En la gestión de proyectos y producción , un cuello de botella es un proceso en una cadena de procesos, de modo que su capacidad limitada reduce la capacidad de toda la cadena. El resultado de tener un cuello de botella son paradas en la producción, exceso de existencias en el suministro, presión de los clientes y baja moral de los empleados. [1] Hay cuellos de botella tanto a corto como a largo plazo. Los cuellos de botella a corto plazo son temporales y normalmente no son un problema significativo. Un ejemplo de un cuello de botella a corto plazo sería un empleado calificado que se toma unos días libres. Los cuellos de botella a largo plazo ocurren todo el tiempo y pueden ralentizar significativamente la producción de forma acumulativa. Un ejemplo de un cuello de botella a largo plazo es cuando una máquina no es lo suficientemente eficiente y, como resultado, tiene una larga cola. [2]
Un ejemplo es la falta de suministro de fundiciones y refinerías , que provocan cuellos de botella en la fase inicial.
Otro ejemplo es el de una línea de montaje de placas de circuito impreso con tecnología de montaje superficial , en la que se encuentran alineadas varias piezas de equipo. Normalmente, la estrategia de sentido común consiste en configurar y desplazar el elemento de cuello de botella hacia el final del proceso, lo que hace que las máquinas mejores y más rápidas mantengan siempre el suministro de placas de circuito impreso (PCB) en marcha, sin permitir nunca que las más lentas se detengan por completo; una estrategia que podría dar lugar a un inconveniente general perjudicial (o dañino) y significativo en el proceso.
Casi todos los sistemas tienen un cuello de botella, incluso si es uno menor. Si todos los sistemas estuvieran funcionando a plena capacidad, al menos una máquina estaría acumulando procesos. [3] Identificar cuellos de botella es fundamental para mejorar la eficiencia en la línea de producción porque permite determinar el área donde se produce la acumulación. La máquina o el proceso que acumula la cola más larga suele ser un cuello de botella, sin embargo, este no es siempre el caso. Los cuellos de botella se pueden encontrar mediante: la identificación de las áreas donde se produce la acumulación, la evaluación del rendimiento, la evaluación de si cada máquina se está utilizando a plena capacidad y la búsqueda de la máquina con el tiempo de espera alto. [4] [5]
Cuando la entrada de datos es más rápida que la velocidad del proceso, comienza a producirse una acumulación. Esto significa que la máquina no tiene suficiente capacidad, no se está utilizando en su totalidad o tiene un operador poco calificado. Este método no es eficaz para identificar cuellos de botella donde las colas se encuentran en varios pasos del proceso, ya que hay múltiples procesos con acumulación. [4]
Dado que la línea de producción está directamente vinculada a la producción de las máquinas, permite identificar el principal cuello de botella en el proceso de fabricación. Al cambiar el rendimiento de cada máquina, será posible evaluar qué máquina afecta más a la producción general y, por lo tanto, determinar el cuello de botella en la cadena de procesos. [6]
Utilizando el porcentaje de utilización de cada unidad de producción, es posible determinar la máquina que utiliza el mayor porcentaje de su capacidad. Esta máquina está generando un cuello de botella en las demás máquinas al "obligarlas" a funcionar a una capacidad menor. Sin embargo, si todas las máquinas de la cadena de procesos funcionan a un nivel de capacidad similar, aumentar la capacidad de la máquina más baja no creará una mejora significativa en la producción total. [4]
En el caso de que varias unidades de producción ya estén funcionando a plena capacidad, el seguimiento del tiempo de inactividad de las máquinas le permitirá identificar qué máquina está generando un cuello de botella. Por lo general, la máquina anterior a la máquina con el mayor tiempo de espera o inactividad en la cadena de procesos es un cuello de botella. El resultado de esto es una máquina que no se utiliza lo suficiente. [4]
Un diagrama de espina de pescado es un medio gráfico para encontrar posibles problemas en una cadena de procesos. Al recopilar los diferentes datos relacionados con el problema e ingresarlos en el diagrama , resulta más fácil analizar los datos en el orden en que se utilizan y, por lo tanto, determinar la raíz del problema. Esto se usa comúnmente para encontrar el cuello de botella en una cadena de procesos debido a que se puede identificar con precisión la máquina responsable del retraso en la producción. [7]
Las consecuencias de tener cuellos de botella en la producción son posibles paradas de la producción, exceso de stock en el suministro, caída de la moral de los empleados y pérdida de clientes. Los cuellos de botella pueden provocar la sobrecarga de una máquina. La sobrecarga de una máquina puede provocar que la maquinaria se dañe o se desgaste, y el resultado de esto podría ser posibles períodos de inactividad a largo plazo.
Un estancamiento en la producción sería el resultado de que una máquina ralentizara toda la cadena de procesos y dejara constantemente a las demás máquinas sin poder continuar mientras se acumula una gran cola. Esta ineficiencia ralentiza significativamente la producción, ya que se pagan muchos recursos, como tiempo, personas y máquinas, por esperar. [1]
En caso de acumulación a largo plazo, la capacidad de funcionamiento de la máquina en situación de cuello de botella podría ser tan lenta que los recursos acumulados que están en cola deban almacenarse. El costo de almacenar recursos es significativo, ya que se necesitan recursos para transportar los materiales de ida y vuelta, además de requerir espacio, otro costo potencial. [1]
El resultado de los cuellos de botella podría exigir más trabajo a los empleados, así como más horas. Además, existe el factor del estrés y la frustración con la máquina que se ha quedado atascada y su operador. Esto podría dar lugar a una pérdida de eficiencia, ya que los empleados pueden no estar muy motivados para trabajar. [4]
Una vez que se ha identificado el cuello de botella, evaluar el grado del mismo es crucial para determinar cómo gestionarlo. El cuello de botella puede ser menor o grave. Es posible que no sea necesario abordar de inmediato los cuellos de botella menores, mientras que los cuellos de botella graves deben abordarse de inmediato. Hay varias formas de eliminar los cuellos de botella. Algunos medios para hacerlo son: agregar recursos a la operación del cuello de botella (más personas), [8] minimizar el tiempo de inactividad, [9] eliminar actividades sin valor, invertir en más maquinaria que complete la misma acción y optimizar la operación del cuello de botella. [10] [11] Otras fuentes sugieren de manera similar que una vez que se ha identificado el cuello de botella, es mejor asegurarse de que se mantenga bien, [12] proporcionar un stock de reserva constante aguas arriba del cuello de botella, reducir el tiempo perdido en configuraciones y cambios, y capacitar a más operadores para las máquinas con cuello de botella. [13] [14] Estos se explican más adelante. Tener la producción programada para optimizar la eficiencia es otro medio de utilizar eficazmente la máquina con cuello de botella. Esto minimiza la posibilidad de que no se alcance la cuota de producción. La programación también reduce el número de situaciones en las que la producción se detiene por falta de personal, debido a una mayor organización y una mayor planificación de la producción. También permite aprovechar al máximo el tiempo disponible, ya que se pueden encontrar huecos para mantener la máquina en funcionamiento durante el mayor número de horas posible en una semana. [15]
Aumentar el número de operadores o aumentar el número de personal puede ser beneficioso por múltiples razones. Aumentar el número de operadores puede aumentar la eficiencia, ya que todos pueden trabajar en turnos con horarios diferentes y, por lo tanto, la máquina con cuello de botella puede funcionar durante más horas. [14] Además, si un trabajador está enfermo, no puede trabajar o renuncia, siempre habrá alguien disponible para reemplazarlo. Aumentar el número de empleados puede ser beneficioso para aumentar la eficiencia. [16] Esto se debe a que pueden ser reasignados para trabajar en partes de las operaciones de las máquinas con cuello de botella que se pueden dividir en actividades más pequeñas y reasignar para reducir la carga de trabajo de la máquina, reduciendo así la acumulación. [10] [11] [13] Reasignar otro trabajo a diferentes máquinas permite una menor acumulación o demora para la máquina con cuello de botella. Esto acelera significativamente la producción, ya que reduce el tiempo de espera de las máquinas más adelante en la cadena de procesos, lo que aumenta la productividad. [17]
Para compensar el hecho de ser el eslabón más débil de la cadena de procesos, la máquina que genera el cuello de botella tendrá que funcionar durante períodos más largos. El tiempo de cambio y configuración debe minimizarse para permitir que las máquinas funcionen durante un poco más de tiempo, lo que reduce el impacto del cuello de botella. [14] Minimizar el tiempo de inactividad haciendo que las máquinas que generan el cuello de botella funcionen desde antes hasta más tarde es una estrategia común para solucionar el problema; sin embargo, esto aumenta la probabilidad de que la máquina se sobrecargue y necesite un mantenimiento regular. [10]
Al eliminar todas las actividades que no aportan valor, se reduce la cantidad de tareas redundantes que realiza la máquina que genera cuellos de botella y, por lo tanto, se maximiza la eficiencia. La eliminación de las operaciones innecesarias da como resultado un tiempo de ciclo más corto, lo que permite que la máquina complete cada proceso en menos tiempo. [10]
Para optimizar el uso de la máquina, esta debe mantenerse en funcionamiento durante el mayor tiempo posible y, por lo tanto, nunca debe esperar materiales o existencias para aumentar la productividad. Esto se puede lograr colocando un stock de reserva, de modo que la máquina siempre tenga alguna tarea que hacer. La desventaja de esta estrategia es que se necesitará espacio de inventario para almacenar el stock de reserva, para cuando la máquina que la precede en la cadena de procesos, esté funcionando. [10]
Prevenir cuellos de botella sería ideal para evitar tener que gestionarlos y resolverlos en el futuro. Hay formas de evitarlos al planificar el entorno de producción . Dar a los empleados rienda suelta para la toma de decisiones menores les permitirá tomar la decisión que consideren más eficiente y, al ser operadores de la máquina, su experiencia les permitirá especializarse en el uso de la máquina con el tiempo. [18] La capacitación cruzada de los empleados aumentará la adaptabilidad en la línea de producción y, por lo tanto, reducirá el tiempo de inactividad potencial en el futuro. La contratación de empleados de alto rendimiento reducirá la posibilidad de que se formen cuellos de botella por parte de empleados de bajo rendimiento que son ineficientes en el uso de la maquinaria asignada. [19] La planificación de un mayor potencial de producción al diseñar el entorno de producción es crucial a largo plazo, para la ocurrencia de pedidos más grandes cuando es necesario hacer funcionar toda la maquinaria. Tener toda la maquinaria funcionando a plena capacidad no siempre es ideal, debido a situaciones en las que ocurren fallas y se detiene la producción. Tener líderes inspiradores que tengan un sólido conocimiento de cómo mantener la producción funcionando sin problemas permitirá un mayor control de todos los diferentes procesos en la cadena de producción. Tener en cuenta la disposición de los diferentes procesos también puede aumentar la eficiencia, ya que minimiza los retrasos causados en la etapa de transporte. El uso de una disposición adecuada puede reducir los gastos generales de las máquinas y el tiempo de manipulación de materiales. [20]
El establecimiento de protocolos estandarizados de intercambio puede minimizar la posibilidad de que se produzcan cuellos de botella en el futuro al minimizar el tiempo de inactividad. Esto aumenta la eficiencia al reducir cualquier posible confusión entre diferentes sectores y, por lo tanto, reduce la posibilidad de demoras en la llegada de materias primas. [21]
Un cuello de botella estático es aquel en el que no se producen fluctuaciones aleatorias o inesperadas (como las que ocurrirían durante un cambio o una avería del sistema). Un sistema estático no cambia de comportamiento y, por tanto, el sistema permanece constante. Encontrar un cuello de botella en un sistema estático es muy sencillo, es simplemente la máquina o el proceso con el tiempo de ciclo constante más largo. Los sistemas estáticos no existen en la realidad, ya que, pase lo que pase, siempre habrá una ligera fluctuación en el tiempo de ciclo. Esto se debe a que no hay forma de evitar que se produzcan todas las fluctuaciones que ralenticen el sistema. Un ejemplo de esto podría ser una escasez de energía o un desastre natural. [22] El comportamiento de cualquier sistema es vulnerable a cualquier evento aleatorio y, por tanto, todos los sistemas son dinámicos. Los sistemas dinámicos se pueden dividir en dos grupos principales: estables e inestables. La diferencia significativa en el contexto de los sistemas dinámicos es que los cuellos de botella pueden cambiar. La velocidad a la que cambia un cuello de botella depende del búfer entre los procesos. [22] Los cuellos de botella se desplazan cuando cambia la ubicación del centro de trabajo en el área de producción, lo que genera problemas de control debido a un retraso significativo en la producción. Los cuellos de botella cambiantes son el resultado de eventos inevitables e inesperados, para los cuales no es posible realizar ninguna planificación. [23]
Los pasos sugeridos para evitar o prevenir cuellos de botella en los cambios son:
Paso 1) Reevaluar la carga máxima de cada máquina, proceso o centro de trabajo al aceptar un nuevo pedido.
Paso 2) Encontrar el cuello de botella en el sistema e identificar su capacidad excedente.
Paso 3) Llene los cuellos de botella con capacidad excedente.
Paso 4) Averiguar el tiempo de liberación del material como resultado de la programación de nuevos cuellos de botella.
Siguiendo estos pasos, la producción del pedido se completará en el menor tiempo posible. [24]