Optimización de la Capacidad y Gestión de Cuellos de Botella en la Producción

Conceptos Clave en la Gestión de la Producción

Una restricción es cualquier factor que limita el desempeño de un sistema y restringe su producción. La capacidad es la tasa de producción máxima de un proceso o sistema. Podemos identificar tres tipos de restricciones: físicas (capacidad de la máquina, escasez de materiales), de mercado (la demanda es menor a la capacidad) o administrativas (modos de pensar que entorpecen el flujo de trabajo). Un cuello de botella es un tipo especial de restricción relacionado con la falta de capacidad de un proceso, considerándose un recurso de restricción de capacidad. Se define como cualquier recurso cuya capacidad disponible limita a la organización para satisfacer el volumen de productos, la mezcla de productos o la fluctuación de la demanda requerida por el mercado.

Si una organización no posee un cuello de botella o una restricción, su producción sería ilimitada. La Teoría de las Restricciones (TOC) es un método sistemático de administración que se centra en gestionar activamente las restricciones que impiden el progreso de la empresa hacia su meta de maximizar el total de fondos o ventas con valor agregado, menos descuentos y costos variables. Los métodos de la TOC aumentan las utilidades de la empresa con mayor eficacia que los métodos tradicionales de contabilidad de costos, ya que son más sensibles al mercado.

Medición de la Capacidad, Utilización y Desempeño en la TOC

Mediciones de la Capacidad o de la tasa máxima de producción: la capacidad se expresa en dos formas: mediciones basadas en la producción y en los insumos.

1. La medición basada en la capacidad se utiliza más cuando se aplica a procesos individuales dentro de la empresa, o cuando la empresa provee una pequeña cantidad de servicios y productos estandarizados. A medida que aumenta el grado de personalización y variedad de la mezcla, estas mediciones resultan menos útiles.
2. La medición basada en los insumos se utiliza en procesos flexibles de bajo volumen, midiendo la capacidad en términos de horas máquina o por el número de máquinas utilizadas.

Utilización es el grado hasta el cual se usa actualmente el equipo, espacio o mano de obra, y se mide así: UTILIZACIÓN = (TASA PROMEDIO DE PRODUCCIÓN / CAPACIDAD MÁXIMA) * 100%. Esta tasa indica la necesidad de agregar capacidad adicional o eliminar la innecesaria. Cuando hablamos de capacidad máxima nos referimos al nivel más alto de producción que un proceso puede sostener durante un período largo, con horarios de trabajo realistas para los empleados y el equipo ya instalado. La capacidad máxima se puede medir de dos formas:

• Capacidad Pico: máxima producción que se puede lograr bajo condiciones ideales. Se logra utilizando métodos de producción marginales (horas extra, reducción de actividades de mantenimiento, subcontratación). Solo puede sostenerse durante cortos períodos, ya que el tiempo extra y la paga especial elevan costos y merman la calidad, obteniendo la empresa ganancias mínimas, o incluso perdiendo dinero, aunque sus niveles de ventas sean altos.
• Capacidad efectiva: el nivel más alto de producción que una compañía puede sostener razonablemente con horarios realistas de trabajo para sus empleados y el equipo ya instalado. La mayoría de las instalaciones tiene múltiples operaciones y con frecuencia sus capacidades efectivas no son idénticas, existiendo Cuellos de Botella (operación que tiene la capacidad efectiva más baja entre todas las de la instalación y que, por lo tanto, limita la salida de productos del sistema).

Principios Fundamentales de la TOC (7)

El principal concepto en el que se basa la TOC es que los cuellos de botella deben programarse para maximizar su producción, sin dejar de cumplir con las fechas de terminación prometidas.

1. Hay que equilibrar el flujo de producción y no la capacidad.
2. La maximización de la producción de cada recurso no maximiza la producción de todo el sistema.
3. Una hora perdida en el cuello de botella es una hora perdida para todo el sistema.
4. Solo se necesita inventario en el recurso restringido para impedir que quede ocioso. Debe evitarse generar inventario en cualquier otra parte.
5. El trabajo (materiales, clientes, información, etc.), se introduce solo cuando los cuellos de botella lo requieren, ya que los flujos de estos deben ser iguales a la demanda de mercado.
6. Al utilizar con eficiencia los recursos que no son cuello de botella, no conduce a una mejor producción.
7. Toda inversión de capital debe considerarse inventario.

Aplicación Práctica de la TOC (Pasos)

1. Identificar el o los cuellos de botella (CB): recordar que estos son los que restringen la capacidad de la empresa.
2. Explotar el CB: crear programas que maximicen la producción de estos.
3. Subordinar todas las demás decisiones al paso 2: los recursos que no constituyen un CB, deberán programarse de modo que apoyen el programa de CB, y no produzcan más de lo que este último puede manejar.
4. Elevar el o los CB: si después de los pasos anteriores el CB sigue siendo una restricción para la producción, la gerencia debe considerar incrementar la capacidad del CB.
5. No permitir que la inercia se imponga: después de todas las medidas anteriores, es posible que el CB se desplace, entonces hay que repetir el proceso.

Identificación y Administración de los CB

Los CB pueden ser internos o externos y representan un proceso que tiene la capacidad menor y la tasa de producción menor. El CB puede presentarse en la estación de trabajo con el mayor tiempo total por unidad procesada, con la utilización promedio más alta y la mayor carga de trabajo o en la estación donde la reducción de un minuto reduce la tasa de producción del proceso entero. El tiempo de preparación es el lapso que se requiere para cambiar o reajustar un proceso u operación a fin de que empiece a elaborar otro producto. Cuando estos son largos y el grado de divergencia en el proceso es mayor, se dificulta la identificación de los CB. Se debe minimizar el tiempo ocioso en los CB que provocan los retrasos en otras partes del sistema, y asegurar que el CB cuente con todos los recursos que necesita para mantenerse ocupado.

Para aumentar la capacidad de los CB se puede invertir en equipo nuevo, ampliación de las instalaciones físicas, operando más horas por semana, contratando más empleados, etc.

Planificación de la Capacidad

Se debe suministrar la capacidad necesaria para satisfacer la demanda actual y futura; de otra manera, la organización perdería oportunidades de crecimiento y beneficios. Los planes de capacidad se elaboran en dos niveles:

• Planes de capacidad a largo plazo (inversiones en equipo e instalaciones nuevas).
• Planes de capacidad a corto plazo (tamaño de fuerza de trabajo, presupuestos de horas extra, inventarios).

Planificación de la Capacidad para Horizontes Más Largos

Estos planes contemplan inversiones en nuevas instalaciones y equipo, y requieren la aprobación y participación de la alta dirección, porque sus efectos no son fácilmente reversibles. Al elegir una estrategia de capacidad, hay que analizar las siguientes preguntas: ¿Cuánto colchón se necesita para manejar la demanda incierta y variable?, ¿Debemos expandir la capacidad anticipándonos a la demanda, o es mejor esperar a que esta última se perfile con mayor certeza?

Economías de Escala

Cuatro razones que hacen que las economías de escala disminuyan los costos fijos y aumenten la producción:

1. Distribución de costos fijos: cuando la tasa de producción aumenta, aumenta la utilización de la instalación, disminuye el costo unitario promedio y los costos fijos se distribuyen entre más unidades.
2. Reducción de los costos de construcción: cuando el tamaño de la instalación se duplica, no se duplican los costos de construcción.
3. Disminución de los costos de los materiales comprados: al comprar altos volúmenes, se disminuyen estos costos.
4. Descubrimiento de otras ventajas en los procesos: al producir en altos volúmenes, hay muchas oportunidades de reducir costos, como: acelerar el aprendizaje, disminuir los inventarios, mejoras en el diseño de producto, etc.

Deseconomías de Escala

Se presenta cuando el costo promedio por unidad se eleva a medida que incrementa el tamaño de la instalación, ya que el tamaño excesivo genera complejidad, pérdida de enfoque e ineficiencias que elevan el costo unitario promedio de un producto o servicio, demasiados niveles de empleados, burocracia. Todo esto genera una pérdida de agilidad y flexibilidad de la organización para responder a los cambios de la demanda.

Estrategias para Determinar la Oportunidad y el Tamaño de la Capacidad (3)

1. Determinación del tamaño de los colchones de capacidad: colchón de capacidad es la cantidad de capacidad de reserva que se usa en un proceso para hacer frente a los incrementos repentinos de demanda, o las pérdidas temporales de la capacidad de producción.

• Los “colchones” grandes resultan apropiados cuando la demanda varía o es incierta, sobre todo si la flexibilidad de recursos es baja y los tiempos de espera muy prolongados no son aceptables por los clientes (supermercados). Además, las empresas necesitan construir una capacidad excedente a fin de compensar el ausentismo de los empleados, las vacaciones, los feriados, etc.
• Los “colchones” pequeños, son favorables ya que la capacidad que no se utiliza cuesta dinero, además revelan rasgos de ineficiencia que podrían haber permanecido ocultos detrás de los excesos de capacidad, como el ausentismo o dificultades ocasionadas por proveedores poco confiables.

2. Oportunidad y magnitud de la expansión: Se refiere a cuándo expandirla y en qué medida. Tenemos dos estrategias extremas:

• 2.1 La estrategia expansionista, supone saltos grandes e infrecuentes de la capacidad, esta minimiza la posibilidad de perder ventas por capacidad insuficiente, a su vez genera economías de escala y una tasa de aprendizaje rápida, la cual disminuye los costos y compite en precios. Esta estrategia puede incrementar la participación de mercado de la compañía, invalidando la expansión de la competencia.
• 2.2 La estrategia de esperar a ver qué pasa, implica saltos más pequeños y frecuentes, esta depende de opciones de corto plazo para compensar cualquier déficit, a su vez reduce los riesgos de expansiones excesivas basados en pronósticos de demanda muy optimistas, por otro lado es incapaz de responder frente a una demanda demasiado alta. Esta se utiliza como una vía rápida de progreso corporativo y menos riesgosa, se logran ascensos tratando de no cometer errores, aunque la competencia podría adelantarse.
• 2.3 Emular al Líder estrategia intermedia, en donde la empresa se expande cuando otros lo hacen.

3. Vinculación de la capacidad de los procesos con otras decisiones: Los colchones de capacidad pueden reducirse si: se pone menos énfasis en las estrategias rápidas; las pérdidas de calidad disminuyen y por una inversión en equipo intensivo de capital o la flexibilidad de trabajadores aumenta.

• 3.1 Prioridades Competitivas (un cambio en las prioridades competitivas, en el que se ponga mayor interés a la rapidez de las entregas, requiere un “colchón” de capacidad más grande).
• 3.2 Administración de la calidad (si se alcanzan niveles de calidad más altos, se podrá tener un “colchón” más pequeño, porque habrá menos incertidumbre de pérdidas de rendimiento).
• 3.3 Intensidad de capital (una inversión en tecnologías nuevas y costosas, incrementa la presión para un “colchón” de capacidad más pequeño, a fin de favorecer un mayor rendimiento).
• 3.4 Flexibilidad de Recursos (una mayor flexibilidad para el trabajador requiere un mayor “colchón” de capacidad para compensar las sobrecargas de operación).
• 3.5 Inventario (depender menos del inventario, requiere un mayor “colchón” de capacidad).
• 3.6 Programación (un ambiente más estable permite tener un “colchón” menor, al programar con mayor seguridad la producción).

Un Método Sistemático para las Decisiones a Largo Plazo sobre Capacidad

1. Paso 1: Estimar las necesidades de capacidad: Para estimar la capacidad se pueden usar dos formas: uso de mediciones de producción, las cuales son útiles para altos volúmenes, con poca diferenciación; uso de mediciones de insumos, se usan cuando la variedad de productos y la diferenciación es alta.
2. Paso 2: Identificar las brechas de capacidad: Se refiere a cualquier brecha positiva o negativa entre la demanda proyectada y la capacidad actual.
3. Paso 3: Generar alternativas: Hay que trazar planes alternativos para hacer frente a las brechas proyectadas.
4. Paso 4: Evaluar las alternativas: Las alternativas se evalúan tanto en términos cuantitativos (estima el cambio que produciría en los flujos de efectivo cada una de las alternativas que figuran en el horizonte de tiempo contemplado en el pronóstico, y lo compara con el caso base) y cualitativos (observar aspectos que no están incluidos en el análisis financiero, como la incertidumbre en torno a la demanda, la reacción de la competencia, el cambio tecnológico y la estimación de costos; a base del buen juicio y la experiencia).

Herramientas para la Toma de Decisiones

Hay tres herramientas que abordan la incertidumbre y variabilidad de la demanda:

• Modelos de fila de espera, se utilizan para planificar la capacidad de los procesos con un alto nivel de contacto con el cliente. Estos modelos usan distribuciones probabilísticas para estimar el tiempo de retraso de los clientes, la longitud de las filas de espera y la utilización del centro de trabajo. Con este modelo se busca el equilibrio entre la atención al cliente y el costo de agregar capacidad.
• Simulación, identifica los cuellos de botella del proceso y los colchones de capacidad correspondientes.
• Árboles de decisiones, se usan para evaluar diferentes alternativas de expansión de la capacidad cuando la demanda es incierta y cuando intervienen decisiones secuenciales.