GESTIÓN TÁCTICA DE OPERACIONES
CASO N° 11.1
EL TOC EN LA GERENCIA DE PROYECTOS DE CONSTRUCCION
La gerencia de proyectos de una empresa constructora nacional esta tratando de planificar y programar la construcción de una línea de conducción de 100 km. y para tener éxito ha adoptado la metodología de la Teoría de Restricciones en reemplazo de los métodos tradicionales de Ruta Crítica (CPM) y PERT, para ello esta utilizando el novedoso software Project Schedule 8 (PS8) de Sciforma (basado en el concepto de la Cadena Crítica), en reemplazo del Microsoft Project.
El gran problema de la empresa en la actualidad es el tiempo de desarrollo y culminación de sus proyectos. Por más que implanta nuevas tecnologías, rediseña constantemente sus procesos, mejora sus procedimientos en todos los departamentos, nunca mejora los tiempos de desarrollo de proyectos de nuevos productos o servicios en más de un 5%. Lo peor de todo es que en la mayoría de casos, los proyectos nunca se terminan a tiempo, se inflan desmesuradamente los presupuestos y no se cumplen con los requerimientos técnicos establecidos inicialmente para su desarrollo. La mala administración de los proyecto se debe a un manejo inadecuado de la incertidumbre y la variabilidad del proyecto.
La metodología de "Cadena Crítica" se basa en el uso de amortiguadores de recursos y amortiguadores de tiempo (BUFFERS) ubicados inteligentemente en la Red de Procesos del Proyecto que absorben la variabilidad inducida por las personas involucradas en el proyecto, previniendo sus fallas, sus retrasos o la ocurrencia de eventos inesperados, de modo que dichas fallas afecten al tiempo de ejecución de los procesos, pero no afecten el tiempo de culminación del Sistema Global (Proyecto).
La Cadena Crítica es la cadena más larga de tareas que considera, tanto las dependencias entre las tareas, como las dependencias de los recursos. Esto es diferente de la definición del Camino Crítico (CPM), que se define como la cadena más larga de tareas basada sólo en las dependencias de las tareas y que recorre el camino más largo basándose en la mayor duración posible en la red de procesos. En la configuración de la programación del proyecto se forman cadenas de dependencia entre recursos (Cadena Crítica), que en muchos casos son de mayor duración que la ruta crítica de los procesos. Aquí radica la importancia de focalizarnos en la Cadena Crítica por medio del uso de buffer de recursos para manejar la limitación de recursos de esta nueva ruta, y una correcta inserción del buffer de tiempo para el control de la inevitable ocurrencia de la variabilidad en los procesos.
El "buffer" es un amortiguador de tiempo que se contrae automáticamente cuando es empujado por tareas que demandan más tiempo del previsto. El buffer absorbe estas demoras sin afectar la Fecha Objetivo de Culminación del Proyecto. La correcta colocación del buffer en la cadena de procesos del proyecto es fundamental para el óptimo desarrollo y ejecución del mismo. Tener excesivos buffers nos genera complicaciones diversas y una protección innecesaria que debe evitarse. Cuando se insertan buffers se debe determinar el tamaño adecuado de los mismos.
Para este tipo de empresas existen cuatro tipos de amortiguadores: el de proyecto, el de alimentación, el de recursos y el de cuello de botella. El buffer de proyecto es la protección de tiempo al final del proyecto que proporciona la Cadena Crítica (10%-20% del plazo total en el caso de proyectos de construcción), con la finalidad de absorber las demoras y desperdicios de tiempo que se produzcan en la cadena crítica del proyecto.
El buffer de alimentación es la protección de las rutas de alimentación de la cadena crítica o rutas no críticas del proyecto, con la finalidad de que cualquier retraso en dicha ruta no crítica no genere una demora en la ruta crítica y por ende se evite producir la merma del buffer de proyecto. Si en todo caso, la demora en la ruta no crítica es demasiado grande y no es suficiente con el buffer de alimentación, entonces indefectiblemente el buffer del proyecto tendrá que absorber esa demora.
a las retroexcavadoras marcando el ritmo de la obra (recurso crítico del proyecto), entonces tengo que tener una retro en almacén, en caso una de las retros activas se malogre o reduzca su rendimiento.
El segundo tipo es un buffer de recurso tipo tiempo, es decir si nos hemos retrasado en una actividad no crítica, este buffer absorberá el retraso. Para casos prácticos un buffer de recurso pueden ser las horas extras de trabajo de un recurso crítico para mantener el ritmo de avance de la obra. El buffer de recurso debe ser utilizado lo más eficientemente posible porque origina un costo adicional. La administración eficaz de buffers es la clave del seguimiento de la performance del proyecto. Se debe actuar dependiendo de la penetración de los buffer debido a los cambios en la programación de tareas. El control y seguimiento de éstos se vuelve fundamental para la ejecución del proyecto.
En la mayoría de casos los indicadores de medición y control no permiten diferenciar entre el trabajo realizado sobre la ruta crítica y el realizado en las rutas no críticas. Se trata de acelerar los avances de cualquier ruta creyendo así que avanzamos en el proyecto entero, pero intensificar los avances en las rutas no críticas genera colas, esperas y tiempo perdido porque al fin y al cabo todas las demás rutas se unen en la ruta crítica. Es decir las terminaciones tempranas se desperdician por la interdependencia de procesos, además de generar confusión por concentrar muchas actividades en un lapso corto de tiempo e inducir una inversión tal vez innecesaria para la línea de desarrollo del proyecto, mientras que las terminaciones tardías hacen que todos los procesos se conviertan en críticos, es decir que si alguno de ellos se retrasa, entonces todo el proyecto se retrasa también.
El proyecto de construcción de la línea de conducción tiene como actividades: (1) Obras provisionales: es ejecutada por una cuadrilla formada por 1 operario, 2 oficiales y 6 peones [Tiempo de la actividad: 30 días]. (2) Transporte de equipo: [Tiempo de la actividad: 15 días]. (3) Trazos, niveles y replanteo: es ejecutada por una cuadrilla formada por 2 operarios y 4 peones [Metrado: 100 km. Rendimiento de la cuadrilla: 500 m/día]. (4) Control topográfico: es ejecutada por una cuadrilla formada por 1 operario y 3 peones [Tiempo de la actividad: 200 días]. (5) Excavaciones de zanja con equipo: es ejecutada por cuadrillas formadas por 1 operario, 1 retroexcavadora y 1 peón [Metrado: 84000 m3. Rendimiento de la cuadrilla: 120 m3/día]. (6) Excavación de zanja. Manual + Refine: es
ejecutada por peones [Metrado: 26780 m3. Rendimiento de cada peón: 2.48 m3/día]. (7) Cama de
apoyo: es ejecutada por una cuadrilla formada por 1 operario y 4 peones [Metrado: 8000 m3.
Rendimiento de la cuadrilla: 40 m3/día]. (8) Suministro de tubos, uniones y anillos: es ejecutada por
una cuadrilla formada por 2 operarios y 4 peones [Tiempo de la actividad: 120 días]. (9) Colocación de tubos y accesorios: esta actividad tiene dos partes, la primera es ejecutada por una cuadrilla formada por 1 operario, 1 tecle y 1 peón, con un rendimiento de 640 m/día, y la segunda parte por peones con un rendimiento de 240 m/día cada uno [Metrado: 100 km para ambos casos]. (10) Relleno Mat. Prop. Manual 1 Etapa: esta actividad tiene dos partes, la primera es ejecutada por cuadrillas formadas por 1 cisterna, 1 motobomba y 1 operario por cada equipo, con un rendimiento de 70 m3/día,
y la segunda parte por peones con un rendimiento de 3 m3/día cada uno [Metrado: 32450 m3 en ambos
casos]. (11) Prueba hidráulica a zanja abierta: esta actividad tiene dos partes, la primera es ejecutada por una cuadrilla formada por 3 bombas de prueba, 1 cisterna, 1 motobomba y 1 operario por cada equipo, con un rendimiento de 640 m/día, y la segunda parte por peones con un rendimiento de 200 m/día cada uno [Metrado: 100 km. en ambos casos]. (12) Relleno Mat. Prop. Manual 2 Etapa: esta actividad tiene dos partes, la primera es ejecutada por cuadrillas formadas por 1 cisterna, 1 motobomba y 1 operario por cada equipo, con un rendimiento de 70 m3/día, y la segunda parte por
peones con un rendimiento de 3 m3/día cada uno [Metrado: 10820 m3 en ambos casos]. (13) Relleno
con equipo liviano: esta actividad tiene tres partes, la primera es ejecutada por cuadrillas formadas por 1 retroexcavadora, 1 cisterna, 1 motobomba y 1 operario por cada equipo, con un rendimiento de 70 m3/día, la segunda parte por 1 oficial y su compactador, con un rendimiento de 14 m3/día, y la tercera
parte por peones con un rendimiento de 3.5 m3/día cada uno [Metrado: 57680 m3 en todos los casos].
(14) Eliminación de material excedente: es ejecutada por cuadrillas formadas por 1 volquete, 1 operario y 4 peones [Metrado: 12780 m3. Rendimiento de la cuadrilla: 40 m3/día]. (15) Elementos
Plazo contractual es de 265 días calendario y la jornada laboral es de 8 horas diarias. Considerar al mes calendario con 30 días y de los cuales sólo 25 son útiles
El procedimiento es el siguiente:
Determinación del buffer del proyecto: Este buffer está en función de la capacidad organizacional y financiera de la empresa, a la vez de la dificultad técnica del proyecto. La empresa cree conveniente utilizar 15% como buffer del proyecto.
Identificación de la restricción del sistema: En la construcción, la actividad más restrictiva es la que marca el ritmo de producción o velocidad de avance de la obra. La actividad restrictiva del proyecto (cuello de botella) puede ser la que requiere el mayor esfuerzo (mayor cantidad de horas hombre - HH) o la que tenga un recurso limitativo o escaso. En este caso determinaremos la cantidad de HH de todas las tareas.
Explotar la restricción: Debemos aumentar la capacidad de la restricción del sistema, es decir, aumentar los recursos de nuestra actividad restrictiva con la finalidad de avanzar con mayor rapidez nuestra obra. Sin embargo esto demandaría un gasto adicional que podremos evitar.
Tabla 1. Esperas tecnológicas entre cada una de las actividades de la cadena crítica del proyecto (días)
N° Actividad RCC RFF
1 Obras provisionales 0
2 Transporte de equipo 20
3 Trazos, niveles y replanteo 1 3 4 Control topográfico
5 Excavaciones zanja con equipo 3 1 6 Exc. Zanja en TN: Manual + Refine 1 1
7 Cama de apoyo 1 1
8 Suministros de tubos, uniones, anillos
9 Colocación tubos y accesorios 1 1 10 Relleno mat. Prop Manual 1 Etapa 1 1 11 Prueba hidraúlica a zanja abierta 1 1 12 Relleno mat. Prop Manual 2 Etapa 1 1 13 Relleno con equipo liviano 1 1 14 Eliminación material excedente
15 Elementos complementarios
16 Prueba hidraúlica a zanja cerrada 1 0
Definir la duración de la actividad más restrictiva, para ello identificamos en la tabla 1 las Restricciones de Comienzo Comienzo (RCC), que es el tiempo (en días) entre el inicio de la obra y el inicio de la actividad restrictiva, determinada por la suma de las esperas tecnológicas entre cada una de las actividades de la cadena crítica del proyecto, y las Restricciones Fin Fin (RFF), que es el tiempo desde el fin de la tarea restrictiva hasta el fin de la obra.
Subordinar las duraciones de las tareas a la duración de la tarea restrictiva: las tareasdeben tener una duración menor, a lo mucho igual que la tarea restrictiva. De esta manera subordinamos el avance de nuestra obra, a la velocidad de nuestra actividad restrictiva. Si TU (tarea no restrictiva) < TP (tarea restrictiva), entonces TP (tarea no restrictiva)=TU (tarea no restrictiva). En cambio si TU (tarea no restrictiva) > TP (tarea restrictiva), entonces TP (tarea no restrictiva)=TU (tarea restrictiva). De esta manera se define los recursos diarios con el factor cuadrilla.
Establecemos los frentes de trabajo en función de actividad más restrictiva: se debe tener en cuenta la limitación de recursos, la accesibilidad, la topografía del terreno y la limitación del espacio.
dividiendo al buffer de acuerdo al porcentaje de penetración que ha sufrido. Por ejemplo: horas extras de trabajo al final del día, usar buffers de recursos durante el horario normal (maquinaria), mejorar procedimientos constructivos, incentivos para trabajadores, etc.
Con el control estamos cumpliendo con el cuarto y quinto paso de la metodología TOC: Elevar la restricción del sistema, mediante el control adecuado de las tareas que conforman la cadena crítica del proyecto y finalmente volver al paso 1: mediante la mejora continua de los procedimientos de construcción empleados.
Al comparar los resultados obtenidos por el PS8 con el paquete MS Project se nota la diferencia de la criticidad de las tareas en los dos programas, mientras el Microsoft Project marca la ruta crítica en función de la dependencia de los procesos y la máxima duración total de esta ruta, el PS8 determina la ruta crítica según la máxima duración de las tareas dependientes tecnológicamente o por la restricción del recurso. A pesar de esto el programa MS Project puede ser manejado mediante mecanismos especiales aplicando la metodología de la cadena critica, insertando tareas artificiales que simulen el tiempo que se usa para los buffers, y relacionando mediante una planificación previa las diferentes tareas que tengan una limitación de recurso.
El PS8 presenta una distribución del histograma de recursos más homogénea, comparado con los otros programas que presentan picos en ciertas zonas, debido a que estas últimas no programan tomando la dependencia de los procesos debido a la utilización del mismo recurso, el PS8 toma en cuenta la Cadena Crítica del proyecto, de esta manera se controlan los bajos rendimientos, manejando posibles atrasos mediante buffers y absorbiendo los adelantos según planificación diaria por sectores.
Utilizando el PS8 el proyecto consiguió una duración del 15% más corta que el Microsoft Project. Esta ventaja estuvo en función de la inserción del buffer del proyecto, el cual una vez insertado comprimió automáticamente las tareas en la misma dimensión, logrando cambiar la velocidad de producción de los procesos.
En este caso se requiere lo siguiente:
1. Determinar los días útiles del proyecto (plazo contractual en días*días útiles del mes/días del mes calendario).
2. Calcular el buffer del proyecto (días útiles del proyecto*% del buffer del proyecto) y los días de programación de actividades o TP (días útiles del proyecto – buffer del proyecto). 3. Definir la duración (en días) de la actividad más restrictiva o TAR (TP – Σ RCC – Σ RFF). 4. Obtener la productividad de la cuadrilla o del operario en cada actividad (rendimiento de
cuadrilla u operario/jornada laboral), las horas hombre (metrado/productividad) y el tiempo unitario o TU (metrado/rendimiento cuadrilla u operario). Determinar el cuello de botella. 5. Determinar la cantidad de recursos (fuerza de trabajo o máquinas) [Metrado / (Rendimiento
de la cuadrilla o del operario * TAR]. Calcular el total de trabajadores en cada actividad. 6. Calcular el factor de multiplicidad (TU / TAR). Determinar la producción diaria real con el
sistema restringido (rendimiento de la cuadrilla u operario * factor de multiplicidad). 7. Determinar el total de cada recurso utilizado en el plan (fuerza de trabajo o máquinas). 8. Dividir el proyecto en frentes, para ello se determinará el número de frentes y los recursos
de cada frente. Para dicha división tener en cuenta al recurso crítico de la actividad restrictiva (máquina) y asignarle una unidad adicional como buffer.
Fuente:
Elaborado por Ms. Carlos Romero Shollande. Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad Nacional de Trujillo. Trujillo – Perú. A partir de las siguientes fuentes de información:
http://www.grupotoc.com.pe/enlaces/pdf/12.pdf
CASO N° 11.2
RESOLVER EL CUESTIONARIO DE LA OPT: UN RETO DE LA
PROGRAMACION
¿Busca usted un verdadero desafío de programación? Este problema fue propuesto por el Dr. Eli Goldrat en la promoción de un paquete para programar fábricas llamado OPT (Tecnología para una producción óptima). En aquel tiempo el Dr Goldrat ofreció un premio de ¡5000 dólares para el mejor programa! Compruebe si usted puede preparar un buen programa aplicando los conceptos escritos en este capitulo a ese problema.
LA TAREA
La meta es embarcar la mayor cantidad de unidades, sujeto a las condiciones que se presentan continuación. Debe presentar los programas de cada una de las tres máquinas en una gráfica de Gantt, para un periodo de ocho semanas, de modo que muestren como obtuvo usted sus resultados.
Pedidos
C
3
1-40
A
7
1-30
B
3
1-20
A
5
1-10
B
1
5
2-40
A
8
2-30
A
3
2-20
C
2
2-10
B
2
3-30
A
5
3-20
C
3
3-10
C
20
4-10
C
3
4-50
B
11
4-40
B
3
4-30
A
1
4-20
Ninguno
0
Ensamblaje
y embarque
Materias primas
Parte 1
Parte 2
Parte 3
Parte 4
Núm. Operación parte
Tiempo de máquina por
parte
CONDICIONES
1. Cada vez sólo incluye una de las tres máquinas (A, B y C).
2. Una máquina requiere una preparación de 60 minutos cada vez que es cambiada de una operación a otra.
3. El periodo de ocho semanas está compuesta por semanas de cinco días y jornadas de 24 horas sin interrupción.
4. Cuenta con una cantidad ilimitada de oferta de materias primas.
5. El sistema no tiene inventario al principio del periodo de ocho semanas.
6. Para calcular el valor de la producción en proceso y el inventario de partes terminadas, suponga que cada parte tiene un valor de $100 en el momento que inicia la primera operación. Cuando un conjunto de cuatro partes llega a ensamblaje, las partes son ensambladas y embarcadas enseguida. Las materias primas y las unidades terminadas no deben ser incluidas en el cálculo del inventario.
MINIMO REQUERIDO PARA UNA SOLUCION
1. El valor de la materia prima para el inventario de la producción en proceso y el de partes terminadas no puede pasar de $50000 en un momento dado cualquiera
2. Los embarques mínimos de bienes terminados deben sumar un mínimo de 140 unidades cada semana y un mínimo de 680 unidades para el término del primer periodo de cuatro semanas.
¡Buena suerte!
Fuente:
