DPO202.1_Intento de Balancear Fabrica

Unidad II: Teoría de Restricciones

Ing. Jorge Santos Varguez MC. Página 1

INSTITUTO TECNOLOGICO DE MERIDA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ECONOMICO ADMINISTRATIVAS

MAESTRIA EN ADMINISTRACION

MA1106: ADMINISTRACION DE PRODUCCION Y OPERACIONES

INTENTO DE BALANCEAR LA CAPACIDAD

Umble y Srikanth (1995). Manufactura Sincronica. CECSA.



Considere una columna de soldados en una marcha forzada, en la cual cada soldado tiene el

mismo ritmo promedio de avance 5 km por hora y se requiere que la columna avance la

distancia de 50 km en 10 horas. Si se priva a los soldados de la capacidad para cerrar filas (no

se permite correr), entonces no hay forma de evitar que el espaciamiento de la columna se

vuelva excesivo y que la marcha termine con retraso. Consideremos ahora la operación análoga de

manufactura, en la cual cada recurso tiene solo la capacidad exacta para abastecer la demanda

del mercado. Si esta planta equilibrada no tiene capacidad de reserva (tal como el tiempo extra)

entonces el que haya acontecimiento dependientes y fluctuaciones estadísticas ocasionara que

aumente la existencia de producción en proceso y que el Throughput baje hasta apenas cubrir la

demanda del mercado.

El Efecto de las Alternaciones o Desorganizaciones en una Planta Balanceada

El efecto de las alteraciones en una planta con capacidad equilibrada en sus recursos se puede

demostrar con facilidad. En la figura 1 se muestra una operación sencilla de manufactura, que

incluye un producto y dos procesos. Cada proceso requiere un promedio de 8 hrs para terminar

un trabajo. El primer proceso lo ejecuta el recurso R1, que es una maquina normal con la

distribución de su producción ilustrada en la figura 2. El segundo proceso lo ejecuta el recurso

R2, que es un proceso controlado por una maquina que muestra muy poca variación en su

comportamiento. La distribución del desempeño del recurso R2 se muestra se la figura 3.

Figura 1. Operación de Manufactura

Materia prima

R1

(8 hrs por

trabajo)

R2

(8 hrs por

trabajo)

Producto

terminado



1

2

3

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

5 6 7 8 9 10 11

FREC

UENC

IA

TIEMPO DE PROCESO EN HORAS

Figura 2: Distribucion del Desempeño de R1

1

14

1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

7 8 9

FREC

UENC

IA

TIEMPO DE PROCESO EN HORAS

Figura 3: Distribucion del Desempeño de R2



En tabla 1 se presenta el calendario de los cinco siguientes trabajos que se van a ejecutar en

esta operación de dos etapas en el curso de los seis días siguientes.

Tabla 1: Calendario de cinco trabajos con dos procesos

Recurso R1 Recurso R2

Numero de

Trabajo

Tiempo programado de arranque y

terminación (hrs)

Tiempo programado de arranque y

terminación (hrs)

1 00-08 08-16

2 08-16 16-24

3 16-24 24-32

4 24-32 32-40

5 32-40 40-48

En la tabla 2 se presenta un comportamiento simulado de los cinco trabajos comparados con el

programa planeado. Esta simulación indica que ambos recursos se han comportado de acuerdo

con su desempeño promedio. No hubo variaciones extraordinarias. En ambos recursos se han

trabajado cinco lotes de producción en 40 horas de tiempo maquina, con lo cual se ha cumplido

la norma del proceso. No obstante al final de sexto día la planta no puede embarcar el producto

como se esperaba. A pesar de que ambos recursos han cumplido con la norma y que el recurso

R1 ha trabajado hasta terminar los cinco lotes según el programa, la planta está retrasada 4 hrs.

Tabla 2: Comparación de la terminación programada y la real de los 5 trabajos

Recurso R1 Recurso R2

Trabajos Programado

de arranque

y terminación

(hrs)

Real de

arranque y

terminación

(hrs)

Desviación

acumulativa

Programado

de arranque

y terminación

(hrs)

Real de

arranque y

terminación

(hrs)

Desviación

acumulativa

1 00-08 00-10 +2 08-16 10-18 +2

2 08-16 10-20 +4 16-24 20-28 +4

3 16-24 20-28 +4 24-32 28-36 +4

4 24-32 28-34 +2 32-40 36-44 +4

5 32-40 34-40 0 40-48 44-52 +4



En esta descripción es difícil determinar si el problema es el recurso R1 o el R2. La dificultad

surge debido a que el problema no es ninguno de los dos en sí. El problema está en la

interacción entre los recursos. En este ejemplo tan sencillo el producto constituye el medio

primario para la interacción. La desorganización o demora original ocurre en el recurso R1; pero

el producto lo lleva al recurso R2, que queda rezagado. Si en el recurso R2 se estuvieran

trabajando diferentes productos (P1 y P2) entonces la demora sufrida por el producto P1 se

arrastraría al producto P2, mismo que se volvería el portador de la desorganización a otros

recursos necesarios para trabajarlo.

El principio que actúa en este caso es muy sencillo. Los productos llevan las desorganizaciones de

un recurso a otro, mientras que los recursos llevan las desorganizaciones de un producto a otro.

Debido a la propagación de las desorganizaciones en los productos y en los recursos, cualquiera

de las desorganizaciones o fluctuaciones importantes se extenderán por toda la planta con mucha

rapidez. Esta propagación de alteraciones se ilustra en la figura 4, en la cual se trabajan dos

piezas, A y B. Se ilustra un segmento de la ruta de cada pieza; la pieza A pasa por los recursos

R1 y R2. Imagínese que la pieza A esta programada para ser trabajada antes que la pieza B.

Supóngase que la maquina en R1 sufre un desperfecto mientras trabaja en la pieza A. Esta

alteración en R1 hace que se demore la terminación de la pieza A. Dado que la pieza A llegara

tarde al recurso R2, este recurso quedara retrasado. Además, la alteración en el recurso R1

también influye en el procesamiento oportuno de la pieza B y dado que esta se demora, también

se arrastra la alteración a R3

Figura 4: Dispersión de las alteraciones entre productos y recursos

Materia

Prima R1 R2 Parte A

Materia

Prima

R1 R3

Parte B

En esta descripción se demuestra que las dependencias en una planta manufacturera típica son

más complejas comparadas con las marchas forzadas. Por lo tanto, las posibles consecuencias de



los acontecimientos dependientas y las fluctuaciones estadísticas, son más serias en una planta de

manufactura.

Los efectos negativos de tener una columna de soldados que no tengan la capacidad para cerrar

filas saltan a la vista. Las consecuencias en una planta de manufactura equilibrada a la

perfección, sin exceso de capacidad, no se ha comprendido del todo. En una planta manufacturera

la capacidad excesiva o no utilizada en un recurso determinado suele significar un costo excesivo.

En el sistema tradicional impulsado por los costos, este costo excesivo es a menudo el punto

central de los planes de reducción de costos. En un vano intento por minimizar los costos en

cada proceso, o recurso, muchos gerentes de manufactura dedican un tiempo considerable a tratar

de equilibrar las capacidades de los recursos en su planta. Pero cuando se elimina el exceso de

capacidad, desaparece la aptitud de los recursos para marchar al paso y sucede lo inevitable.

Conforme aumenta el inventario de producción en proceso y se reduce el Throughput, la planta

empieza a retrasar mas y mas sus planes de producción (se formaran huecos que irán en

aumento). La culpa del retraso se atribuye a factores incontrolables. Mientras tanto, los gerentes

deben recurrir a tiempos extras u otro medio disponible para aumentar la capacidad, a fin de

cumplir con el plan de producción, Es irónico, pero los gerente pronto estarán pagando un

elevado precio por la capacidad que antes habían tratado de reducir con tanto ahincó.

No se pretende que el comentario precedente sea un argumento a favor de tener enormes excesos

de capacidad. Pretende recalcara que está mal pensado el enfoque en la capacidad individual de

cada recurso estimulado por los sistemas de costos tradicionales. Las consciencias de no tomar en

cuenta los efectos de los fenómenos básicos de la manufactura son potencialmente devastadoras.

Por tanto, los gerentes deben aprender a actuar con más eficacia en las complejas realidades de

las empresas manufactureras.

Restricciones para el Equilibrio de Capacidad

En la práctica, las capacidades de cada recurso en cualquiera operación de manufactura no están

equilibradas. Esto es resultado de: 1) la capacidad llega en incrementos finitos y 2) los

acontecimientos dependientes y las fluctuaciones estadistas obligan a los gerentes a desequilibrar

sus plantas.



El primero de estos hechos es un problema generalmente reconocido en el que los gerentes

invierten horas interminables para resolverlos. Por ejemplo, si para un proceso en particular se

requieren 2.58 operarios, entonces puede ser necesario emplear 3 operarios. En tal caso, lo que

se debe pensar es decidir qué hacer con los 0.42 operarios de exceso de capacidad. Quizá haya

otro centro de trabajo donde se pueda emplear este exceso de capacidad. Como vía alterna a

tener exceso de capacidad ocioso en el proceso, podrían emplearse tiempo extra en lugar de

contratar a un tercer operario. Todos estos esfuerzos van dirigidos a no tener que pagar el exceso

de capacidad.

El segundo hecho no se reconoce a menudo, pero no es menos cierto que el primero. En el

comentario anterior se mencionaron las consecuencias potenciales de los acontecimientos

dependientes y de la fluctuaciones estadísticas sobre el inventario de producción en proceso,

tiempos de espera de manufactura, gastos de operación y Throughput. Si no se tiene una cantidad

adecuada de capacidad de reserva se perjudicara el Throughput, el inventario, los gastos de

operación, el tiempo de espera, y la empresa no podrá trabajar con eficiencia. A final de cuentas,

los gerentes no tienen más alternativa que manejar plantas desequilibradas deliberadamente. Este

cometario se puede resumir con el siguiente principio de manufactura sincrónica.

Principio 1: No concentrarse en balancear la capacidad, sino en sincronizar el flujo

La siguiente demostración es aplicable a todo tipo de empresas: bancos, manufactura, hospitales, y

cualquier otro tipo que se le ocurra1.

Figura 5. Proceso de Producción

1 Esta demostración es original del Dr. Eliyahu Goldratt y ha aparecido en diversas publicaciones. Se reproduce

una versión libre de este texto por su simplicidad y elegancia.

X



Las características que describen cualquier empresa son las siguientes:

Existen diversos recursos que interactúan para producir un resultado final.

Siempre puede identificarse un inicio y un final del proceso.

Existe incertidumbre en la realidad

Si quisiéramos mantener un recurso cualquiera de la empresa, digamos el X, produciendo al 100%

del tiempo (o lo más cercano a ello), entonces se requiere que los anteriores recursos lo

alimenten continuamente.

Tomando en cuenta la incertidumbre como parte de la realidad, sabemos que existen

interrupciones imprevistas cada cierto tiempo (eventos aleatorios), y en tal caso, X dejaría de

recibir trabajo para mantenerse produciendo. Para que X siga produciendo, necesariamente debe

existir un inventario de reserva frente a él, de tal modo que se pueda alimentar su capacidad

productiva durante el tiempo en que los anteriores están detenidos.

Cuando los anteriores recursos vuelven a producir, el inventario frente a X habrá decrecido, por lo

que necesitamos reponerlo para que X no se detenga la próxima vez que alguno de los recursos

predecesores se detenga inesperadamente. Así, para lograr de que X siga produciendo al 100% y,

al mismo tiempo, se pueda reponer el inventario frente a él, necesariamente los recursos

anteriores a X deben tener todos más capacidad productiva que X.

¿Cuánto más? Para responder usaremos un poco de matemáticas y haremos un supuesto de

ejemplo. Supongamos algo muy conservador; que en promedio, los recursos anteriores a X estas

en operación en un 95% y que son los tres de la figura 5. Entonces, la probabilidad de que los

tres estén operando al mismo tiempo es de 0.95 x 0.95 x 0.95 = 0.85 (85%) o, lo que es lo

mismo, el 15% del tiempo están detenidos los recursos anteriores a X.

Entonces, para que X se mantenga produciendo y pueda reponerse el inventario, bajo están

condiciones tan favorables, la capacidad de los recursos anteriores a X deben ser un 15%

superior, como mínimo. Esto nos habla de una capacidad superior nada despreciable, pero

necesaria.



El siguiente paso será decirle al resto de los recursos que produzcan a su máxima capacidad, de

modo de reducir tiempos ociosos. Como ya se habrá advertido, nuestro cálculo de capacidad no

puede ser muy exacto y probablemente los recursos anteriores a X tienen mayor capacidad que la

estrictamente necesaria, por lo que si producen sin detención mientras puedan, están superando la

capacidad de X y todo lo que se produce en exceso va a engrosar el inventario frente a X.

Si el inventario frente a X empieza a crecer sin control, estamos introduciendo en el sistema más

material cada vez (notara que se formara una cola y siempre este inventario impactara

directamente el tiempo de entrega) con lo que se deteriora el servicio y aumenta el costo del

inventario. Es decir, el sistema está perdiendo dinero y se está alejando de su meta. Para

controlar este desperdicio debemos decirle a los recursos anteriores a X que se detengan cada

cierto tiempo.

Recordemos que queríamos cercarnos al óptimo y para esto intentamos reducir los tiempos

ociosos. Y hemos llegado a la conclusión de que para controlar el desperdicio y acercarnos al

óptimo requerimos de una cantidad no despreciable de capacidad ociosa, y que estos recursos no

produzcan parte del tiempo. Esto es una necesidad.

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