8º CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERIA MECANICA Cusco, 23 al 25 de Octubre de 2007 LA SOLUCIÓN DE TEORÍA DE RESTRICCIONES PARA LA GESTIÓN INDUSTRIAL

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1 8º CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERIA MECANICA Cusco, 23 al 25 de Octubre de 2007 LA SOLUCIÓN DE TEORÍA DE RESTRICCIONES PARA LA GESTIÓN INDUSTRIAL Bianchi Raúl. MBA, Ingeniero Industrial Mecánico Instituto de Ingeniería Mecánica y Producción Industrial. Facultad de Ingeniería, Universidad de la República del Uruguay Yaguarón 1407, of Montevideo CP 11100, Uruguay rbianchi@fing.edu.uy RESUMEN En las industrias manufactureras, el cumplimiento de las fechas de entrega y la reducción del tiempo de producción es cada vez más importante. Por otro lado la competencia obliga cada vez más a ser muy eficientes y productivos. Satisfacer ambos requisitos simultáneamente no es sencillo pues muchas veces las acciones que debemos de tomar para satisfacer un requisito por ejemplo acelerar el flujo implica sacrificar el otro, en este caso, la eficiencia. Problemas habituales como No cumplimos las fechas prometidas, Los tiempos de entrega son demasiado largos, Los niveles de stock son muy elevados, Hay demasiados cambios de programación y prioridades, Es difícil responder a las urgencias de los clientes, La productividad bajó son algunas de las consecuencias de no resolver el conflicto anterior. Existen varias metodologías dentro del Pensamiento Sistémico, que abordan esta temática como Just in Time, Lean Manufacturing, Six Sigma, Teoría de Restricciones. Este trabajo investiga cómo el procedimiento Drum, Buffer, Rope (Tambor, Amortiguador, Cuerda) desarrollado por la Teoría de Restricciones y aplicado en miles de industrias con excelentes resultados, se aplica a la industria manufacturera y en que grado resuelve la problemática anterior. PALABRAS CLAVE: Manufactura, Pensamiento Sistémico, Teoría de Restricciones

2 EL EFECTO DE LOS INDICADORES EN LA GESTION INDUSTRIAL Cada vez más los ingenieros estamos ocupando los puestos gerenciales en las industrias manufactureras. Y en estos puestos se nos evalúa por los resultados económicos. En serio? A pesar que esta es la intención, cuando vemos algunos indicadores o medidas de desempeño que utilizan muchas organizaciones, nos damos cuenta que están totalmente desalineados con la mejora de los resultados económicos. Por ejemplo es habitual que en las industrias siderúrgicas el principal indicador sea las Toneladas por Hora. Este indicador se usa para evaluar la planta, cada sector, máquina, etc. En la industria de la confección textil usamos Metros por Hora, en la industria de elaboración de envases plásticos usamos Toneladas por Hora. Otros indicadores que usamos para evaluar y medir el desempeño de la producción son Unidades por Hora, Kilos por Hora, Dime como me mides y te diré como me voy a comportar Dr. Eliyahu Goldratt [1] Este tipo de medidas e indicadores nos obligan a tomar cierto tipo de acciones y decisiones de optimización local. A ningún supervisor o jefe de una determinada sección le va a motivar dedicar tiempo para hacer un ajuste o cambio de máquina para luego procesar una orden que le lleva menos tiempo que el ajuste. Si lo hace, estará tomando una decisión que impactará negativamente en su indicador de Toneladas por Hora. Por lo tanto, intentará buscar más de lo mismo para producir ó lo dejará esperando hasta que llegue algo similar o inventará mil excusas por lo cual no lo puede hacer ahora. En cambio sí estará motivado para hacer aquellas órdenes muy largas, en las cuales se hace un ajuste de máquina y se pone a producir en gran cantidad. Este tipo de comportamiento en la planta, que nos obliga a optimización local, más la interdependencia que existe entre los recursos, la variabilidad y la incertidumbre, son los principales responsables de que no entreguemos a tiempo, de la lentitud del flujo de materiales, de la gran cantidad de inventario en proceso y los altos gastos operativos. De estos tres factores hay uno que está directamente influenciado nosotros mismos. Los indicadores de eficiencia local, como por ejemplo Toneladas por Hora. Entonces, por qué nos quieren evaluar por los resultados económicos cuando al mismo tiempo nos ponen indicadores que perjudican los resultados económicos? EL CONFLICTO DE LOS GERENTES DE PRODUCCIÓN La respuesta en Teoría de Restricciones, a la interrogante anterior, es que existe un conflicto no resuelto. El conflicto es el siguiente. Controlar los costos Usar indicadores de eficiencia local Gestionar bien la Producción Acelerar el flujo No usar indicadores de eficiencia local Figura 1 El conflicto del Gerente de Producción Para gestionar bien la producción necesitamos controlar los costos y al mismo tiempo acelerar el flujo. Ambas son condiciones necesarias. Si no controlamos los costos, en breve vamos a comenzar a notar un incremento de las mermas, las horas extras, los defectos de calidad y los tiempos no productivos, entre otros. Un buen gerente definitivamente tiene que controlar los costos. Por otro lado también debe acelerar el flujo de materiales, la velocidad y el cumplimiento con que la planta procesa las órdenes. Cada vez más los clientes quieren los productos más rápido y son mucho más exigente con el cumplimiento de la promesa de entrega. El conflicto se genera en la manera en que tratamos de satisfacer estas necesidades. Para controlar los costos usamos indicadores de eficiencia local (como

3 Toneladas por Hora), pero para acelerar el flujo tenemos que evitar el uso de indicadores de eficiencia local, pues cómo vimos motiva a comportamientos de optimización local que van en contra de la aceleración del flujo. La manera en que manejamos el conflicto es llegando a un arreglo a medias. Por un lado usamos los indicadores de eficiencia local, hasta que nos llama por teléfono un cliente importante. Ahí comienza operar otro mecanismo que se llama el sistema de prioridades que es candente, al rojo vivo y déjalo todo y hazlo ya. Lo importante que debemos notar, es que la gente en nuestras organizaciones es excelente, muchísimo mejor que cualquier computadora. Los arreglos que hacen en la realidad, son las mejores soluciones dentro de este conflicto. Están teniendo en cuenta muchísimos más datos de los que maneja nuestro sistema de información. Por ejemplo, tienen en cuenta hasta el nivel del tono de la voz del cliente y lo que le dijeron la semana pasada. Sin embargo no estamos resolviendo el conflicto de fondo y por lo tanto seguimos sufriendo las consecuencias: los inventarios en proceso son muy altos, no cumplimos con las fechas de entrega, el flujo de materiales es muy lento y que los costos son elevados. LA DIRECCIÓN DE LA SOLUCIÓN Para resolver el conflicto anterior debemos encontrar la manera de invalidar alguna creencia dentro de ese paradigma. Lo que vamos a cuestionar e invalidar es la conexión superior. Para Controlar los costos necesitamos Usar indicadores de eficiencia local. Por qué? Porque pensamos que si los recursos no están produciendo la mayor parte del tiempo es malo para la organización. Será cierto este supuesto? Modo de operar: Tratar que todos los recursos trabajen todo el tiempo a su máxima eficiencia Para demostrar lo erróneo de esta creencia o supuesto o modo de operar, vamos a tomar el caso más genérico de todos en operaciones: el producto que estamos dando no lo produce un solo recurso, sino que son unos cuantos recursos diferentes que tienen que hacer ciertas cosas en secuencia. La dirección del flujo es la indicada en la figura 2 X Figura 2 Maximizar el uso del recurso X Vamos primero a asegurarnos que un solo recurso trabaje al 100%. El recurso X. Recordemos que en el ambiente de operaciones están siempre presentes la fluctuación estadística de los recursos y los imprevistos o Murphy como se le acostumbra a llamar en Teoría de Restricciones. Podemos y debemos minimizar o reducir estos imprevistos, pero nunca los podremos eliminar. Esto quiere decir, que de vez en cuando, algunos de estos recursos se van a descomponer por un determinado período de tiempo. Y si eso sucede, significa que durante el tiempo que ese recurso está parado no va a producir, lo que significa que no podrá a abastecer al recurso X, y este no va a producir durante ese tiempo. Como queremos utilizar al recurso X al 100% entonces lo que tenemos que hacer es construir un banco de trabajo o de acumulación delante de él (figura 3). Esto quiere decir, que aunque uno de los recursos previos se detenga por un período de tiempo, el recurso X podrá seguir trabajando. Esto cuesta dinero, por ejemplo en producción se paga con inventario, en servicios muchas veces el costo es muchísimo más caro pues el banco de trabajo se construye con el tiempo de espera del cliente.

4 X Figura 3 El banco de trabajo Construimos el banco de trabajo y Murphy ataca a algunos de los recursos previos, por ejemplo, al recurso amarillo, el cuál deja de producir. Como hemos construido un banco de trabajo delante del recurso X, este puede seguir produciendo, tomando ahora trabajo del banco. En esta situación el banco de trabajo comienza a disminuir, con lo cuál una vez que hemos corregido el impacto de Murphy y todos los recursos están funcionando, éstos no solamente deberán trabajar al ritmo del recurso X o producir la misma cantidad que este utiliza, sino que al mismo tiempo tienen que reabastecer el banco de trabajo. Y no tienen un tiempo infinito para hacerlo. Tienen que reconstruir el banco de trabajo antes de que Murphy ataque nuevamente. Lo cuál quiere decir, que para asegurar que el recurso X se utilice el 100% del tiempo, los recursos anteriores deben de tener mucho más capacidad que X. Tienen que poder alimentar al recurso X y reconstruir el banco de trabajo al mismo tiempo. Hasta ahora hemos demostrado, que si queremos utilizar el recurso X al 100%, todos los demás recursos, tienen que tener muchísima más capacidad. Y si tratamos de utilizar esa capacidad todo el tiempo? Supongamos que activamos todos los recursos previos, no solo para restablecer el banco de trabajo y luego hacerlo de acuerdo a la velocidad del recurso X, sino que trabajamos todo el tiempo al 100%, independientemente de que el banco esté lleno. Si hacemos esto, el banco de trabajo comenzará a crecer, crecer y crecer. Y esto implicará un gran incremento en el costo y en el tiempo de entrega, todo lo contrario a los objetivos que queremos lograr en producción. O sea que nuestro modo de operar Tratar que todos los recursos trabajen todo el tiempo a su máxima eficiencia no nos conduce a nuestra meta. Ni nos ayuda a controlar los costos, ni a acelerar el flujo. La dirección de la solución viene por darnos cuenta que lo máximo que podemos hacer es tratar de utilizar muy pocos (tal vez uno solo) recursos al 100%, y todo lo demás, si queremos ganar dinero, o dar un servicio razonable, tendrá que tener capacidad protectiva. Esta capacidad protectiva es la que se necesita para reconstruir el banco de trabajo. Necesariamente este nuevo modo de operar implica que cada tanto, los recursos con capacidad protectiva, estarán sin producir o sea sin hacer producción. LOS 5 PASOS DE TEORÍA DE RESTRICCIONES Sabemos entonces que el tratar que todos los recursos trabajen todo el tiempo a su máxima eficiencia no es siempre lo mejor. Tampoco el opuesto es el adecuado pues si no trabajo ningún recurso no se lograrán los objetivos de producción. La construcción de la solución, el procedimiento de planificación y control de la producción de Teoría de Restricciones conocido por sus siglas DBR por Drum-Buffer-Rope, es consecuencia de la aplicación del proceso de mejora continua de Teoría de Restricciones, conocido como Los 5 Pasos [2] y de la invalidación del modo tradicional de operar. Para explicar este proceso, el Dr. Goldratt utiliza una analogía con una cadena por su similaridad con un sistema u organización. Cada cadena consta de eslabones de diferente fuerza o capacidad. En toda cadena independiente hay un eslabón, y sólo uno, que presenta menos resistencia que los demás: el eslabón más débil; éste limita o define el rendimiento máximo de la cadena correspondiente, es decir, el eslabón más débil constituye la restricción del sistema. Si se toman medidas para que el eslabón más débil gane resistencia, es decir, para eliminar la restricción, será otro eslabón el que pasará a ser el más débil. Es importante indicar que el eslabón más débil únicamente puede definirse como tal teniendo en cuenta el rendimiento exigido a toda la cadena. Si a una cadena con una resistencia de 10 toneladas aplicamos algo con mayor peso, resultará muy fácil identificar cuál es el eslabón más débil: el punto en que se romperá la cadena. Sin embargo, si nunca se utiliza la cadena para objetos con más de 10 toneladas, a efectos prácticos, este eslabón más débil no

5 constituirá una limitación al sistema dado que siempre soportará toda la carga que apliquemos. Por tanto, en la determinación de dónde puede encontrarse la limitación a un sistema es esencial qué se exija de éste. Entonces, para mejorar la cadena debemos: 1. Identificar la restricción 2. Decidir cómo utilizar la restricción 3. Subordinar todo lo demás a lo decidido en el paso 2 4. Elevar la restricción 5. Volver al paso 1, evitando la inercia 1. Identificar la restricción. El primer paso es determinar exactamente qué parte del sistema constituye el eslabón más débil. Qué ha de ser modificado? La restricción puede tener carácter físico o incluso podría ser un problema ocasionado por una normativa organizacional. 2. Decidir cómo utilizar la restricción. La palabra clave es utilizar o explotar. En este contexto, explotar no tiene la connotación negativa propia de contextos políticos o sociológicos; aquí, explotar significa aprovechar la máxima eficacia de la propia restricción en su configuración actual. Explotar o aprovechar un elemento del equipamiento generalmente implica eliminar el tiempo muerto de utilización de la maquinaria. No desconectarla durante las pausas del almuerzo, realizar tareas de mantenimiento por la noche para así evitar fallos en la jornada de trabajo, realizar el control de calidad de los materiales introducidos en la máquina de forma que no se pierda tiempo volviendo a realizar las tareas o eliminando materiales. Dicho de otra forma, hacer que cada instante en que actúa la restricción sea tenido en cuenta, y hacer que la propia restricción sea lo más eficaz posible sin necesidad de realizar una inversión de capital adicional. En esta etapa estamos además haciendo el mejor control de costos, pues no permitimos medidas de incremento de la capacidad de la restricción costosas. Recién en el paso 4, cuando le hayamos sacado el máximo jugo al sistema las permitiremos. 3. Subordinar todo lo demás. Vamos a dejar que la propia restricción marque el ritmo. Una vez que hemos identificado cuál es la limitación y que hemos estudiado cómo sacar el mayor provecho de ella, vamos a sincronizar con la restricción al resto de los componentes del sistema. En prácticamente todas las situaciones, será necesario volver a ajustar piezas del sistema: el tiempo muerto de algunas áreas deberá considerarse como necesario. Para algunos responsables de compañías se trata de una idea difícil de aceptar, especialmente para aquéllos que están acostumbrados (y tal vez son gratificados) a trabajar según la eficiencia individual (es decir, la suboptimización). 4. Elevar la restricción. Habiendo llegado a este punto tenemos que tomar una decisión. Ha quedado eliminada la restricción tras los tres primeros pasos? (es decir, la restricción identificada en un principio ya no limita los resultados del sistema?). Frecuentemente, los pasos de explotación y subordinación bastan. En caso positivo, vaya al paso 5; en caso negativo, el siguiente paso a realizar será elevar la restricción. Dado que la restricción originalmente identificada sigue limitando los resultados del sistema a pesar de todos los esfuerzos realizados para hacerlo lo más eficaz posible, la única vía restante es aumentar la capacidad de la parte limitada del proceso, y continuar con esta tarea hasta que la restricción realmente quede eliminada. Esta elevación puede requerir la compra de otro elemento técnico (una inversión de capital) o no hacer uso de parte de la restricción; o bien puede ser algo tan sencillo como determinar la realización de horas extras o establecer un segundo turno de trabajo. Qué diferencia hay entre explotar y elevar? Simplemente, explotar significa que modificamos nuestra forma de utilizar el recurso limitado sin tener que invertir más dinero. Elevar significa invertir más dinero para aumentar la capacidad del recurso restrictivo. Así que, si deseamos gastar más dinero del que estamos gastando ahora para obtener más dinero, estamos elevando, no explotando. Pero, por qué gastar dinero si no es completamente necesario? Evidentemente, elevar no tendrá mucho sentido hasta que estemos seguros de que hemos explotado la restricción al máximo posible. 5. Volver al paso 1, evitando la inercia. Una vez eliminada la restricción (en el paso 3 o en el 4), vaya al paso 1 y vuelva a comenzar el proceso. Identifique cuál es la siguiente restricción que limita los resultados del sistema, y elimínela. Ha de tenerse cuidado con evitar la inercia, ya que no debemos olvidar que el ciclo no se detiene nunca: siempre existe otra restricción tras la restricción que hemos resuelto. Asimismo, en los sucesivos ciclos de los cinco puntos de enfoque, es posible que debamos volver a estudiar una restricción que creíamos eliminada.

6 LA SOLUCIÓN DE TEORÍA DE RESTRICCIONES: EL PROCEDIMIENTO DBR De los 3 primeros pasos se deducen los principales componentes del DBR. Las restricciones o recursos con capacidad restringida (CCR) son los que determinan el ritmo de la producción. El primer paso que debemos hacer es identificarlas. Luego debemos explotar esas restricciones o CCR. Estos recursos son los únicos que deben utilizarse lo máximo posible y por eso para estos recursos se establece un programa detallado de tareas. El programa de tareas de los CCR es lo que se llama el tambor (Drum), ya que marcan el ritmo de toda la producción. El tambor es la clave para sincronizar el trabajo de todos los otros recursos. La subordinación del resto de los recursos al programa de los CCR implica asegurarnos que los materiales correctos estén delante de los CCR para cuando estos lo necesiten. Esto se logra entregando a la planta las materias primas necesarias un amortiguador de tiempo (Buffer) antes que el momento en que esté programado para ser trabajado en el CCR. El buffer es un intervalo de tiempo, el intervalo de tiempo en el cual el material es liberado previo a que lo necesite el CCR. Para una correcta subordinación necesitamos además regular el ritmo de entrega de materiales a la planta. El acto de regular la liberación de materiales de acuerdo al tambor y al amortiguador de tiempo, es lo que se denomina la cuerda (Rope). Para esto se establece un programa de entrega de materiales, que se obtiene restando el amortiguador de tiempo al programa del CCR. La entrega de materiales debe hacerse según el programa, no deben entregarse materiales aunque haya recursos que momentáneamente estén sin trabajo. Luego de instalado este procedimiento el control de planta y la mejora del sistema se lleva a cabo con el mecanismo de gestión de amortiguadores. CONCLUSIONES Desde 1984, año en que el Dr. Goldratt publica este procedimiento [3], millones de personas han accedido a este conocimiento y miles de empresas lo han implementado con éxito. Los resultados promedios que se logran al implementar esta metodología son [4]: Tiempo de Ciclo: reducción promedio del 70% Cumplimiento de fechas de entrega: mejora del 44% Niveles de Inventario: reducción promedio del 49% Desempeño Financiero: incremento promedio del 63% Por un lado el DBR tiene un potencial muy grande en lograr rápidamente la estabilidad y predictibilidad del sistema. El mecanismo de buffers permite estabilizar la producción y ser confiable en el cumplimiento de las fechas de entrega. Luego que el sistema está estable, agregándole la identificación y explotación de los CCR se logra sacarle mucho más jugo. Y todo esto se puede hacer en poco tiempo. Pero por otro lado, el implementar esta solución cuestiona y va en contra de nuestra manera actual de operar, de nuestras creencias y de nuestra manera de evaluar la mejora. La resistencia al cambio y cómo abordarla, es un factor clave que se debe tener muy en cuenta al comenzar un cambio de esta magnitud. REFERENCIAS 1. Eliyahu Goldratt. Programa Goldratt vía Satélite. Sesión 1 2. Eliyahu Goldratt. El Síndrome del Pajar 3. Eliyahu Goldratt. La Meta 4. Mabin, Victoria J. y Steven J. Balderstone, The World of the Theory of Constraints: A review of the International Literature, St. Lucie Press, Boca Raton, Florida, 2000