortiguadores se obtiene mediante prueba y error, iniciando en 50% del tiempo total de proceso. Los amortiguadores de existencias se definen para mejorar la respuesta del sistema operativo a la demanda del mercado. Esto se lleva a cabo mediante el mantenimiento de inventarios de productos en proceso o terminados con anticipación a la demanda futura. Esto permite satisfacer órdenes con mayor rapidez que el tiempo normal de proceso. La Cuerda: Para no permitir que el inventario crezca más allá del nivel dictado por el amortiguador, se debe amarrar “una cuerda” desde el cuello de botella (tambor) a la primera operación; en otras palabras, la velocidad a la cual se liberan los materiales a la planta es impuesta por la velocidad a la cual está produciendo el cuello de botella. La función de la cuerda, es comunicar efectivamente a través de la planta, las acciones requeridas para soportar el PMP (Plan Maestro de Producción). El desarrollo de la cuerda debe considerar solamente información detallada y relevante que se transmita a puntos específicos y críticos del sistema productivo, denominados schedule release points. Además de los recursos de capacidad restrictiva, éstos son: • Material Release Points: Requiere conocer a detalle qué materiales se procesarán, en qué cantidad y cuándo. El control del flujo del material en el sistema se lleva a cabo en gran medida al momento de hacerlos disponibles. • Puntos de Divergencia: En estos puntos normalmente el material se transforma en productos diferentes. Por lo tanto, puede darse la sobre-activación de recursos y la asignación deficiente del material, en caso de no tenerse conocimiento a detalle qué y cuánto producir y en qué secuencia. • Puntos de Convergencia: En estos puntos convergen muchos materiales y/o partes que se ensamblan en varios productos finales. La ausencia de algún material o parte puede originar sobre-utilización de recursos o “stealing” (robo) de materiales. Los Cuellos de Botella. Al no balancearse las capacidades de un sistema productivo, algunos recursos llegan a tener mayor capacidad que otros, principio que lleva a la definición de un recurso cuello de botella: un Recurso Cuello de Botella es aquél cuya capacidad es igual o menor a la demanda solicitada. Los cuellos de botella no son ni negativos ni positivos, son una realidad y hay que utilizarlos para manejar el flujo del sistema productivo. Según Goldratt, lo que determina la capacidad de una planta es la capacidad del recurso cuello de botella. La clave está en equilibrar esa capacidad con la demanda del mercado y a partir de ese punto balancear el flujo de producción de todos los recursos productivos al ritmo del recurso cuello de botella. El secreto está en aprovechar al máximo los cuellos de botella; como es bien sabido una hora perdida en este tipo de recursos es una hora perdida en todo el sistema productivo. Los cuellos de botella deben trabajar prioritariamente en productos que impliquen un aumento inmediato del trúput y no en productos que antes de convertirse en trúput serán inventarios. Pero ocuparse de los cuellos de botella no implica descuidar aquellos que no lo son, porque dejarlos fabricar libremente aumenta los inventarios y los gastos de operación innecesariamente. En el lenguaje de la Teoría de las Restricciones, los cuellos de botella (restricciones) que determinan la salida de la producción son llamados tambores, ya que ellos determinan la capacidad de producción (como el ritmo de un tambor en un desfile). De esta analogía proviene el método llamado Tambor-Amortiguador-Cuerda (TAC) que es la forma de aplicación de la Teoría de las Restricciones a las empresas industriales. A continuación se presentan varios principios referentes al comportamiento y funcionamiento de los recursos productivos: • • • • • Se balancea el flujo no la capacidad. No se deben concentrar esfuerzos en balancear las capacidades, sino en sincronizar el flujo. El trúput y cómo operar el recurso no cuello de botella dependen del recurso cuello de botella. Una hora perdida en un cuello de botella es una hora perdida en todo el sistema. El valor marginal del tiempo en un recurso cuello de botella es igual al trúput que se dejaría de procesar. Por lo tanto, el enfoque de maximizar la utilización y los programas de mejora deben orientarse hacia los recursos cuello de botella. Una hora ahorrada en donde no hay cuello de botella es un espejismo. El valor marginal del tiempo en un recurso que no es cuello de botella es insignificante. Utilizar al máximo e invertir en recursos no cuello de botella incrementan inventarios y gastos operativos sin aumentar el trúput. El nivel de utilización de un recurso no cuello de botella es controlado por otras restricciones del sistema. Utilizar un recurso significa que éste contribuye favorablemente a generar más meta o trúput. Los recursos deben utilizarse, no solamente activarse. Activar un recurso se refiere a emplearlo para procesar materiales o productos. En caso de sobre-activar un recurso no cuello de botella, el resultado sería la acumulación de inventario en proceso antes del ensamble. Por lo tanto, el desempeño del recurso no cuello de botella depende del recurso cuello de botella. Los Recursos de Capacidad Restrictiva. Un recurso de capacidad restrictiva es cualquier recurso que si no se programa o maneja en la forma correcta, es muy probable que ocasione que el flujo real del producto planeado a través de la planta se desvíe del flujo del producto. Es un recurso que se ha convertido en cuello de botella como resultado de la utilización ineficiente. Indicadores de la Teoría de las Restricciones. Para medir las mejoras que se pueden lograr a partir de la implementación de la Teoría de las Restricciones se han establecido los siguientes indicadores, los cuales se pueden dividir en dos tipos según el resultado medido: Indicadores Financieros: • Utilidad Neta: Esta definida como Trúput – Gastos de Operación • Rendimiento Sobre Inversiones: (Trúput – Gastos de Operación) / Inventarios • Flujo de Efectivo: Este es el dinero en efectivo que se requiere para pagar los gastos de las operaciones diarias. Indicadores Operativos: • Trúput: Es la tasa a la que el sistema genera dinero a través de las ventas. El producto no vendido no es trúput. Trúput = Precio de Venta – Costo de Materia Prima • Inversión: Es el dinero que el sistema a invertido en comprar cosas que piensa vender, se mide el inventario solamente en términos de costos del material sin tomar en cuenta la mano de obra ni los gastos generales . • Gastos de Operación: Es el dinero que el sistema gasta con el fin de convertir el inventario en salida, incluye mano de obra, gastos generales y otros. La figura 4 muestra la relación existente entre los diferentes indicadores definidos por la Teoría de las Restricciones, tanto a nivel operativo como financiero, así como la tendencia que debe tener cada uno de ellos. Indicadores Operativos Trúput Inversión Utilidad Neta ROI Gastos de Operación Flujo de Caja Indicadores Financieros Figura 4. Relación entre los indicadores TOC. Fuente: Autor ALGUNOS CASOS DE APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE LAS RESTRICCIONES Es muy difícil encontrar dentro de la literatura relacionada con la Teoría de las Restricciones, casos en los que se explique paso a paso su aplicación y se informe acerca de los resultados obtenidos. Sin embargo, Fogarty muestra de manera breve el resultado y aplicación de está teoría en tres reconocidas empresas: “la planta que ha reportado el conjunto más completo de estadísticas referentes a la implantación de la Teoría de las Restricciones es la General Motors de Windsor, Ontario. Windsor denomina a su método de producción: producción sincronizada, la que describen como una amalgama de la Teoría de las Restricciones y de los conceptos de justo a Tiempo. La implementación de la producción sincronizada se inicio en 1986, año en el que la compañía lograba 1.73 rotaciones en el inventario por año. Su meta era lograr 35 rotaciones. Hacía diciembre de 1988, la planta había alcanzado 50.4 rotaciones. La compañía logro también una reducción del 94% en el tiempo de obtención y una reducción de $23 millones en los costos actuales, mientras se incrementaba la producción 16.8%. Un aspecto interesante de estas cantidades es que el tiempo de obtención se redujo un 94% mientras el inventario se reducía un 68%. Para la mayoría de empresas que emplean Justo a Tiempo, la reducción del tiempo de obtención es generalmente, diferente en un punto de porcentaje, cuando mucho, de la reducción del inventario. La razón de la diferencia es que Justo a Tiempo utiliza lotes de transferencia iguales a los lotes en proceso, mientras que el método TOC no. La división de microelectrónica de AT&T informa resultados logrados con lo que ellos llaman manufactura con sentido común (CSM) en su planta de Reading. Se describe la producción con sentido común, que incluye un sistema de jalón de extremo a extremo, amortiguadores estratégicos, administración de las restricciones, programación de tamboramortiguador-cuerda y compromiso total de los empleados. Al igual que General Motors, aparentemente el método de AT&T es combinar los conceptos de la Teoría de las Restricciones y los de Justo a Tiempo. La planta de Reading reporta resultados que incluyen una reducción del 50% en inventarios, una reducción del 70% en el tiempo de obtención un decremento del 60% en retrabajo y un incremento de cinco veces las vueltas del inventario. No informan sobre ningún cambio en la producción; sin embargo, como las rotaciones se definen como las ventas anuales dividas entre el inventario y como el inventario disminuyó en 50%, para rotaciones que aumentaron cinco veces, las ventas anuales deben haberse incrementado en 250%. Esta empresa reporta lo siguiente: “Los resultados no dejan duda de que las técnicas CSM realmente funcionan y funcionan demasiado bien, de acuerdo con nuestras expectativas “. DuPont informa algunos resultados a corto plazo logrados oportunamente en la implementación de una Teoría de las Restricciones. El equipo de implementación identificó la restricción y procedieron a realizar las cinco etapas. Primero, notaron que el operador contaba manualmente las partes, lo cual retrasaba la máquina. Se cambió un contador de una máquina sin usar, con lo que se ahorró una hora por turno de ocho horas. A continuación el equipo observó que parte del tiempo la restricción realizaba un retrabajo para una máquina sin restricción. Probablemente esta actividad tenía sentido al usar la tradicional contabilidad de costos, pero no lo tenía desde el punto de vista de una Teoría de las Restricciones. La actividad de retrabajo se cambio hacía la no restrictiva. Este cambio liberó otra hora por turno de ocho horas. De inmediato, el equipo notó que los tres operadores (uno por turno) tenían métodos muy diferentes. Se realizó una conferencia y se llegó al acuerdo de realizar un método estándar. Dentro de las cinco semanas, el resultado en la restricción se había movido de 3.000 unidades por turno (en promedio variando de 2.000 a 4.000) a 8.000 unidades por turno. El nivel de producción se volvió a disminuir a 5.000 unidades por turno, con pequeña variación, para satisfacer las necesidades del mercado. La restricción original se rompió y el mercado determina el ritmo de la producción, con una máquina diferente de la restricción original identificada como la 13 restricción siguiente.” En el anexo A, se presenta un caso de implementación de la Teoría de las Restricciones (paso a paso) en una empresa de México llamada Dirona, dedicada a la fabricación de ejes 13 FOGARTY W. Donald. Administración de la Producción e Inventarios. Compañía Editorial Continental S.A. de C.V. México. 2da. Edición 1994, p.772-774. (delanteros y traseros), diferenciales y frenos para camiones pesados y ómnibus, la que cuenta entre sus clientes con empresas como John Deere, Mercedes Benz, Freightliner, Volvo, Navistar, Kenworth, General Motors, Chrysler y Meritor. BIBLIOGRAFÍA HERRERA GALLEGO Iván de Jesús. Gestión Moderna de la Producción Aplicando La Teoría de las Restricciones. Universidad Nacional de Colombia, Manizales, 2003. UMBLE, Michael; SRIKANTH M.L. Manufactura Sincrónica Principios para lograr una excelencia de categoría mundial. Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V. México, 1ra. Edición 1.995. FOGARTY W. Donald. Administración de la Producción e Inventarios. Compañía Editorial Continental S.A. de C.V. México. 2da. Edición 1.994. MANOTAS DUQUE Diego Fernando. Hacía una Nueva Métrica Financiera Basada en Teoría de las Restricciones. INFOGRAFÍA www.maconsultora.com www.moralestoc.com www.cimatic.com www.gestiopolis.com Contenido FILOSOFIA JUSTO A TIEMPO ...................................................................................... 1 CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS JUSTO A TIEMPO ....................................1 Método de arrastre del flujo de materiales ......................................................................1 Calidad consistentemente alta .........................................................................................2 Lotes de tamaño pequeño ...............................................................................................2 Cargas uniformes en la estación de trabajo.....................................................................3 Componentes y métodos de trabajo estandarizados .......................................................3 Vínculos estrechos con los proveedores .........................................................................3 Fuerza de trabajo flexible................................................................................................4 Estrategia de flujo de línea..............................................................................................4 Producción automatizada ................................................................................................5 Mantenimiento preventivo ..............................................................................................5 IMPLEMENTACIÓN ........................................................................................................5 Organización ...................................................................................................................6 Educación ........................................................................................................................6 Evaluación y valoración ..................................................................................................6 Planeación .......................................................................................................................7 EJEMPLOS .........................................................................................................................8 Simulación determinista, un producto, cuatro operaciones. ...........................................8 Simulación estocástica, cinco productos, secuencias de operación variada .................12 RESULTADOS ................................................................................................................19 Bibliografía .......................................................................................................................20 LA TEORÍA DE LAS RESTRICCIONES Y LA MANUFACTURA SINCRONIZADA (Narasinham) .............................................................................................................................. 20 MARCO DE REFERENCIA ................................................................................................21 Marco Conceptual. .................................................................................................... 24 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 25 INFOGRAFÍA ............................................................................................................ 25 Teoría de las Restricciones (TOC)....................................................................................26 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................26 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................26 HISTORIA ....................................................................................................................26 ¿QUÉ ES LA TEORÍA DE LAS RESTRICCIONES? ................................................28 El Método TAC (Tambor – Amortiguador – Cuerda) ..................................................32 Los Cuellos de Botella. .................................................................................................33 Indicadores de la Teoría de las Restricciones. ..............................................................34 ALGUNOS CASOS DE APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE LAS RESTRICCIONES........................................................................................................35 BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................................................37 INFOGRAFÍA ..................................................................................................................37