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Teoría de las Limitaciones [Theory of constraints]

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Eliyahu M. Goldratt, el autor de "La Meta", es un referente dentro del mundo profesional en lo que respecta a la depuración de los Procesos...

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Teoría de las Limitaciones [Theory of constraints]

  1. 1. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) CONCEPTO Y FUNDAMENTOS La Gestión Estratégica de costes ( SCM ) –siguiendo el enfoque de Shank y Govindarajan– propugna que los ANÁLISIS DE CÁLCULO DE COSTES para fines de toma de decisiones  amplíen su marco de referencia en doble dimensión: ESPACIAL Y TEMPORAL. Vijay Govindarajan y John K. Shank “ ... el enfoque de la SCM supone una ampliación o generalización del enfoque de la Contabilidad de Gestión (MA)...” “ Strategic Cost Management” Dicha ampliación ha de permitir que en los sistemas de información se introduzcan...: 1.- ... Variables externas ( ENTORNO ) 2.- ...Variables internas ( TRANSACCIONES ) ..... Además de incluir explícitamente la evaluación económica de los efectos que pudieran tener a LP las decisiones actuales. La Teoría de las Limitaciones ( TOC ) plante la necesidad de IDENTIFICAR , ANALIZAR y SUPERAR aquellas RESTRICCIONES que LIMITAN en cada momento  la ejecución de los procesos económicos: ya sea porque no se pueda emplear la CAPACIDAD en su totalidad o por estar LIMITADA la CAPACIDAD DISPONIBLE (cuellos de botella, descoordinación de procesos, etc).
  2. 2. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) ASPECTOS METODOLÓGICOS DE LA TEORÍA DE LAS LIMITACIONES El objetivo básico es la SINCRONIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN , es decir, equilibrar los flujos de producto en vez de las capacidades El ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE LOS RECURSOS  entendida como el Tiempo disponible para la producción  permite clasificar los recursos en: Tiempo del ciclo de producción TIEMPO de preparación T. de proceso T. de cola T. de espera T. de inactividad Recursos SIN CUELLO DE BOTELLA  aquellos cuya capacidad es MAYOR que la demanda  cuentan con tiempo de inactividad y producen más de lo que se necesita. Recursos RESTRINGIDOS POR LA CAPACIDAD ( RRC )  aquellos que por tener su uso próximo a su capacidad  podrían convertirse en RCB si no se programan con cuidado. Recursos que SON CUELLO DE BOTELLA ( RCB )  aquellos cuya capacidad es MENOR que la demanda  queda limitada la capacidad global TOC BLOQUES BÁSICOS DE CONSTRUCCIÓN DE LA MANUFACTURA <ul><li>RCB que alimenta a un Recurso SIN cuello de botella. </li></ul><ul><li>Recurso SIN cuello de botella que alimenta a un RCB. </li></ul><ul><li>Salidas de un RCB y un recurso SIN cuello de botella para el montaje de un producto. </li></ul><ul><li>El RCB y el SIN cuello de botella  tienen mercados independientes para sus salidas. </li></ul>LOS BLOQUES SE ESTABLECEN PARA FACILITAR LA COORDINACIÓN...
  3. 3. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) ASPECTOS METODOLÓGICOS DE LA TEORÍA DE LAS LIMITACIONES Q  para producir una unidad se requiere 1,5 horas ( 90 minutos ) W  para producir una unidad se requieren 54 minutos ( 0,9 horas ) Q  es un RCB  200 u. se demandan  300 horas de capacidad W  recursos SIN cuello de botella  200 u. se demandan  300 horas de capacidad CASO DE APLICACIÓN Capacidad utilizada del Recurso Q  200 u. x 1,5 h./u. = 300 h.  300 h. / 300 h.  100% de capacidad Capacidad utilizada del Recurso W  200 u. x 0,9 h./u. = 180 h.  180 h. / 300 h.  60% de capacidad RCB que alimenta a un Recurso SIN cuello de botella 1ª configuración M Q W Mercado W tiene un exceso de capacidad ( sólo se emplea el 60% ) lo cual hace que no se produzcan Inventarios de Producción en debemos estar atentos a Q ya que cualquier desajuste que provoque su inactividad afectará también a W . Capacidad  300 h. 300 h. Tiempo unitario  90 minutos 54 minutos Producc. Potencial  200 u. 333 u. Producc. Demandada  200 u. 200 u. Capacidad utilizada  300 h. 180 h. % de capacidad usada  100 % 60%
  4. 4. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) ASPECTOS METODOLÓGICOS DE LA TEORÍA DE LAS LIMITACIONES W tiene un exceso de capacidad y NO debe intentar mejorar su eficiencia local aumentando la capacidad  ya que produciría un INVENTARIO DE PRODUCCIÓN delante de Q . Debemos esforzarnos en que Q funcione de forma continuada, creando un INVENTARIO REGULADOR procedente de W que evite el desabastecimiento a Q por fluctuaciones o incidencias. En la hipótesis de que “ MONTAJE ” sea un recurso No restringido por la capacidad , W tiene un exceso de capacidad y NO debe intentar mejorar su productividad local  a no ser que se quiera aumentar el uso de capacidad de W –aumentando su producción– lo cual generará un INVENTARIO DE PIEZAS antes del montaje. Debemos garantizar el funcionamiento correcto de Q , ya que una incidencia puede provocar su inactividad y afectar a W . CASO DE APLICACIÓN Recurso SIN cuello de botella que alimenta a un RCB 2ª configuración M W Q Mercado Inventario regulador Salidas de un RCB y un recurso SIN cuello de botella para el montaje de un producto 3ª configuración M W Q Mercado Montaje Inventario de piezas Capacidad  300 h. 300 h. Tiempo unitario  54 minutos 90 minutos Producc. Potencial  333 u. 200 u. Producc. Demandada  200 u. 200 u. Capacidad utilizada  180 h. 300 h. % de capacidad usada  60 % 100% Cap.  300 h. 300 h. T. Unit.  54 min. 90 min. Prod. Pot.  333 u. 200 u. Prod. Dem.  200 u. 200 u. Cap. Usada  180 h. 300 h. % de cap.  60 % 100%
  5. 5. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) ASPECTOS METODOLÓGICOS DE LA TEORÍA DE LAS LIMITACIONES W tiene un exceso de capacidad y NO debe intentar mejorar su productividad local  ya que podría provocar la formación de un INVENTARIO DE PRODUCTOS TERMINADOS . El esfuerzo debe concentrarse en Q que es el RCB, garantizando su funcionamiento, ya que en esta ocasión cualquier incidencia puede resultar irrecuperable  pero esto no afectaría a W . La clave de la Metodología TOC está en el control de los RCB y de los RRC , y para fines operativos : <ul><li>En la realidad de una fábrica los RCB y los RRC suelen ser un número reducido . </li></ul><ul><li>La elaboración del perfil de los Recursos de Capacidad ( % de capacidad de todos los recursos necesarios para la obtención de un programa productivo ) permite identificar rápidamente los RCB y los RRC . </li></ul><ul><li>El tiempo ganado en un RCB  es el tiempo que se gana en todo el sistema productivo. </li></ul><ul><li>Debemos evitar programaciones inadecuadas  ya que puede provocar la transformación de RRC en RCB . </li></ul>CASO DE APLICACIÓN El RCB y el SIN cuello de botella  tienen mercados independientes para sus salidas 4ª configuración Cap.  300 h. 300 h. T. Unit.  54 min. 90 min. Prod. Pot.  333 u. 200 u. Prod. Dem.  200 u. 200 u. Cap. Usada  180 h. 300 h. % de cap.  60 % 100% M W Q Inventario de productos Mercado Mercado
  6. 6. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) LA METODOLOGÍA BASADA EN EL D-B-R (DRUM – BUFFER - ROPE) El Control ha de concentrarse en los RCB y en los RRC  lo cual supone establecer puntos de control de los flujos de producto  estos PUNTOS DE CONTROL se denominan Drum (son los RCB y los RRC). Lo importante es que los RCB no paren  lo cual se puede facilitar: 1.- estableciendo un Inventario Regulador antes de RCB ( Q ). ( Buffer ). 2.- informando al recurso con exceso de capacidad ( W ) de las producciones del RCB ( Q ). A dicha comunicación se le denomina Rope . M W Q Mercado Inventario regulador Buffer Drum Rope El proceso puede ser más complejo  por ejemplo si establecemos un punto de control en un RRC ( un recurso muy cercano al 100% de su capacidad ): En este caso se establecen 2 Inventarios reguladores ( Buffer ) : el primero protegiendo de la capacidad global, el segundo protege al mercado de las posibles fluctuaciones de los flujos de RRC. Y también se establecen 2 comunicaciones ( Rope ): una informa del Inventario de producción en proceso y otra del Inventario de productos terminados. M W1 RRC Mercado Inventario regulador Buffer Drum Rope W2 Inventario de productos Buffer Rope Prof. Alfonso López Viñegla
  7. 7. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) LA TEORÍA DE LAS LIMITACI0NES Y EL ANÁLISIS MARGINALISTA ... Desde una perspectiva económica , trataríamos de analizar las mejoras del Margen Operativo ( Throughput ) CASO DE APLICACIÓN A Taller de Tapicería de automóviles realiza 2 operaciones: TAPIZADO y MONTAJE Por cada unidad procesada  se factura 90 euros , siendo el coste de materiales usados 50 euros . La Demanda actual supera las 150.000 u./mes , aunque sólo estemos suministrando 90.000 u./mes 1.- Acciones sobre el Tiempo de preparación en montaje. Margen Operativo ( inicial ) = 90.000 * (90 –50) = 3.600.000 euros 2.- Aumentamos la Capacidad recurriendo a la Subcontratación . Subcontratamos 60,000 u. A un coste máximo de 94 Euros/u. 3.- Mejorar la Productividad del TAPIZADO. Capacidad mensual  6.000 hh. 600 hm. Producción horaria  20 u./hh. 150 u./hm. Producción mensual  90.000 u. 90.000 u. Coste (excepto materiales)  1.440.000 euros. 2.520.000 euros. Coste unitario (excepto materiales)  16 euros/u. 28 euros/u. TAPIZADO MONTAJE a Disminuimos el Tiempo de preparación hasta el LÍMITE de la capacidad máxima de la fase previa ( TAPIZADO ) b Producimos todo lo demandado  Disminuimos el Tiempo de preparación en ambas fases ( TAPIZADO y MONTAJE ) Como el caso 1b Margen Operativo = 120.000 * (90 –50) = 4.800.000 euros de 1.200.000 euros Margen Operativo = 150.000 * (90 –50) = 6.000.000 euros de 2.400.000 euros Margen Operativo = = 5.640.000 euros de 2.040.000 euros
  8. 8. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) LA TEORÍA DE LAS LIMITACI0NES Y EL ANÁLISIS MARGINALISTA CASO DE APLICACIÓN B Se trata de un Taller productivo , donde obtenemos 4 tipos de productos, con la demandas de mercado señaladas. Los TURNOS son de 8 horas , 5 días a la semana. Las INSTALACIONES pueden usarse durante 3 turnos por día , y las MÁQUINAS 2 turnos al día ; y cada OPERARIO puede ser contratado para 1 turno . ENUNCIADO Instalación A 10 minutos/u. Máquina C 12 minutos/u. Máquina B 15 minutos/u. Operario D 4 minutos/u. Operario E 6 minutos/u. Operario D 5 minutos/u. Operario D 6 minutos/u. Producto 1 30 euros Producto 2 35 euros Producto 3 40 euros Producto 4 45 euros Demanda = 300 u. Demanda = 75 u. Demanda = 250 u. Demanda = 80 u. MP 10 EUROS MP 4 EUROS MP 1 EURO MP 3 EUROS MP 2 EUROS MP 8 EUROS MP 3 EUROS
  9. 9. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) LA TEORÍA DE LAS LIMITACI0NES Y EL ANÁLISIS MARGINALISTA SOLUCIÓN (I) Si pretendemos ganar la ganancia neta y hay rigidez en el uso de los turnos. CALCULAR dicha ganancia , sabiendo que los gastos operativos ascienden a 10.000 Euros semanales. 300 9.000 4.500 4.500 30 15 15 75 2.625 1.275 1.350 35 17 18 250 10.000 5.000 5.000 40 20 20 80 3.600 1.680 1.920 45 21 24 25.225 12.455 12.770 10.000 2.770 PRODUCTO 1 PRODUCTO 2 PRODUCTO 3 PRODUCTO 4 TOTAL Demanda semanal Precio Venta Coste Materiales Margen Operativo Gastos operativos Resultado Necesidad de MATERIALES 1 + 4 + 10 15 4 + 3 + 10 17 10 + 2 + 8 20 10 + 8 + 3 21
  10. 10. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) LA TEORÍA DE LAS LIMITACI0NES Y EL ANÁLISIS MARGINALISTA SOLUCIÓN (II) Total de CAPACIDAD ( minutos / semana ) INSTALACIONES = 5 días x 3 turnos x 8 horas x 60 minutos = 7.200 minutos MÁQUINAS = 5 días x 2 turnos x 8 horas x 60 minutos = 4.800 minutos OPERARIOS = 5 días x 1 turno x 8 horas x 60 minutos = 2.400 minutos Identificación de las LIMITACIONES PRODUCTO 1 PRODUCTO 2 PRODUCTO 3 PRODUCTO 4 TOTAL UNIDADES PRODUCIDAS 75 750 - 900 - 450 6 INSTALACIÓN ( A ) MÁQUINA ( B ) MÁQUINA ( C ) OPERARIO ( D ) 10 15 12 OPERARIO ( E ) 300 3.000 - 3.600 1.200 - 4 250 2.500 3.750 - 1.250 - 5 80 800 1.200 - 480 - 6 7.050 4.950 4.500 2.930 450 7.200 4.800 4.800 2.400 2.400 CAPACIDADES MÁXIMAS 150 530
  11. 11. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) LA TEORÍA DE LAS LIMITACI0NES Y EL ANÁLISIS MARGINALISTA SOLUCIÓN (III) – a Se queda igual, porque NO incide en la Máq ( B ) ni en Oper ( D ) Se queda igual, porque es el que mayor Margen Operativo tiene: 24 PRODUCTO 2 75 u. 75 PRODUCTO 4 80 u. 80 PRODUCTO 3 240 u. 250 Es el siguiente en margen operativo ( 20 ), y tengo que conseguir se ajuste a la Máq ( B ) [ porque el producto 1 NO interacciona con dicha máquina ] . De la Máq ( B ) sabemos hay un defecto de capacidad de u. ...como la Máq ( B ) tiene una dedicación de 15 min./u., entonces habrá que producir 150 / 15= 10 u. menos de producto 3 . [250-10= 240 ] 150 PRODUCTO 1 180 u. 300 El producto 3 , afecta al Oper ( D ), lo cual implica que este operario sólo va a dedicar: 240 u. x 5 min./u. = 1.200 minutos a dicho producto 3  como le dedicaba 1.250 min., entonces sobran 50 min .  me quedan - 50 = 480 minutos por ahora de exceso. Entonces, ahora como el Oper ( D ) tiene una dedicación de 4 min./u en el Producto 1 ., entonces habrá que producir 480 / 4= 120 u. menos de producto 1 . [300-120= 180 ] 530
  12. 12. TEORÍA DE LA LIMITACIONES (Theory of constraints - TOC) LA TEORÍA DE LAS LIMITACI0NES Y EL ANÁLISIS MARGINALISTA SOLUCIÓN (III) – b ¿ Cómo resolveríamos este ejercicio con SÍMPLEX ? No se trata de un problema de Capacidad, sino de Equilibrar los flujos del proceso productivo Máx. Z = 15 x 1 + 18 x 2 + 20 x 3 + 24 x 4 Maximizamos el Margen operativo x 1 <= 300 x 2 <= 75 x 3 <= 250 x 4 <= 80 Restricciones de las Demandas Semanales en el mercado x 1 , x 2 , x 3 , x 4 >= 0 No negatividad 10 x 1 + 10 x 2 + 10 x 3 + 10 x 4 <= 7.200 INSTALACIÓN ( A ) MÁQUINA ( B ) MÁQUINA ( C ) OPERARIO ( D ) OPERARIO ( E ) 15 x 3 + 15 x 4 <= 4.800 12 x 1 + 12 x 2 <= 4.800 4 x 1 + 5 x 3 + 6 x 4 <= 2.400 6 x 2 <= 2.400 Recordamos que las restricciones que sólo nos planteaban algún problema son las de la Máq ( B ) y la del Oper ( D ), que tenían defectos de CAPACIDAD concretos (150 y 530 minutos respectivamente). El problema podría replantearse perfectamente sólo con estas 2 restricciones.

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