Cuellos de botella en procesos operativos

Definición de cuellos de botella

Los cuellos de botella se define como cualquier recurso cuya capacidad sea menor que su demanda. Los cuellos de botella son una restricción en el sistema que limita la producción en la administración de operaciones. En el proceso de manufactura, es el punto donde el volumen de fabricación se achica. Un cuello de botella puede ser una máquina, la falta de personal capacitado o una herramienta especial.

Si no hay cuellos de botella, sobra capacidad y es preciso cambiar el sistema para generar un cuello de botella. Se podría lograr con más tiempo de preparación o aminorar la capacidad.

Un recurso restringido por la capacidad es aquel cuya utilización está cerca de la capacidad. Este podría ser un cuello de botella si no se programa con cuidado. Por ejemplo uno de estos recursos restringidos podría recibir trabajo de varias fuentes en un entorno de planta fabril.

Supongamos que estas fuentes programan su ritmo de manera que se genere tiempo ocioso ocasional para el recurso con capacidad restringida que supere su capacidad sin usar. En este caso, el recurso con capacidad restringida se convierte en cuello de botella cuando el volumen del trabajo llega más tarde.

Esto ocurre si se cambia el tamaño de los lotes. O también si alguna de las operaciones anteriores no funciona por cualquier motivo y no envía suficiente trabajo al recurso con capacidad restringida.

¿Por qué se generan los cuellos de botella?

Los cuellos de botella aparecen con frecuencia porque incluso los sistemas bien diseñados raramente permanecen equilibrados durante mucho tiempo. Los cambios en los productos, en las combinaciones de productos y en los volúmenes originan a menudo múltiples y variables cuellos de botella. Por consiguiente, existen centros de trabajo cuellos de botella en casi todos los sistemas productivos, desde hospitales y restaurantes hasta fábricas.

Los buenos directores de operaciones resuelven los problemas de cuellos de botella asegurándose de que permanezca ocupado. Esto se puede lograr aumentando la capacidad del cuello de botella, desviando trabajo o cambiando el tamaño del lote. También cambiando la secuencia de trabajo o aceptando la inactividad en otras estaciones de trabajo. Dichas prácticas forman parte de la estrategia de operaciones.

Identificación y administración de los cuellos de botella

Hay varias maneras de identificar dónde se producen cuellos de botella en un proceso de servicio o manufactura determinado. Los cuellos de botella suelen presentarse en la estación de trabajo con las siguientes características:

• Representan el mayor tiempo total por unidad procesada.
• Su utilización promedio es la más alta
• Tienen la mayor carga de trabajo total.
• La reducción de un solo minuto en el tiempo de procesamiento reduce la tasa promedio de producción del proceso entero.

Técnicas para tratar los cuellos de botella:

1. Incrementar la capacidad de la restricción. Esto puede requerir una inversión de capital, o más personas, y puede tardar un tiempo en implementarse.
2. Asegurarse de que se dispone de empleados bien formados y flexibles. Estos deben asegurar una operativa total y mantenimiento completo del centro de trabajo que provoca la limitación.
3. Desarrollar rutas alternativas, diferentes procedimientos de proceso o subcontratar. Trasladar las inspecciones y los test a una posición justo anterior al cuello de botella. Este método tiene la ventaja de rechazar cualquier posible unidad defectuosa antes de su entrada en el centro de trabajo cuello de botella.
4. Programar el rendimiento total para que se ajuste a la capacidad del cuello de botella. Esto puede significar programar menos carga de trabajo en los centros de trabajo que suministran al cuello de botella y trabajar just in time.

Cuellos de botella en procesos operativos

A continuación vamos a desarrollar dos casos de cuellos de botella en procesos operativos. Por un lado un caso en un proceso de servicio y por el otro, en un proceso de fabricación.

También profundizaremos sobre el análisis y cálculos realizados para soportar las decisiones que se tomarán. Allí podremos ver que, más allá de las diferencias entre productos y servicios y sus procesos, la metodología es la misma.

Caso de cuello de botella en un proceso de servicio

Los gerentes de un banco municipal del distrito de Sierra Buena, quieren acortar el tiempo que se necesita para tramitar y aprobar las solicitudes de crédito de los clientes.

El diagrama de flujo de este proceso, que consiste en varias actividades, cada una de las cuales realiza un empleado diferente del banco

Las solicitudes de préstamo se reciben en la actividad o paso 1, donde se revisan para ver si están completas y se ponen en orden. En el paso 2, los préstamos se clasifican en distintas categorías. Por un lado de acuerdo con el monto del préstamo y por el otro si éste se solicita por motivos personales o comerciales.

La verificación del historial de crédito comienza en el paso 3. Luego en paralelo los datos de la solicitud de préstamo se introducen en el sistema de información. Eso sirve a efectos de mantenimiento de registros en el paso 4. El banco conserva estos datos incluso si la solicitud de préstamo se rechaza finalmente.

La decisión de aprobar o rechazar el préstamo se toma en el paso 5. Si el préstamo se aprueba, todo el papeleo para abrir la nueva cuenta de préstamo se realiza en el paso 6. El tiempo que tarda cada paso se indica entre paréntesis.

Suponiendo que no hay ningún tiempo de espera entre los pasos, ¿Cuál de éstos es el cuello de botella? A la gerencia también le interesa conocer el máximo número posible de cuentas de préstamo que el banco puede terminar de procesar en una jornada de cinco horas.

Identificación del cuello de botella en un proceso de servicio

Además de las definiciones anteriores de cuello de botella, podemos agregar una más a continuación. Podríamos decir también que se define como el paso en el que una reducción de un solo minuto reduce la tasa promedio de producción.

Usando esta definición, se puede ver que el paso 2 es el cuello de botella en el proceso de aprobación de préstamos. Una reducción en el contenido de trabajo de este paso reduce la tasa total de producción por unidad de tiempo.

Se necesitan 10 + 20 + máx(15, 12) + 5 + 10 = 60 minutos para completar una solicitud de préstamo aprobada. Aunque se supone que no hay tiempo de espera antes de ningún paso, en la práctica los procesos no siempre se desarrollan con esa fluidez. Por tanto, el tiempo real que se necesita para tramitar y aprobar un préstamo es de más de 60 minutos. Esto es debido a la llegada no uniforme de las solicitudes, las variaciones en los tiempos reales de procesamiento y otros factores relacionados.

Cálculos para averiguar la capacidad del proceso

Supongamos el caso de que haya suficientes clientes como para que se forme una fila. Ahí las estaciones de trabajo entran en ritmo y comienzan a ocuparse. Luego de la salida del primer cliente, luego saldrá un cliente atendido del proceso cada 20 minutos.

La capacidad para tramitar los préstamos se obtiene traduciendo los “minutos por cliente” en el paso cuello de botella a “clientes por hora”. En este caso, son tres clientes por hora porque en el paso 2, que es el cuello de botella. Como vinos antes, se puede procesar la solicitud de un solo cliente cada 20 minutos (60/3).

El paso 2 es la restricción o cuello de botella. Si todos los préstamos se aprueban, el banco podrá completar un máximo de sólo 3 cuentas de préstamo por hora. Esto es, 15 nuevas cuentas de préstamo en una jornada laboral de cinco horas.

Caso de cuello de botella en proceso de fabricación

Electrónica Pereyra fabrica cuatro productos únicos (P1, P2,P3 y P4) que se producen y ensamblan en cinco estaciones de
trabajo diferentes (E1, E2, E3, E4 y E5) usando un proceso por lotes pequeños.

En cada estación de trabajo hay un obrero que trabaja un solo turno al día en su estación de trabajo asignada. Los tiempos de preparación de los lotes son insignificantes. Un diagrama de flujo denota la ruta que sigue cada producto a través del proceso de manufactura.

También se indican el precio, la demanda semanal y los tiempos de procesamiento por unidad de cada producto. En esas 4 líneas de ensamble que se ven en la imagen, los triángulos invertidos representan las partes compradas y las materias primas consumidas.

La empresa puede fabricar y vender hasta el límite de la demanda semanal. Además no incurre en ninguna penalización si no es capaz de satisfacer toda la demanda.

Identificación del cuello del botella en un proceso de fabricación

No es necesario usar la utilización para determinar el cuello de botella. Aquí el denominador de la razón de utilización es igual para cada estación de trabajo, con un obrero por máquina en cada paso del proceso. Por tanto, para identificar el cuello de botella se calculan las cargas de trabajo agregadas en cada estación de trabajo.

La empresa necesita satisfacer la mayor demanda posible por semana de los productos. Cada semana está formada por 2400 minutos de tiempo disponible de producción. El tiempo de procesamiento en cada estación para un producto determinado se multiplica por el número de unidades demandadas por semana para obtener la carga de rapacidad. Se suman las cargas de todos los productos que pasan por la estación de trabajo y luego se comparan con la capacidad existente de 2400 minutos.

Otras dificultades a la hora de identificar el cuello de botella

La identificación de los cuellos de botella se dificulta mucho más cuando los tiempos de preparación son largos. También cuando el grado de divergencia en el proceso es mayor.

Una vez más, es probable que la variabilidad en las cargas de trabajo cree cuellos de botella flotantes. En especial si la mayoría de los procesos comprenden múltiples operaciones y, con frecuencia, sus capacidades no son idénticas.

En la práctica, estos cuellos de botella también pueden determinarse si se pregunta a los trabajadores y supervisores de la planta dónde pueden localizarse. Es común buscar el material apilado frente a las diferentes estaciones de trabajo.

La clave para preservar la capacidad del cuello de botella radica en monitorear cuidadosamente los programas. Sobre todo a corto plazo para mantener los recursos cuello de botella tan ocupados como resulte práctico.

Los gerentes deben minimizar el tiempo ocioso en los cuellos de botella que provocan los retrasos en otras partes del sistema. Es su obligación asegurar que el cuello de botella cuente con todos los recursos que necesita para mantenerse ocupado.

Cuando se realiza un cambio en la preparación en un cuello de botella, el número de unidades o clientes procesados antes del siguiente cambio debe ser grande. Cuando decimos grande, nos referimos en comparación con operaciones menos críticas. Maximizar el número de unidades procesadas por preparación implica menos preparaciones al año y, por tanto, menos tiempo total perdido en hacer las preparaciones. El número de preparaciones también depende de la variedad requerida de productos. Más variedad de productos exige cambios con mayor frecuencia.

Decisiones a tomar a aumentar la capacidad del cuello de botella

Hay varias maneras de ampliar la capacidad a largo plazo de las operaciones en los cuellos de botella. Se pueden realizar inversiones en equipo nuevo y en ampliaciones de las instalaciones físicas. La capacidad de los cuellos de botella también puede ampliarse si se operan más horas a la semana.

Esto se logra por ejemplo, contratando más empleados y pasando de una operación de un solo turno a varios turnos. O también contratando más empleados y operando la planta seis o siete días a la semana en lugar de cinco días a la semana.

Los gerentes también pueden aliviar los cuellos de botella con el rediseño de los procesos. Esto puede lograrse ya sea mediante la reingeniería de procesos o el mejoramiento de procesos. Otra alternativa es comprando maquinaria adicional o máquinas que admitan más capacidad.