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Teoría de las limitaciones (TOC)

TEORÍA DE LAS LIMITACIONES (TOC)

Gestión empresarial

I. CONCEPTO

La Teoría de las Limitaciones, conocida como TOC (Theory of Constraints), es un método de control y programación de la producción, que persigue obtener la máxima producción posible, optimizando la capacidad de los cuellos de botella de un proceso productivo. Cuando se habla de planificación y control de la producción se distinguen tres enfoques principales:

  • - Sistemas de empuje o tipo push: antecedente de la planificación de las necesidades de material (MRP), desarrollado por Joseph Orlicky en IBM.
  • - Sistemas de arrastre o tipo pull: como es el sistema Kanban en el Modelo Just in Time, inventado por Taichi Ohno en Toyota.
  • - Sistema de cuello de botella: siendo su antecedente el Modelo OPT de Eli Goldratt, que va a ser tratado a continuación.

Este autor considera que la única meta de una empresa con ánimo de lucro es ganar dinero, de manera que el resto de objetivos son meros medios para conseguir esa meta final. Por ello, todas las medidas que se desean implantar tienen que ir encaminadas hacia el logro de ese objetivo, no teniendo sentido conseguir aumentos de producción que no son vendibles en la situación actual, ya que no sería productivo. Los parámetros de gestión considerados en sus estudios son los siguientes:

  • - Beneficio neto: medida absoluta del dinero ganado en un periodo de tiempo.
  • - Rentabilidad: medida relativa que complementa a la anterior y mide la ganancia del capital invertido.
  • - Liquidez: dinero efectivo.

No siempre es posible conseguir aumentos en los tres parámetros mencionados anteriormente. Asimismo, el autor considera que los costes no son adecuados para acercar estos parámetros tan generales a las decisiones relativas a la dirección de operaciones, por lo que propone los siguientes parámetros de explotación:

  • - Ingreso neto: dinero generado a través de las ventas. No obstante, también debe considerase el efectivo que no procede de la actividad principal. Por otro lado, hay que deducir los pagos relativos a los materiales, subcontrataciones, energía, etc.
  • - Inventario: dinero invertido para adquirir bienes que van ser vendidos.
  • - Gastos de operación: dinero que sale de la empresa, consecuencia de convertir el inventario en ingresos netos.

Goldratt establece que una acción no es deseable si contribuye al aumento de de uno de los parámetros de explotación, pero se produce una disminución en los dos restantes. Además, considera que deben prevalecer los ingresos netos, frente al inventario y a los gastos operativos, en segundo y tercer lugar, intentando reducirlos al máximo posible.

El enfoque de las Teorías de las Limitaciones se ha popularizado gracias a su libro “La Meta: un enfoque de mejora continua”, que Eliyahu Goldratt escribió junto Jeff Cox. La TOC tiene por objeto el estudio de cualquier cosa que limite la capacidad de una empresa, ya sea físicamente (número de trabajadores y equipos técnicos, cantidad de materiales, suministros, etc.), o inmaterialmente (procedimientos, formación, filosofía empresarial, etc.).

El punto de partida de esta teoría es la identificación de dos características fundamentales de las empresas:

  • - Estructura jerárquica piramidal: sólo la alta dirección tiene una visión global de la empresa para saber qué decisiones pueden contribuir a la consecución de sus metas, coordinando los esfuerzos de todas las áreas funcionales. Si estas decisiones se dejan en manos de los directores de los diferentes departamentos, cuya visión de la organización está limitada al área que les compete, se pone en peligro la consecución del óptimo global.
  • - Configuración organizativa como una sucesión de acciones en cadena: por lo que los directivos deben centrar sus esfuerzos en localizar las limitaciones del sistema empresarial considerando que son los componentes más débiles y, consecuentemente, los que ponen dificultades al logro de la meta establecida.

Los cinco pasos que constituyen la base de la Teoría de las Limitaciones son:

  • - Paso 1: Identificar las restricciones, es decir, localizar los recursos que, por su escasa disponibilidad, limitan el rendimiento global, por lo que debe aprovecharse al máximo su capacidad.
  • - Paso 2: Elaborar un plan para superar las restricciones identificadas: aprovechando al máximo la capacidad de los centros de trabajo que presentan limitación, reduciendo sus tiempos improductivos.
  • - Paso 3: Concentrar los recursos de la empresa en lograr el paso anterior, garantizando que los que no presentan limitación suministran la cantidad adecuada a los centros de trabajo que sí la presentan.
  • - Paso 4: Elevar la limitación: reducir los efectos de las limitaciones detectadas, descargando trabajo o aumentando su capacidad, asegurándose que todo el personal que pueda tener influencia sobre ellas las conoce. Una vez que se ha localizado la restricción en el paso 2, y se ha decidido cómo aprovechar al máximo su capacidad, no siempre desaparece, aunque a veces se consigue. En ese caso, aparecerá una nueva limitación, por lo que la empresa debe seguir implementando su proceso de mejora continua.
  • - Paso 5: Volver al Paso 1: una vez que se ha superado un conjunto de limitaciones, se debe iniciar el proceso, para así poder identificar y subsanar nuevas limitaciones.

II. TOC APLICADA A LA GESTIÓN DE LA PRODUCCION: OPT

La tecnología de producción optimizada, conocida como OPT, fue desarrollada por Eli Goldratt junto con tres socios en Israel, y presentada en EE.UU. en 1979 con la creación de la compañía Creative Output, Inc. En los años posteriores el software fue evolucionando, desarrollándose su filosofía y principios. Dada la mala relación entre los socios, la compañía quebró, vendiéndose los derechos del software OPT al Grupo Scheduling Technologies (STG). Actualmente existen varios paquetes informáticos disponibles: OPT21, OPIS, MICRO-BOSS, MOOPY Y PRIORITY.

Los centros de trabajo cuellos de botella se definen como restricciones que limitan el resultado del proceso productivo secuencial, derivado por una menor capacidad de los centros que le anteceden o le siguen en la cadena productiva. Pueden aparecer incluso en los procesos equilibrados y bien diseñados, consecuencia de cambios en los productos, en sus combinaciones y/o en sus volúmenes.

Pueden utilizarse diferentes técnicas o medidas para subsanar sus efectos, tales como:

  • - Incrementar la capacidad de las restricciones: aumentando la cantidad de factores disponibles (personal, equipos y materiales), por lo que se hace necesario invertir capital, y puede tardar tiempo.
  • - Disponer de empleados bien formados y flexibles, para garantizar una operativa total del centro de trabajo cuello de botella.
  • - Desarrollar nuevos procedimientos o rutas alternativas, o subcontratar parte de la producción.
  • - Realizar inspecciones en los centros de trabajo que anteceden a la limitación, para evitar que entren en él unidades defectuosas, que ralentizarían aún más el proceso.
  • - Ajustar el rendimiento total a la capacidad del cuello de botella, programando menos carga en los centros de trabajo que no presentan limitación.

Las nueve reglas básicas que Eli Goldratt presentó para programar un sistema OPT son las siguientes:

  • - Regla 1: Hay que equilibrar el flujo de trabajo, no la capacidad productiva.

    Este autor considera que cuando se ajusta la capacidad de la empresa a la demanda del mercado, matemáticamente, descienden las ventas y, consecuentemente los ingresos, aumentando los inventarios. Para justificarlo, argumenta que en todas las plantas productivas se cumplen las siguientes premisas:

    • a) Existencia de sucesos dependientes: secuencia ordenada de las operaciones para la fabricación de un producto.
    • b) Fluctuaciones estadísticas: hechos que son estimados y valorados en media, pero que no se sabe exactamente cuándo y en qué cantidad van a suceder, como es el caso de las averías. El problema es cuando ocurren en procesos productivos dependientes, dichas fluctuaciones se van acumulando, por lo que el resultado es muy distinto al esperado, obstaculizándose el logro de los objetivos fijados.

    Para justificar estas afirmaciones, Eli Goldratt utiliza como ejemplo una excursión de boy-scouts. Este símil supone que, aplicado a la empresa, para solventar las dificultades originadas por los cuellos de botella, se ajusta la capacidad productiva de la empresa y el ritmo de producción a los del centro de trabajo que presenta la limitación. Con ello se consigue evitar la fabricación de inventarios innecesarios. Por otro lado, se debe intentar aumentar la capacidad de los centros que presentan cuello de botella, para lograr un equilibrio con la demanda del mercado. Cada unidad que se aumente en el cuello de botella supone una unidad más fabricada y disponible para su venta, aumentando así los ingresos netos.

    Aquellas empresas que deseen trabajar siguiendo la filosofía OPT/TOC no deben ajustar la capacidad de sus centros de trabajo a la demanda del mercado. El autor propone la “planta desequilibrada”: dotar a los centros de una sobrecapacidad en relación a la demanda del producto, mayor en los centros más cercanos a la finalización del proceso productivo. Si se produce un cuello de botella será su capacidad la que habrá que equilibrar a la demanda externa, y redefinir la capacidad del resto de centros para asegurar el trabajo del centro limitado y la entrega del producto final en fecha.

  • - Regla 2: La utilización de un recurso no limitado viene definida por otra restricción del sistema.

    Pueden darse diversas situaciones:

    • a) Un centro de trabajo no limitado suministra a otro que sí lo está, generando inventarios de productos semiterminados.
    • b) Un centro de trabajo limitado suministra a otro que no lo está, por lo que éste último no utiliza toda su capacidad.
    • c) Dos centros de trabajo independientes, uno de ellos con cuello de botella, suministran componentes a otro en la misma cuantía, originando inventaros de productos semiterminados. Además, el centro de trabajo final no utiliza toda su capacidad.
    • d) Dos centros de trabajo independientes, uno de ellos con limitación, suministran productos finales al mercado. El que presenta el cuello de botella no cubre toda su demanda. Sin embargo, el que no muestra restricción, la sobrepasa, originando inventarios de productos terminados.

    Como conclusión de todos los supuestos anteriores se extrae que el aprovechamiento de la capacidad de un departamento o taller que no presenta limitación, dependerá de las restricciones de los centros que le anteceden o le siguen en la cadena productiva, y de la demanda externa en el caso de productos finales.

  • - Regla 3: El uso y la activación de un recurso no son lo mismo.

    Goldratt considera que utilizar un recurso es hacer uso de él para que la empresa logre su meta, mientras que su activación supone hacerlo funcionar. Cuando se activan centros que no son cuellos de botella, trabajando a un mayor ritmo que el recurso limitado, lo único que se consigue es aumentar los inventarios en curso y los gastos operativos.

  • - Regla 4: Cualquier pérdida que se produzca en un cuello de botella supone una pérdida para todo el sistema.

    Es una consecuencia de todo lo que se ha mencionado con anterioridad, ya que el centro que presenta la restricción o cuello de botella es el que marca el ritmo del sistema, por lo que cualquier incidencia que reduzca aún más su capacidad, disminuirá las unidades de productos finales.

  • - Regla 5: las ganancias en un recurso que no es cuello de botella no se traducen en ganancias de otros que sí lo son, y tampoco en el sistema.

    Si se equilibra la capacidad de los centros a la del que presenta la limitación, en aquéllos habrá un exceso de capacidad, resultando ociosa, a menos que se le asigne otra utilidad productiva. En caso contrario, si trabajan a su ritmo, lo único que se logrará son aumentos de inventarios de productos semiterminados pero no de productos finales. Por ello, no tiene sentido invertir dinero y esfuerzos en recursos no limitados, dado que no aumentarán los ingresos y beneficios de la empresa.

  • - Regla 6: Los cuellos de botella determinan la producción y facturación total, así como los niveles de inventario.

    Cuando la demanda del producto sea igual o superior a lo que se puede fabricar en un centro con cuello de botella, todo lo producido se venderá en el mercado. Por otro lado, los inventarios se acumularán antes o después del cuello de botella:

    • a) Habrá inventarios antes cuando el cuello de botella es suministrado por centros que no han tenido en cuenta dicha limitación.
    • b) Los inventarios se acumularán después cuando proceden de un centro no limitado, pero precisan de algún componente procesado por un centro con cuello de botella.
  • - Regla 7: Para optimizar el sistema, los lotes de transferencia pueden no ser iguales a los lotes de proceso.

    El lote de proceso es el fabricado en un centro de trabajo entre dos etapas sucesivas. Suelen tener un tamaño grande, consecuencia de los largos tiempos de preparación que requiere la maquinaria cada vez que se hace un lote. Los lotes de transferencia son los que se usan para transportar los productos o componentes entre dos centros de trabajo. En ocasiones, el tamaño de éstos es similar al de los lotes de proceso, incrementando así el tiempo de total de fabricación y los inventarios. Se puede acortar los tiempos de producción de los centros siguientes si los lotes de transferencia se transportan de forma gradual, de manera que pueden comenzar su fabricación antes.

    No todos los centros de trabajo tienen que tener los mismos lotes de proceso. Puede ser mayor en los que presentan cuellos de botella, dado los costes de preparación, y menores en los centros que no presentan limitaciones de capacidad.

  • - Regla 8: El tamaño de los lotes de proceso del sistema no debe ser fijo.

    Consecuencia de la anterior regla, los lotes se pueden disminuir, dividir y solapar para dinamizar el programa de producción.

  • - Regla 9. La programación debe ser establecida después de haber evaluado todas las restricciones simultáneamente.

    En ocasiones, cuando no se consiguen los resultados deseados, no se debe a los imprevistos que han surgido, sino a las dificultades de la programación del proceso productivo. Si se están produciendo retrasos en algunos pedidos, y se decide anteponer su fabricación a la de otros artículos, se deben considerar las implicaciones a largo plazo de esta medida, que puede empeorar la situación de partida.

    Como conclusión a las nueve reglas, todos los esfuerzos deben centrarse en los cuellos de botella para aprovechar al máximo su capacidad, así como favorecer y aliviar su carga de trabajo en la medida de lo posible. A menudo sucede que, cuado un cuello de botella es programado, surge otro en el proceso, siendo necesario repetirlo en varias ocasiones.

La ventaja básica del OPT es que si se centran los esfuerzos en un único cuello de botella, el usuario puede llegar a resolver el problema intuitivamente. Sin embargo, algunas de sus desventajas son que no se pueden acoplar cuellos de botellas múltiples y cambiantes, que el interfaz del usuario no es adecuado, que algunas soluciones implican la resolución completa de todo el problema, y que resulta complicado incorporar modificaciones o nuevas secuenciaciones al programa.

III. SOLUCIÓN DBR: TAMBOR, AMORTIGUADOR Y CUERDA

El sistema de programación y control conocido como DBR, que se deriva de la Teoría de las Limitaciones, responde a las siglas:

  • - Drum: tambor, el cual proporciona el ritmo de producción del sistema.
  • - Buffer: amortiguador, cantidad de inventarios para que la limitación o limitaciones aprovechen al máximo su capacidad.
  • - Rope: cuerda, establece la sincronización necesaria para tirar de las unidades a través de sistema.

Si se trabaja bajo la premisa de conseguir los máximos rendimientos individuales de cada centro de trabajo, haciendo caso omiso del ritmo marcado por el tambor del sistema, lo único que se conseguirá es un aumento de los inventarios, al no poder ser procesados por el centro que presenta el cuello de botella. Así pues, la solución es atar con una cuerda al centro que presenta la limitación y al primer centro que suministra el material, de manera que se puedan manipular los componentes necesarios en cada momento.

Si se produce algún retraso detrás del cuello de botella, los centros posteriores a él pueden utilizar su capacidad extra. El problema se acentúa en el caso contrario, cuando los retrasos acontecen antes del cuello de botella, afectándole a su ritmo de trabajo y al de todo el sistema (Regla 4 del OPT).

Para subsanarlo, se hace uso del buffer o amortiguador, adelantando el lanzamiento de un trabajo con respecto al tiempo programado, pudiendo ocurrir que:

  • - No se produzca ninguna perturbación, consumiéndose el pedido antes de lo previsto.
  • - Se produzca una perturbación, siendo el retraso inferior al tamaño del amortiguador o colchón de tiempo.
  • - El retraso supere al buffer establecido.

En cualquier caso, siempre que el tiempo real de ejecución sea inferior al establecido, el pedido llegará antes al centro con cuello de botella, apareciendo inventarios delante de las limitaciones. Los tiempos del buffer deben ser calculados teniendo en cuenta la duración máxima estimada de las posibles perturbaciones. Si es excesivamente alto, pueden aumentar los inventarios y los gastos operativos. Por el contrario, si es muy reducido, puede ocasionar retrasos en la producción y la pérdida de las ventas.

Los pasos recomendados para realizar una programación basada en los principios del DBR son los siguientes:

  • - Programación del cuello de botella.
  • - Programación de los recursos no limitados que siguen en la secuencia a centros con cuellos de botella, utilizando componentes procesados por él.
  • - Programación de los recursos no limitados que anteceden a un cuello de botella, al cual le suministran componentes.
  • - Programación de los recursos no limitados que, sin tener conexión con centros que presentan restricciones, fabrican ítems que se unirán a otros procesados por un centro limitado.

Cristina Masa Lorenzo

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