UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN FIIS – EAP ING. IND. PLANEAMIENTO Y CONTROL DE PLANEAMIENTO OPERACIONES I
TEORÍA DE RESTRICCIONES
1. LA TEORIA DE RESTRICCIONES La Teoría de las restricciones fue descrita por primera vez por Eliyahu M. Goldratt al principio de los 80 y desde entonces ha sido ampliamente utilizada en la industria. Es 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. Está basada en el simple hecho de que los procesos, de cualquier ámbito, solo se mueven a la velocidad del paso más lento. lento. La manera de acelerar el proceso es utilizar u catalizador en el paso más lentos y lograr que trabaje hasta el límite de su capacidad para acelerar el proceso completo.
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1. LA TEORIA DE RESTRICCIONES La Teoría de las restricciones fue descrita por primera vez por Eliyahu M. Goldratt al principio de los 80 y desde entonces ha sido ampliamente utilizada en la industria. Es 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. Está basada en el simple hecho de que los procesos, de cualquier ámbito, solo se mueven a la velocidad del paso más lento. lento. La manera de acelerar el proceso es utilizar u catalizador en el paso más lentos y lograr que trabaje hasta el límite de su capacidad para acelerar el proceso completo.
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La teoría enfatiza la atención en el principal factor limitante. limitante. En la descripción de esta teoría se reconoce factores limitantes, restricciones o “cuellos de botella”.
Las restricciones pueden ser un individuo, un equipo, una pieza de un aparato o una política local, o la ausencia de alguna herramienta o pieza de algún aparato. En el libro LA META, Goldratt, resalta la aplicación de la teoría de las restricciones (TOC – Theory of Constraints-), donde la idea medular es que en toda empresa hay, por lo menos, una restricción.. Si así no fuera , generaría ganancias ilimitadas. restricción Siendo las restricciones factores que bloquean a la empresa en la obtención de más ganancias, toda gestión que apunte a ese objetivo se debe gerenciar focalizando en las restricciones .
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TOC es una metodología sistemática de gestión y mejora de una empresa que se basa en las siguientes ideas: 1. La Meta de cualquier empresa con fines de lucro es ganar dinero de forma sostenida, esto es, satisfaciendo las necesidades de los clientes, empleados y accionistas. 2. Si no gana una cantidad ilimitada ili mitada es porque algo se lo está impidiendo: impidiendo: sus restricciones.
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2.OBJETIVO DE LA EMPRESA
Aunque muchas personas no están de de acuerdo con Goldratt, él tiene una idea muy sencilla del objetivo de la empresa. El objetivo de una empresa es ganar dinero ahora y en el futuro
Notar que ello implica optimizar con la connotación que todos conocemos. Goldratt sostiene que una organización puede tener muchos propósitos (proporcionar empleos, consumir materias primas, aumentar las ventas, ampliar la porción de mercado, desarrollar tecnologías o fabricar productos de alta calidad), pero estos no aseguran la supervivencia a largo plazo de la empresa. Son apenas medios para alcanzar el objetivo, objetivo , no el objetivo mismo. Si la empresa gana dinero, sólo entonces prosperará; mientras la empresa tenga dinero, puede poner mayor énfasis en los otros objetivos. 01/12/2015 PCO I 5
3. MEDICIONES DEL RENDIMIENTO
Para medir de forma adecuada el rendimiento de una empresa, hay que usar dos conjuntos de mediciones: desde el punto de vista financiero y otro desde la perspectiva operativa. a. MEDICIONES FINANCIERAS ¿Cómo se mide la capacidad de la empresa para ganar dinero? En términos financieros, se controla lo siguiente: 1. Ganancia Neta, que es una medición absoluta en unidades monetarias. 2. Rendimiento sobre Inversiones , que es una medición relativa que se basa en las inversiones. 3. Flujo de Efectivo , que es una medición de supervivencia. Para evaluar de manera precisa el rendimiento de la empresa en términos financieros, hay que usar juntas las tres mediciones. P.e. una ganancia neta de 10 millones de soles es importante como medición única, pero no tiene un significado real, hasta que se sepa cuánto se invirtió para generar estos 10 millones.
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Si la inversión fue de 10 millones de soles, entonces es un rendimiento sobre la inversión del 10%. El flujo de efectivo es importante, ya que el dinero en efectivo se requiere para pagar los gastos de las operaciones cotidianas; si no hay efectivo, una empresa puede quebrar aunque sus aspectos contables sean sólidos. Una empresa puede tener ganancias altas (libros) y alto rendimiento sobre inversiones (cálculos y comparaciones) , pero le puede faltar efectivo si, por ejemplo, se invierten las ganancias en nuevo equipo o se conservan en inventario o se otorga crédito en desproporción a los requerimientos de nuevos ciclos productivos.
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b. MEDICIONES OPERATIVAS
Las mediciones financieras siendo buenas, no pueden usarse a nivel operativo. Se necesitan otras mediciones que nos sirva como guía. Con frecuencia: Los desempeños financieros favorables hacen olvidar los desempeños operativos; pero los desempeños operativos influyen en el desempeño financiero ¿o no? Hay tres tipos de mediciones: 1. Capacidad global o throughput , la tasa de generación de dinero en el sistema por medio de las ventas. 2. Inventario, Todo el dinero que el sistema ha invertido en las cosas que pretende vender. 3. Gastos operativos , todo el dinero que gasta el sistema para transformar el inventario en capacidad global. La capacidad global se define como los bienes vendidos. Un inventario de bienes no es parte de la capacidad global. Tienen que ocurrir las ventas. Se define así para evitar que el sistema de producción vea como un logro los inventarios, esperando venderlos luego. Los inventarios generan costos y consumen efectivo (PCO II).
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El inventario que se mantiene, sin importar cual sea la etapa, se evalúa únicamente en el costo de los materiales que contiene. Se ignora el dinero que se invierte para convertir las materias primas en capacidad global. Los costos operativos incluyen costos de producción, como mano de obra directa e indirecta, costos de manejo de inventarios, depreciación de equipo, materiales y suministros que se usan en la producción, y costos administrativos. La diferencia clave es que no es necesario separar la mano obra directa e indirecta. Como se muestra en el cuadro 1,
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El objetivo de la empresa es considerar estas tres mediciones simultáneas y continuamente para alcanzar el objetivo de ganar dinero.
FACTURACION
UTILIDADES NETAS
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INVENTARIO
RETORNO SOBRE LA INVERSION
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GASTOS DE OPERACION
FLUJO DE CAJA
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4. CAPACIDAD
Tenemos ya una idea de capacidad, ¿cuál es ésta? 14 Conceptualmente ¿cómo disminuye la capacidad de diseño? Un cuello de botella (X) es aquél CT, proceso, decisión, cuya capacidad de respuesta es igual o menor que la demanda depositada en él. Un no - cuello de botella (Y) es aquel cuya capacidad es mayor que la demanda puesta en él. Estos dos bloques X y Y, resultan en cinco interacciones básicas. Suponga que X y Y dispongan de 40 horas semanales y el flujo que pasa por estos dos recursos emplea 10 minutos por unidad en X y 6 minutos por unidad en Y. Es fácil ver que la producción total que pasa por semana en X es de 240 unidades (40*60/10) y la que pasa en Y es de 400 unidades (40*60/6).
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Las cinco interacciones básicas son las siguientes: 1. De Y a X: el flujo va del no-cuello de botella al cuello de botella Caso 1
y
x
2. De X a Y: el flujo va del cuello de botella al no cuello de botella. Caso 2
y
x 01/12/2015
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3. De Y1 a Y2: el flujo va del no-cuello de botella a otro no-cuello de botella Caso 3
Y1
Y2
4. De X1 a X2: el flujo va de un cuello de botella a otro de botella Caso 4
X1
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5. De X a Y a montaje: un cuello de botella y un nocuello de botella alimentan una operación de montaje. Caso 5
X Y
Montaje
En el caso 1, si el primer recurso se programa en forma tradicional producirá 400 unidades por semana y estas alimentaran a X. Observe que X puede mover sólo 240por semana, dejando un inventario acumulado de 160 unidades por 01/12/2015 PCO I semana.
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En el caso 1, si el primer recurso se programa en forma tradicional producirá 400 unidades por semana y estas alimentaran a X. Observe que X puede mover sólo 240por semana, dejando un inventario acumulado de 160 unidades por semana. Esto no incrementa la producción total del sistema porque ello esta determinado por el cuello de botella, que es de 240 por semana. Si Y produce solo 240 unidades por semana, se utilizarán 24 horas por semana. Note que si esta máquina se para una hora por una falla mecánica, no tiene efecto en la producción total de 240 unidades por semana. Por otra parte, si X se detiene durante una hora, la producción total alcanza 234 unidades, esto no se puede recuperar y se pierde. Esta situación ilustra que el recurso Y debe sincronizarse con el recurso X para balancear el flujo. En el caso 2, el recurso X produce 240 unidades por semana que alimentan al recurso Y, que puede procesar estas unidades en 24 horas.
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Mientras haya material disponible, X puede continuar produciendo una producción total máxima. En este caso también ilustra el concepto de tamaño de lote de transferencia. Definamos el lote de proceso como las 240 unidades serán de 64 horas (40 horas en X más 24 horas en Y). Un lote de transferencia es la cantidad de unidades que se transfiere a la siguiente operación. Suponga que el lote de transferencia es de 10 unidades. Las primeras 10 unidades requerirán 100 minutos para moverse por X; pueden moverse a Y donde el procesamiento puede comenzar y completarse en 60 minutos. El segundo lote de transferencia de 10 unidades se realizara en X en 200 minutos, se transferirá a Y, donde se terminará, en 260 minutos. 01/12/2015
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El tiempo de entrega total para procesar las 240 unidades será de 41 horas(40 horas en X más 60 minutos para procesar el último lote de transferencia de 10 en Y) ¡Esta es una reducción de 23 horas en el tiempo de producción total!. Caso 3. El caso ilustra la situación en que ambos recursos son no- cuello de botella. Si la demanda por este producto es de solo 240 unidades semanales, no hay necesidad de producirlo a una tasa de 400 por semana, porque habría una acumulación de inventario de 160 unidades por semana. En este caso es importante que los recursos 2Y estén sincronizados con la demanda. El caso 4 ilustra la situación en que ambas capacidades son de 240 unidades por semana, o que la demanda es mayor que la capacidad de cualquiera de las dos, aun si las tasas de producción total son diferentes para X1 y X2. 01/12/2015
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Por ejemplo: digamos que X1 tiene una tasa de producción total de 240 unidades por semana, mientras que X2 tiene una tasa de 200 unidades por semana. Si la demanda es de 260 unidades a la semana, entonces ambos serán cuellos de botella porque su capacidad es menor que la demanda que les corresponde atender. Si la demanda fuera de 240 por semana, entonces X2 sería un recurso cuello de botella y X1 sería no cuello. El caso 5, muestra porque estos dos recursos deben estar sincronizados cuando alimentan una operación de montaje. Mantenga la producción total en 240 para X y en 400 para Y. Es evidente que la operación de montaje no permitirá la producción de más de 240 unidades por semana, porque el recurso X es la restricción. 01/12/2015
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Adviértase que, por ello, el recurso Y debe estar sincronizado en 240 por semana, si no, el inventario se acumulará después de Y y antes de la operación de montaje.
5. REGLAS DE TEORIAS DE RESTRICCIONES R1: El nivel de utilización de un no-cuello de botella no está determinado por su potencial, sino por alguna otra restricción en el sistema Como se muestra en los casos 1,2,4 y 5, la utilización de un no- cuello de botella fue determinada por el cuello de botella y no por su propia capacidad. En el caso 3, la restricción aplicada al no- cuello de botella es la demanda de mercado. 01/12/2015
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De este análisis resulta entender porqué los recursos nocuello de botella no deberían utilizarse al 100% de su capacidad. Más bien, estos recursos deben programarse y operarse con base a las otras restricciones en el sistema. Si así se hiciera, los recursos no- cuellos de botella no producirían más de lo que el cuello de botella puede absorber, con lo que se puede prevenir un incremento en los inventarios y los gastos de operación.
R2: Utilización y activación de un recurso no son sinónimos.
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Tradicionalmente, utilización y activación se consideran como sinónimos. Sin embargo para el pensamiento TOC existe una gran diferencia entre hacer el trabajo requerido( lo que debería hacerse o activación) y ejecutar cierto trabajo que no es necesario en un tiempo en particular( lo que hacemos o utilización). Así, es vitalmente importante programar todos los recursos no cuellos de botella dentro del sistema de manufactura basados en las restricciones del sistema.
R2: Utilización y activación de un recurso no son sinónimos. R3: Una hora pérdida en un cuello de botella es una hora pérdida en todo el sistema. 01/12/2015
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Consideremos ahora otro importante aspecto de las actividades de piso, denominado tiempo de preparación. El tiempo disponible para cualquier recurso se divide entre el tiempo de procesamiento y el tiempo de preparación, y como se muestra en la figura 1. Sin embargo, hay una diferencia entre los tiempos de preparación en un cuello y en un no cuello de botella. Cuello de botella Tiempo de procesamiento Tiempo de preparación No cuello de botella Tiempo de procesamiento Tiempo Ocioso Tiempo de preparac.
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Si podemos salvar una hora de tiempo de preparación en un recurso cuello de botella, ganamos una hora de tiempo de procesamiento. Es un recurso no cuello de botella, tenemos tres elementos de tiempo; procesamiento, preparación y tiempo ocioso. Claramente si ahorramos una hora de tiempo de preparación, ganamos una hora de tiempo ocioso puesto que el cuello de botella aún restringe la capacidad del no- cuello. Consecuentemente una hora salvada en un no- cuello de botella es probable que no tenga un valor real. Sin embargo, existe una ventaja al reducir los tiempos de preparación de máquinas no- cuello de botella. Debido al tiempo más pequeño de preparación, pueden realizarse más preparaciones y por lo tanto reducir los tamaños de lotes. 01/12/2015
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A pesar de qué tamaños de lote más pequeños no incrementan la facturación, tienden a reducir los niveles de inventarios y algunos gastos de operación.
R4: Una hora ganada en un no- cuello de botella sólo es un espejismo.
R5: Los cuellos de botella gobiernan tanto la facturación como el inventario en el sistema.
R6: El lote de transferencia no debe ser igual al lote de proceso.
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R7: El lote del proceso debe ser variable y no fijo.
R8: La capacidad y las prioridades deben considerarse simultáneamente, no de manera secuencial. ( acerca de prioridades y tiempos guía)
R9: Balancee flujo, no capacidad ( acerca de la contabilidad de costos y evaluación del desempeño)
R10: La suma de óptimos locales, no es igual al óptimo del sistema. 01/12/2015
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CASOS
DE
TEORÍA
DE
RESTRICCIONES
En este ejemplo, hay dos trabajadores en cada uno de los tres turnos de fabricación de cuatro productos. La demanda del mercado no tiene límites y absorbe todos los productos que puedan generar los trabajadores. Lo único que se estipula es que la relación de productos que se venden no puede ser más de 10 a 1. Los trabajadores 1 y 2, de cada turno, no están capacitados en el trabajo del otro y por lo tanto, solo pueden efectuar sus propias operaciones. En el cuadro se presentan los tiempos y costos de las materias primas (MP); en la parte inferior del cuadro hay un resumen de los costos y tiempo. Los gastos operativos semanales son de 3000 dólares.
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¿Cuáles son las cantidades que se deben de producir Para: Maximizar las comisiones del personal de ventas, Maximizar la ganancia bruta por unidad, Maximizar la utilización de recursos con cuello de botella ( con lo que tiene la mayor ganancia bruta)? Producto
Precio de venta ( cada uno )
A B C D
30 32 30 32
Tiempo de procesamiento requerido por unidad (min) trab 1 trab 2
15 15 5 5
20 20 30 30
Costo de MP por unidad
18 22 18 22
Un trabajador 1 y un trabajador 2 operan en cada turno. 01/12/2015
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Tres turnos. Cinco días por semana Ocho horas por turno. Gastos Operativos = $3000 por semana Precio de Venta
Producto A
Producto B
Producto C
Producto D
$ 30
$ 32
$ 30
$ 32
Trabajador 1
Trabajador 1
Trabajador 1
Trabajador 1
5 min./unidad
5 min./unidad
5 min./unidad
5 min./unidad
MP $3
Trabajador1
MP
MP
$7
$3
10 min./unidad
MP
Trabajador2
$7
10 min./unidad
Trabajador2 MP
20 min./unidad
$5
MP $5
MP 01/12/2015
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$ 10
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Objetivo1. Maximizar las comisiones por ventas El personal de ventas prefiere vender B y D (precio de venta 32 dólares), en vez de A y C (precio de venta 30 dólares). Los gastos operativos semanales son 3000 dólares. La relación de las unidades que se venderán es: A 1: B10: C1: D10. El trabajador 2 de cada turno es el cuello de botella y por tanto determina la producción. 5 días / sem * 3 turnos * 8 horas * 60 min. = 7200 minutos por semana
El trabajador 2 dispone de 7200 min por semana y requiere estos tiempos por cada unidad: A = 20 min. B = 20 min. C = 30 min. D =30 min. 01/12/2015
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La tasa de unidades de salida es 1:10:1:10 para A, B, C, D respectivamente, entonces T AQ A + TBQB + TCQC + TDQD es de la forma: 20(X) + 20(10X) + 30(X) + 30(10X) = 7200 550X = 7200 X= 13.09 Por lo que habrá producir las siguientes cantidades semanales: A = 13 B = 131 C = 13 D = 131
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Ganancias bruta por semana (precio de venta menos materias primas menos gastos operativos) es :
Ganancia bruta semanal = precio de venta - materias primas -gastos operativos Ganancia bruta semanal =13(30-18)+131(32-22)+13(30-18)+131(32-22)3000 Ganancia bruta semanal = - 68 Ganancia bruta semanal = ($68) pérdida . ¿Qué debería mejorar del trabajador 2 para lograr por lo menos el equilibrio?
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Objetivo 2. Maximizar la ganancia bruta por unidad. Ganancia bruta = precio de venta – costo de materias primas
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Prod ucto
Precio de venta – costo de materias primas
Ganancia bruta
A
30 -18
12
B
32 - 22
10
C
30 -18
12
D
32 -22
10
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* A y C tienen la ganancia bruta mayor, por lo que la relación de producción pensando sólo en este parámetro debería ser 10:1:10:1 para A , B, C, D, no 1: 10: 1: 10 * El trabajador 2 es la restricción y tiene 7200 minutos disponibles por semana . * Como A y B requieren 20 minutos , C y D 30 minutos cada uno, se tiene: 20(10X) + 20(X) + 30(10X) + 30(X) = 7200 550X = 7200 X = 13.09 El numero de unidades que hay que producir seria : A = 131 B = 13 C = 131 D = 13 Ganancia bruta = 131(30-18)+13(23-22)+131(30-18)+13(32-22) -3000 Ganancia bruta = $ 404
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Objetivo 3: Maximizar el uso del recurso con cuello de botella Por cada hora de actividad del trabajador 2, se obtiene el siguiente número de productos y ganancia bruta :
(1) producto
(2) Tiempo de producción minutos
(3) Unidades producidas por hora
(4) Precio de venta de cada una
(5) Costo de MP por unidad
(6) Ganancia bruta por hora 3*(4-5)
A
20
3
30
18
36
B
20
3
32
22
30
C
30
2
30
18
24
D
30
2
32
22
20
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El producto A genera la mayor ganancia bruta por hora del trabajador 2, por lo que la relación seria 10:1:1:1 para A, B, C,D. El tiempo disponible para el trabajador 2 es de 7200 minutos. 20(10X) + 20(X) + 30(X) + 30(X) = 7200 280X = 7200 X= 25.7 Entonces hay que producir: A = 257, B = C = D = 25.7 Ganancia bruta = Ventas – materias primas – 3000 Ganancia bruta = 257(30-18) + 25.7(32-22) + 25.7(30-18) + 25.7(32-22) – 3000 Ganancia bruta = $ 906.40 Resumiendo, tres objetivos diferentes derivan en tres resultados diferentes: 1. Maximizar la comisión de ventas lleva a pérdida semanal de $68.0 2. Maximizar la ganancia bruta por producto genera ganancia de $ 404.00 3. Maximizar la producción del recurso escaso o CB mejora el desempeño y genera ganancia de $ 906.4
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6. RECURSO DE CAPACIDAD RESTRINGIDA (CCR). Un recurso de capacidad restringida ( CCR por las siglas de capacity constraint resource) es aquél que si no se programa y maneja adecuadamente, puede hacer que el flujo del producto se desvié del flujo planeado .
Un CB puede ser un CCR, pero también puede serlo un NCB
Restricciones
Un CCR no es el único tipo de restricción que puede retrasar el desempeño, las restricciones del mercado pueden también restringir la utilización de los recursos de manufactura disponibles. Un mercado más grande incrementará la producción total y las utilidades netas. Las restricciones de materiales pueden restringir la utilización de los recursos. Si la capacidad es mayor que la producción total actual con una restricción de materiales, el uso de más materiales incrementará la producción total y las utilidades .... Comente Las restricciones logísticas incluirán tanto las funciones de planeación y control, como las de entrada de órdenes o los sistemas de control de los materiales. Los largos tiempos de entrega en la programación y en entrada de las órdenes pueden significar una restricción en la capacitada de la compañía para obtener más ordenes en el mercado, apoyados en la rapidez del servicio.
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Las restricciones administrativas son aquellas políticas y estrategias que evitan que el sistema mejore su desempeño .
Las restricciones del comportamiento pueden ser las más difíciles de eliminar. En comentarios anteriores sobre la utilización de los recursos no cuellos de botellas, quedó claro que es mejor sub utilizar para no acumular inventarios . Un problema importante de comportamiento es mantener ocupada la maquinaria para causar una buena impresión en la administración. Cuando hay trabajadores y maquinas detenidos suele creerse que se desperdicia el tiempo de la mano de obra y de activos valiosos, cuando en realidad tal situación puede significar que el flujo de productos se está sincronizando. Manufactura sincronizada. En su innovadora novela La Meta, Goldratt utiliza el concepto de un grupo de boy scout en una salida al bosque, para ilustrar el concepto de sincronización. Material proporcionado para lectura (Domínguez Machuca)
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La fila se alargará (igual que se incrementará el inventario de producción en proceso). Nuestra meta es mantener la tropa agrupada, porque la persona mas lenta determina cuándo llegaran todos a su destino. De manera que el CB (la persona más lenta) determina la producción total.
¿Cómo mantener reunido al grupo (reducir el trabajo en proceso) y alcanzar nuestro destino en el menor tiempo posible (menor tiempo de entrega, maximización del tiempo total)?. Una posibilidad es poner adelante a los más lentos y atrás a los mas rápidos. En este caso el proceso asumirá la velocidad del primer muchacho, el más lento. Esto está bien si se tiene la capacidad de un flujo de proceso con el CB en el nivel de la materia prima y los recursos con la mayor capacidad en el nivel de los artículos terminados. Una segunda posibilidad, es dejar a todos en el orden original y atarlos con una cuerda para tener la seguridad de que no se separan (¡ la línea de montaje a su propio paso!). Esta estrategia funcionará en sistemas con productos que pueden producirse de manera económica en la líneas a su propio paso, pero es inútil en un taller de trabajos.
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Una tercera posibilidad, es tener un tambor que fije el paso en la operación inicial (materias primas). Los que siguen en la fila tienen que escuchar el tambor y seguir su ritmo, o se abrirán espacios conforme se rezaguen. Si el muchacho más lento no mantiene el paso con el tambor, entonces este y todos los que vienen detrás quedarán separados de la tropa que va al frente. Técnica de tambor- amortiguador – cuerda. La forma de hacer que todos los boys scouts se sincronicen en combinar el tambor con la cuerda. Si el muchacho más lento esta atado por l a cuerda al frente, y el tambor fija su paso, entonces se verán forzados a marchar a la misma velocidad. El muchacho que va al frente se verá obligado a marchar a la velocidad del más lento, por efecto de la cuerda. Los que van detrás del primero de la fila se verán obligados a marchar al mismo paso. Como el que fija el paso es el muchacho más lento, los que van detrás de él se verán forzados a marchar igual. Todos estarán marchando a la misma velocidad. Si existe la posibilidad de que haya alguna variación en el paso de la sección del frente, entonces se dejaran alguna holgura en la cuerda para que los marchistas puedan acelerar y desacelerar sin interferir con el mas lento. Esto es lo que se conoce cono técnica de tambor - amortiguador- cuerda.
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Para ver cómo funciona esto con un flujo de productos, véase la figura. El CCR (circulo negro) determina la producción total; corresponde al tambor que determina la producción total de toda la operación. Las operaciones que siguen al CCR se programaran de acuerdo con el programa del mismo. Una cuerda, representada por la línea de puntos, se ata a la operación inicial en el nivel de las materias prima. CCR tambor
Amortiguador de tiempo cuerda
Artículos terminados
Materias primas
Amortiguador de tiempo
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En nuestro ejemplo, la holgura de la cuerda absorbe la variación de la velocidad entre los que van al frente y el marchista más lento. En una situación de manufactura, tenemos el mismo problema con la variación en el tiempo de cada operación en el proceso entre las materias primas y el CCR. Si existe alguna variación en los tiempos de proceso, es posible que el flujo de productos no sea uniforme hacia el CCR y que éste pueda estar detenido en espera de que llegue el producto. 01/12/2015
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•La
regla 3 de Goldratt para la programación de la producción establece que el tiempo perdido en un cuello de botella es tiempo perdido en todo el sistema. •Es absolutamente esencial que el cuello de botella y el CCR no pierdan tiempo de producción. Debe haber un amortiguador antes del CCR para tener la seguridad de que el CCR no pierda tiempo de producción. Esto se conoce como amortiguador de tiempo, pues determina cuánto tiempo necesita amortiguarse. •Por ejemplo, si se presentan interrupciones que puedan durar dos días, será una buena idea tener un amortiguador de inventario de tres días justo antes del CCR De manera que si se presenta una interrupción de dos días, el CCR tendrá un inventario de tres días que podrá continuar sin que se pierda tiempo de producción.
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En la figura , notar que los amortiguadores están justo antes del CCR y justo antes de la operación final de montaje. El programa CCR suministra el flujo a esta operación final. La línea que suministra las demás partes al montaje final también debe estar protegida, para asegurar que no se interrumpa el programa de montaje final por problemas en esta línea derecha. Debe establecerse un amortiguador de tiempo al frente de cualquier operación de montaje que requiera de una parte de esta línea. Entonces se programa la línea de acuerdo con el programa de montaje final, y éste se protege contra las posibles interrupciones de la línea.
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EJEMPLO 1. Consideremos el flujo de proceso de la figura 1.1, en el cual los números indican la capacidad en unidades por semana. 1. ¿Cuál es el cuello de botella en este proceso? 2. ¿Cuál es la tasa de producción total para el proceso? 3. ¿Dónde deben colocarse los amortiguadores de tiempo? 4. ¿Dónde van las cuerdas? 5. ¿Cuáles serán las tasas de producción en cada centro de trabajo? CCR A
B
C
D
460
400
240
460 MONTAJE 300
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SOLUCIÓN 1. La capacidad más baja está en el proceso C, con una tasa de 240 unidades por semana. Este cuello de botella determinará la producción total de todo el proceso. Debe localizarse un amortiguador de tiempo antes de C, con una cuerda que vaya de regreso hasta A. 2. Los centros de trabajo A y B se programarán a una tasa de 240 unidades por semana, y A será la operación inicial. 3.Debe haber suficiente inventario de amortiguador justo antes de C, para asegurarse de que la variación que pueda haber en las operaciones A y B no entorpezca la máxima utilización del recurso C . El recurso D también se programará a una tasa de 240 por semana. Como el recurso cuello de botella alimenta el montaje final, debe haber un segundo amortiguador de tiempo en la línea inferior, justo antes de la operación de montaje final, para asegurar que ésta no se interrumpa por las variaciones en los procesos E y F. 01/12/2015
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4. Una cuerda irá de regreso al proceso E para asegurar que tanto E como F estén produciendo a una tasa de 240 unidades por semana. 5. El montaje final también será conducido a una tasa de 240 unidades por semana. Ahora están balanceados todos los flujos, no las capacidades. Algunos de los centros de trabajo tendrán capacidad en exceso, pero ésta no debe utilizarse al máximo so pena de incurrir en la acumulación de inventarios. El enfoque tambor - amortiguador - cuerda se ilustra en la figura . Figura Enfoque tambor-amortiguador-cuerda Amortiguador de tiempo CCR A
B
C
D
240 (460)
240 (400)
240 (240)
240 (460)
240 (400)
240 (360)
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240 = TASA DE PRODUCCIÓN
F PCO I
(460) = CAPACIDAD
MONTAJE 240 (300)
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EJERCICIO 2. La figura 2.1, muestra dos productos, M y N, que se venden en $100 y $110, con demandas de 90 y 100 por semana, respectivamente. Suponga que podemos vender esa demanda cada semana, si así lo deseamos. El producto M se obtiene de RM1, que cuesta $40 por unidad y requiere, primero, de 15 minutos de procesamiento en el recurso A y después de otros 10 minutos en el mismo recurso A. El producto N requiere que RM1 sea procesado 15 minutos en el recurso A y que RM2 (a un costo de $20 por unidad) se procese en el recurso C con un tiempo de 5 minutos por unidad. Después se mueven los dos al montaje final, el cual requiere 10 minutos en el recurso B. Están disponibles 2400 minutos por semana en cada recurso. Suponga que una unidad de RM1 se utiliza para producir una unidad de M y que se necesitan una unidad de RM1 y una unidad de RM2 para producir una unidad de N. ¿QUÉ PROGRAMADE PRODUCCIÓN MAXIMIZA LAS UTILIDADES? 01/12/2015
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FIGURA 2.1
RM1 $40/unidad
RM2 $20/unidad
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A 15 m
A 10 m
M
$100/unidad 90/semana
B 10 m
N
$110/unidad 100/semana
C 5m
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SOLUCIÓN El primer paso será determinar la utilidad neta por unidad. M tendrá una ganancia neta de $100 - $40 = $ 60. El producto N tendrá una utilidad neta de $110 -$40 - $20 = $50. Las cifras convencionales de contabilidad de las utilidades indican que M tiene el mayor margen de utilidades. Así que maximizaremos la producción de M y usaremos el tiempo restante para N. Si se producen 90 unidades de M, entonces se utilizarán 2250 minutos de¡ recurso A y se obtendrá una utilidad neta de $5400 de la venta de dicho producto. El recurso A deja libres 150 minutos que pueden utilizarse para producir 10 unidades de N. Esto da como resultado una ganancia de $500 procedente de N, para una utilidad neta total de $5900. El recurso B se utiliza 100 minutos y el recurso C se utiliza 50 minutos a la semana. Se Orientará la mercadotecnia a vender M y reducir el énfasis en N.
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El problema con este análisis es que no considera la utilización de¡ recurso A como cuello de botella, que es la restricción que evita el incremento de utilidades. Nótese que M utiliza 25 minutos por unidad de A, en tanto que N utiliza sólo 15 minutos. Recuerde la regla 3, que establece que una hora perdida en el cuello de botella es una hora perdida para todo el sistema. La producción total de todo el sistema depende de¡ cuello de botella, lo que sugiere que debe investigarse el cuello de botella como punto clave para incrementar las utilidades. Como N utiliza menos el recurso cuello de botella A, tal vez deba programarse primero N, dejando el tiempo restante para M. La producción de 100 unidades de N requerirá de 1500 minutos de A, 1000 minutos de B y 500 minutos de C, lo que dará como resultado una utilidad neta de $5000. Esto deja 900 m inutos en A para el producto M, y se podrán producir 36 unidades de M. Esto generará una utilidad neta de $2160 y una utilidad neta total de $7160, que representa un incremento de $1260 en las utilidades netas. 01/12/2015
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7. PROCESO DE MEJORA CONTINUA DE GOLDRATT. Para la mejora continua Goldratt desarrolló cinco pasos de TOC: 1 . Identificar las restricciones del sistema. 2. Decidir cómo explotar las restricciones del sistema.
3. Supeditar todo lo demás a la decisión tomada en el paso 2. 4. Elevar las restricciones del sistema. El término elevar significa hacer posible el logro de un desempeño más alto respecto a la meta.
5. Si en los pasos anteriores se ha violado una restricción, se regresa al paso 1. No debe permitirse que la inercia se convierta en una restricción. 01/12/2015
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EJERCICIO RESUELTO DE TEORIA DE RESTRICCIONES
Considere el proceso de producción descrito en la figura 5. Se fabrican dos productos P y Q; la demanda semana¡ es 100 unidades de P y 50 unidades de Q. El precio de venta de P y Q, respectivamente, es $90 y $100. Se cuenta con cuatro centros de trabajo, A, B, C y D, Cada centro de trabajo tiene una máquina que puede operar hasta 2400 minutos por semana. Se requieren tres tipos de materia prima. Los costos, rutas y tiempos de procesado de la materia prima en cada centro de trabajo se muestran en la figura 6. Con la meta de ganar dinero siempre presente, se determinará la mezcla de productos más rentable, siguiendo los cinco pasos de TOC.
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P
Q
Demanda 100 por semana $90 por unidad
Demanda 50 por semana $100 por unidad
Partes compradas a $5 por unidad
D 10 min.
D 5 min.
C 10 min.
C 5 min.
B 15 min.
A 15 min.
B 15 min.
A 10 min.
MP $20 por unidad
MP $20 por unidad
MP $20 por unidad PCO I
Producto
P
Q
precio de venta($)
90
100
costo de materiales
45
40
contribución
45
60
tiempo (recursoB en minutos)
15
30
dólares por 3 minuto de restricción
2
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SOLUCIÓN PASO 1. Identificar las restricciones de¡ sistema. Para identificar las restricciones de¡ sistema, se evalúa la carga semana¡ en cada máquina y se genera el perfil de recursos de capacidad. El cuello de botella evidente es el centro de trabajo B. Recurso
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P (min/sem)
Q (min/sem)
Carga del proceso por semana
A
1500
500
2000
2400
83
B
1500
1500
3000
2400
125
C
1500
250
1750
2400
73
D
1000
250
1250
2400
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Tiempo disponible por semana
Porcentaje de carga por semana
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PASO 2. Decidir cuánto explotar las restricciones del sistema. TOC se basa en la premisa de que el desempeño de un sistema se determina por sus restricciones. Se centra en la maximización de¡ uso de las restricciones en relación con la meta (es decir, obtener dinero). Explotar B significa maximizar el rendimiento por unidad de B consumida. En la tabla 1 se calcula la contribución por minuto restringido que da $3.00 para cada P y $2.00 para Q. Es más rentable producir todo lo que sea posible de P (esto es, 100 unidades) antes de producir Q. Las 100 unidades P consumen 1500 minutos restringidos y dejan 900 minutos para Q, lo cual es equivalentePCOaI 30 unidades de Q. 01/12/2015 55
PASO 3. Supeditar todo lo demás a la decisión tomada en el paso 2. Este paso se realiza para asegurar que explotar la restricción sea una guía para las demás decisiones: compra de materia prima, programación de centros de trabajo, etc.
PASO 4. Elevar las restricciones de¡ sistema. Todo el esfuerzo que se hace en este paso está encaminado a lograr un mejor desempeño de la restricción respecto a la meta: reducción de tiempo de preparación, mantenimiento preventivo, etc. 01/12/2015
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