La metodología DBR II

Gestión dinámica del buffer

Para poder profundizar más en la fase de gestión eficiente de la limitación debemos centrarnos en el estudio del buffer.

La gestión del buffer es una metodología que nos sirve para realizar un seguimiento y controlar el impacto de aquellas actividades que nos originan problemas. Cuando se produce un cambio en el sistema la capacidad de responder al mismo de forma rápida y efectiva, va a depender del tamaño del buffer tal cual ha sido utilizado en la fase de identificación, explotación y subordinación. Este tamaño puede aumentarse o bien disminuirse para que el sistema de información sea inmune a un nivel de razonamiento de perturbaciones.

La gestión de los buffers proporciona varios beneficios a la empresa. Permite determinar su longitud, permite localizar los trabajos atrasados, permite mejorar la productividad al reducir el tiempo total del proceso, permite calcular la capacidad de protección que necesitan los recursos y permite identificar los recursos con problemas.

Para poder equilibrar el flujo de los materiales A y B a través de la planta de producción representada por el “diagrama del flujo de producto” que se detalla en la figura, debemos de tener en cuenta el programa de limitación, por ser el que regula todo el sistema.

El número de piezas A que deben de procesarse ha de ajustarse al número de piezas B, dado que en el esquema anterior se parte de la suposición de que por cada pieza A se utiliza una pieza B. Una vez ensamblas obtenemos el producto.

Para evitar que la pieza B, procesada por la limitación, espere en la línea de ensamblaje por la pieza A, ésta debe haber llegado al origen del buffer de ensamblaje con antelación a la llegada de la pieza B. Por otra parte para evitar que el recurso limitado pare por falta de piezas, las operaciones anteriores han de realizarse con la suficiente antelación de forma que siempre exista alguna cantidad de piezas en el origen del buffer. Por otra parte, los recursos no limitados deben tener mayor velocidad de proceso que el recurso limitado, en prevención de averías o cualquier perturbación aleatoria.

La programación utilizando la metodología DBR tiene un interés secundario para la Contabilidad de Gestión y suele ser bastante complicada en entornos productivos complejos.

La metodología DBR I

La metodología DBR (Drum-Buffer-Rope) se trata de una técnica utilizada por la TOC para programar la producción de una planta con el fin de maximizar el Margen Operativo y gestionar de forma global todas las operaciones.

Esta metodología ha sido diseñada para permitir aplicar el siguiente principio de maximización del beneficio en una empresa que produce varios productos y abastece a más de un mercado: “Para que una empresa maximice el beneficio ha de fabricar y vender los productos que aporten mayor Margen Operativo por unidad de factor escaso”.

Drum

El Drum es el programa de la limitación y constituye una parte de la fase explotación o gestión eficiente de la limitación. Al proceder a programar la limitación se consigue obtener el mayor Margen Operativo para una determinada demanda.

Para poder programar la limitación, se colocan los pedidos y previsiones de venta en la línea de tiempos del recurso, de manera que podamos garantizar que la limitación trabaje todo el tiempo en los productos que nos aseguren el mayor Margen Operativo por minuto con respecto a dicha limitación, asegurando la entrega de los pedidos dentro del plazo dado a los clientes y tratando de evitar que se produzcan interferencias entre los pedidos. Estas interferencias se producen cuando una misma orden o pedido se programa para un determinado momento del tiempo en el que la limitación está ocupada en la realización de otro pedido.

En la programación del Drum, debemos de tener en cuenta 2 criterios:

1. El programa debe se realista, lo que significa que antes de programar las tareas debemos de identificar las limitaciones del sistema.
2. El programa debe de ser inmune a un nivel razonable de perturbaciones o problemas que den lugar interrupciones.

Buffer

La gestión de la producción y por lo tanto su programación deben de apoyarse en la premisa que las diferentes capacidades que tienen los recursos y sus fluctuaciones estadísticas no pueden ser eliminadas totalmente.

El Buffer consiste en un mecanismo de tiempo que trata de proteger a los recursos limitados frente a dos problemas que suelen presentarse: las interrupciones aleatorias y la disponibilidad no instantánea de un determinado recurso. Esta disponibilidad no instantánea se da cuando un determinado recurso que debe de procesar el material en un determinado instante de tiempo está ocupado en otra tarea.

Este tiempo debe ser igual al tiempo de proceso más el tiempo de preparación más un tiempo estimado para la protección. Los buffers existen para proteger el funcionamiento de la limitación. Para minimizar las paradas de los recursos limitados debemos de realizar una planificación estratégica de tres tipos de “buffers”:

• El buffer del recurso limitado.
• El buffer del ensamblaje.
• El buffer de entregas.

Para sincronizar el flujo de material en planta, debemos de proteger no solamente el recurso limitado por medio del “buffer de recursos” sino que además debemos de evitar que el material procesado por dicho recurso limitado espere en la línea de ensamblaje por cualquier otro material procesado por recursos no limitados, para esto debemos conseguir que las otras piezas lleguen antes a la línea de ensamblaje de ahí la necesidad de tener otro buffer, que en este caso se denomina “buffer de ensamblaje”.

Para evitar entregas con retraso, también debemos de proteger las entregas y para ello se utilizará el “buffer de envíos”.

El objetivo del “buffer de recursos” es asegurar que deje de trabajar la limitación cuando una perturbación aleatoria ataque a un recurso no limitado en la cadena. Los sistemas compuestos por procesos secuenciales suelen tener una sola limitación. El recurso con menor capacidad suele ser la limitación. Ahora bien, en cadenas de recursos con capacidades equilibradas también hay una sola limitación, debido al hecho de que las perturbaciones aleatorias o las fluctuaciones estadísticas no inciden por igual en cada recurso.

Para calcular los buffers debemos de tener en cuenta situaciones que se presentan en empresas que tienen determinados recursos con los que fabrican varios tipos de productos. En estos casos la limitación suele variar según la mezcla de productos que se fabrique.

Como se ha definido “buffer” como un intervalo de tiempo, y el tiempo no tiene ni localización ni contenido, para gestionar el buffer, debemos controlar su contenido, por lo que es necesario introducir un nuevo concepto; “el origen del buffer” o “punto de control del buffer”.

El “origen del buffer” es el lugar donde la limitación obtiene el “material” que consume.

Los sistemas productivos y su impacto en los beneficios, Los diagramas de flujos III

Diferentes tipos de flujos de productos

En los posts anteriores hemos visto el impacto del flujo de productos en las medidas operativas. En este punto trataremos de exponer los diferentes tipos de problemas que pueden darse en los diferentes tipos de plantas de producción con la finalidad de ofrecer posibles soluciones a los mismos aplicando las medidas a que habíamos hecho referencia en dichos posts.

Plantas en forma de A

Las plantas en forma de A se caracterizan por un gran número de operaciones convergentes, las cuales se inician utilizando una amplia variedad de materiales, que se van procesando para posteriormente ensamblarse, dando lugar a un reducido número de productos finales.

La tecnología utilizada en las operaciones de ensamblaje en este tipo de plantas suele ser altamente flexible y de uso general. En este tipo de plantas la tendencia a obtener eficiencias a través de la plena utilización de los recursos conlleva el riesgo de asignaciones incorrectas de los tiempos de recursos. Estas asignaciones incorrectas surgen como consecuencia de los grandes tamaños de los lotes, que al moverse a través de la planta provocan embotellamientos, dando lugar a que las máquinas estén sobre utilizadas en determinados momentos y subutilizadas en otros.

Estos riesgos originados por la tendencia a obtener eficiencias altas en todos y cada uno de los recursos también tiene una incidencia negativa en la calidad de los productos, dan lugar a altos inventarios de productos en proceso, reducen la visibilidad de la planta y aumentan los Gastos Operativos, disminuyendo el Margen Operativo.

Para evitar los problemas anteriores, debe equilibrarse el flujo de producción creando el programa para el recurso limitado y subordinado las operaciones de los demás recursos al programa de la limitación.

Plantas en forma de V

Las plantas en forma de V se caracterizan por una sucesión de operaciones divergentes, utilizando un pequeño número de materiales, para convertirlos en un gran número de productos. Estas plantas suelen utilizar equipos altamente especializados y costosos.

Las sucesivas operaciones divergentes pueden dar lugar, si se trata de buscar eficiencias en todos los recursos a una producción desequilibrada, al igual que ocurre en las plantas en forma de A.

La tendencia a lograr altas tasas de ocupación en los recursos con la finalidad de absorber costes indirectos fijos de producción y evitar desviaciones desfavorables en los costes indirectos por variación en el volumen, unida a la tendencia a reducir costes de preparación por unidad puede inducir a la utilización de lotes de producción de gran tamaño. Esta tendencia puede dar lugar a un aumento sustancial de productos en proceso de producción y a una inadecuada utilización de las limitaciones del sistema.

Cuando las operaciones en este tipo de plantas no se sincronizan con las necesidades del mercado también se originan incrementos de productos terminados en algunos productos y faltas en otros, con lo que la empresa puede no estar dando una adecuada respuesta al mercado (plazos de entrega superiores a los competidores y fallos en las entregas), dando lugar a una pérdida de competitividad.

El resultado puede ser que se estén fabricando productos en cantidades diferentes a las requeridas por la demanda, con lo que se produce un aumento de los Gastos Operativos, un aumento en los inventarios y una disminución del Margen Operativo.























Al igual que en las plantas en forma de A, los lotes grandes aumentan los ciclos de producción y reducen la visibilidad de la planta perjudicando la calidad.

En este tipo de plantas, debe sincronizarse la producción teniendo en cuenta el programa de la limitación, para aumentar el Margen Operativo, reducir el Inventario y los Gastos Operativos.

Plantas en forma de T

Estas plantas en forma de T se caracterizan por utilizar un pequeño número de materiales para producir una amplia variedad de productos. Estas plantas se distinguen de las plantas en forma de A en las que dominan las operaciones convergentes y de las plantas en forma de V en las que predominan las operaciones divergentes.





















Este tipo de plantas suele constar de líneas de fabricación especializadas. Al igual que ocurre con los otros dos tipos de plantas, la producción de la línea debe estar sincronizada con el programa del recurso limitado.

Las empresas no suelen tener una estructura productiva adaptada a una sola de este tipo de plantas, dado que la mayoría de ellas suelen combinar varios tipos. El diagrama de flujo de productos, pone de manifiesto las relaciones entre recursos, y permite determinar el tipo de planta con lo que se puede fácilmente identificar los posibles problemas que pueden presentar.

Los sistemas productivos y su impacto en los beneficios. Los diagramas de flujos II

El impacto del flujo de productos en el proceso de programación

El diagrama de producto nos permite conocer el impacto de la posición relativa de los recursos limitados y no limitados en la eficiencia de cualquier programa, así como en las decisiones relacionadas con los programa de mejora.

Pueden darse las siguientes situaciones:

• Recurso(s) limitado(s) que suministran a otro(s) limitado(s)
• Recurso limitado que suministra a otro(s) no limitado(s)
• Recursos no limitados que suministran a otro limitado.
• Recursos no limitados que suministran a otros no limitados.
• Recursos no limitados y recursos limitados que suministren a una línea de ensamblaje (operación convergente)
• Recursos no limitados y recursos limitados que suministren a más de una operación (operación divergente)

Caso 1: Recurso(s) limitado(s) que suministran a otro(s) limitado(s)
En el diagrama anterior podemos observar como existen tres limitaciones en la cadena. El recurso R-1 es la limitación primaria por su incapacidad de suministrar a tiempo a la segunda limitación. En la limitación secundaria (segundo recurso limitado) la capacidad utilizada de trabajo en muy pocas ocasiones alcanzará el 100 por 100 (cualquier perturbación en el recurso R-1 hará que entregue el material con retraso al recurso R-2, por lo que éste no alcanzará el 100 por 100). Los retrasos se irán acumulando (el recurso R-3 es el que menos capacidad utilizará).

El programa de producción en estos casos debería tener en cuenta la limitación primaria R-1, y cualquier esfuerzo de mejora habría que centrarlo en evitar tiempos muertos en el recurso R-1. Esta situación suele ser muy poco frecuente.

Caso2: Recurso limitado que suministra a otro(s) no limitado(s)

Cuando una limitación alimenta a un recurso no limitado, cuya carga de trabajo es inferior a la de su capacidad, las no limitaciones (recursos R-2 y R-3) deben trabajar al ritmo que marque la limitación (recurso R-1), por lo que puede permanecer durante mucho tiempo con exceso de capacidad. En este caso se debe de maximizar la eficiencia utilizando adecuadamente la limitación, subordinando la actividad a los recursos no limitados al programa de la limitación.

La mejora deberá enfocarse en la utilización eficiente del recurso R-1 y no centrarse en los recursos R-2 y R-3.

Los esfuerzos de mejora de procesos realizados en los recursos R-2 y R-3 aumentarán los Gastos Operativos sin que den lugar a un aumento del Margen Operativo.

Caso 3: Recursos no limitados que suministran a otro limitado Si utilizamos la capacidad de los recursos no limitados (R-1 y R-2) al 100 por 100 se producirán incrementos de productos en curso delante del recurso limitado, por lo que los recursos no limitados también deben subordinarse al programa del recurso limitado para evitar acumular producción en curso.

La capacidad de generar valor en esta cadena productiva la determina el recurso limitado R-3, por lo que cualquier intento de mejorar en los procesos para lograr eficiencias en los recursos R-1 y R-2 dará como resultado un incremento del inventario y un aumento de los Gastos Operativos sin que se produzca un aumento del Margen Operativo.

Caso 4: Recursos no limitados que suministran a otros no limitados.

Si en un escenario productivo, como el representado por este flujo, se tiende a maximizar la eficiencia productiva en los recursos no limitados, el resultado será un aumento de los Inventarios y de los Gastos Operativos y una disminución del Margen Operativo futuro. La utilización al máximo de la capacidad de los recursos dará lugar a un aumento de la producción en curso delante del Recurso R-2 y un aumento de productos terminados. Si la empresa desarrolla su actividad en un entorno cambiante, donde los competidores, están innovando sus productos, los excesos de producción se traducirán en pérdidas del Margen Operativo futuro. Para dar salida a los productos fabricados con diseños y tecnología no competitivos habrá que incurrir en pérdidas (grandes descuentos) y al mismo tiempo retrasar el lanzamiento al mercado de los nuevos productos.

Por consiguiente, la producción por encima de las necesidades de la demanda origina en sectores de ciclo de vida corto de los productos una pérdida de ventas futuras.

Caso 5: Recursos no limitados y recurso limitado que suministran a una línea de ensamblaje

En las operaciones de fabricación convergentes, si en una de las líneas que convergen existe una limitación, y existe una tendencia a maximizar la utilización de todos los recursos usando lotes grandes, el material procesado por la línea en la que no exista limitación tendrá que acumularse delante de la línea de ensamblaje, sin que ello dé lugar a un Mayor Margen Operativo.

La línea formada por los recursos R-3 y R-4 con exceso de capacidad debe ser utilizada según el programa de producción que se haga para el recurso limitado R-2 (limitación). De utilizarse dicha línea a plena capacidad se originará un aumento del inventario en curso en frente de la línea de ensamblaje, dado que en esta línea se procesarán más unidades que en la otra formada por los recursos R-1 y R-2, sin que esta mayor producción de piezas se traduzca en un mayor número de unidades de producto final.

El recurso R-1 también ha de subordinarse al ritmo que marque el recurso limitado R-2 para evitar que se acumulen delante del recurso R-2 material en curso.

Caso 6: Recursos no limitados y recurso limitado alimentando a más de una operación (operación divergente)

Si después de las operaciones realizadas en los recursos R-1 y R-2 se produce una divergencia, es decir, parte del material pasa a la línea formada por los recursos R-3 y R-4 y otra parte por la línea formada por los recursos R-5 y R-6 existe un riesgo de cometer errores en la asignación del material procesado en la línea formada por los recursos R-1 y R-2. En estos casos, si se trata de lograr máximas eficiencias locales en el recurso R-3 parte del material procesado en el recurso R-2 se suele desviar al recurso R-3 (seguramente en cantidades superiores a las necesarias), por lo que se puede producir una inadecuada asignación de materiales a los pedidos, produciéndose un alargamiento en los plazos de entrega o una falta de cumplimiento en las entregas. Por consiguiente, los recursos R-3 y R-5 deberían programarse de forma que la cantidad de material a procesar se ajuste a los requerimientos de la demanda.

Los sistemas productivos y su impacto en los beneficios. Los diagramas de flujo

Siguiendo con la Teoría de las Limitaciones quiero hacer una aproximación a los Diagramas de Flujo. Los Diagramas de Flujo son una herramienta que combina los recursos que posee la empresa con las operaciones que realiza.

Antes de nada podemos definir como recurso toda unidad del proceso productivo que dotada de una determinada capacidad (inversión) se le exige la realización en un periodo de tiempo dado, de una actividad que garantice la obtención de una producción determinada en cantidad y calidad, es decir, por ejemplo una máquina.

Para la toma de decisiones en el seno de una organización es necesario determinar como los recursos interactúan entre sí y como esta ínter actuación afecta a los resultados de la empresa. Para esto, debe de conocerse el impacto de las limitaciones físicas en la tecnología actual de la empresa y así poder determinar como y hacia donde se deben de dirigir los cambios.

Lo primero que debemos de plantearnos es ¿Cómo podemos mejorar el Margen Operativo de la empresa dada la situación actual? Como en cualquier cadena de hechos, cada eslabón de la cadena es capaz de afectar a los demás eslabones. En una cadena productiva un recurso puede afectar negativamente a otros recursos cuando:

• No entrega el material


• Entrega el material con retraso


• Entrega de material sin el adecuado control de calidad


• Entrega productos o material incorrecto


• Entrega demasiado pronto


• En los entornos de fabricación las variables son dependientes, en los recursos productivos unos dependen de los otros.


• El flujo de productos

Para poder determinar las relaciones entre los recursos, la TOC utiliza el “diagrama de flujo de producto” cuya finalidad es representar gráficamente la forma en la que los productos fluyen a través del proceso productivo. Este diagrama se conoce también con el nombre de red (net).

En el diagrama flujo de productos la relación parte/operación constituye la unidad más elemental. Esta relación se elabora partiendo de la “nota de materiales” y del “fichero de rutas”, de tal forma que cuando se combina la parte o material A con la operación 10, se crea el parte/operación A/10.

Las parte/operaciones se sitúan de forma secuencial indicando que recurso la realiza para determinar el diagrama de flujo de productos. Este diagrama de flujo de productos nos define la forma en que se van completando las partes de un producto, hasta finalizar la producción del mismo.

En la diagrama de flujo que tenemos podemos ver como el material MP1 se procesa en el recurso R-1. Dicho recurso realiza la operación A-10 (que puede ser una operación de barnizado, de corte, etc.). En esta operación el tiempo de proceso del recurso R-1 es de 5 minutos por pieza. Cuando la operación A-10 se finaliza se transfiere la pieza al recurso R-2 el cual procede a realizar la operación A-20. Esta operación se tarda en realizar 10 minutos por pieza. Finalizando el proceso en el recurso R-2, se transfiere la pieza al recurso R-4, el cual realiza, como puede verse la operación E-20 (ensamblaje), en el cual tarde 10 minutos. La otra rama del diagrama del flujo de producto, en el que se procesa la pieza MP2 tiene una lectura semejante a la indicada para la rama en la que se procesa la materia prima MP1.

El número 5 que tenemos encima del recurso R-2 nos dice que dicho recurso ya ha procesado 5 unidades y que están pendientes de ser consumidas o procesadas en el recurso R-3. Se trata por lo tanto de material en proceso. Los números que figuran encima de las dos flechas que apuntan a la línea de embalaje significan que por cada dos unidades de la materia prima MP1 es necesaria una unidad de la materia prima MP2.

Aparte de los tiempos de proceso se suelen indicar los tiempos de preparación, los cuales podrían figurar debajo de los recursos.

El diagrama de flujo es fundamental para poder identificar la limitación, generar el programa de producción (gestión eficiente de la limitación) y proceder a la subordinación de los restantes recursos a la limitación.

El impacto de la capacidad

Si en el diagrama de flujo de producto se indica a su vez la demanda de capacidad, tendremos una visión más completa a la hora de determinar donde se de deben de enfocar las mejoras dado que los recursos que tienen una carga de trabajo aproximadamente igual a su capacidad son muy vulnerables. Cualquier problema o fluctuación aleatoria que se origine en el recurso sobrecargado (recurso restringido por la capacidad) puede impedir que entregue a tiempo el material al recurso siguiente de la cadena, por lo tanto es importante indicar la carga señalando al lado de la denominación del recurso el porcentaje de la demanda de capacidad. Por ejemplo, si el recurso R-1 tiene una demanda de capacidad del 70 por 100 se podría hacer figurar este dato en el “diagrama de flujo de productos” de la forma siguiente: R-1/ 70 por 100.

Si la fabricación del producto A requiere un total de 28 minutos del recurso R-2 (más tiempo que el de cualquier recurso) y si este hecho se produjera para la mayoría de productos, seguramente el recurso R-2 tendría la mayor carga de trabajo y se identificaría como la limitación del sistema. En este caso, si el recurso R-1 que alimenta al R-2 tiene una carga de trabajo del 80 por 100 o más, hay una alta probabilidad de que en determinadas momentos el recurso R-2 estará sin trabajo por que el recurso R-1 tiene insuficiente capacidad de protección, y por consiguiente cualquier problema que se origine en R-1 hará que no entregue a tiempo el material al recuso R-2.