Cuello de botella (producción)

En la gestión de producción y proyectos , un cuello de botella es un proceso en una cadena de procesos cuya 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, presión de los clientes y baja moral de los empleados . ^{[ 1 ]} Existen cuellos de botella a corto y largo plazo. Los cuellos de botella a corto plazo son temporales y normalmente no representan un problema significativo. Un ejemplo de cuello de botella a corto plazo sería un empleado cualificado que se toma unos días libres. Los cuellos de botella a largo plazo ocurren constantemente y pueden ralentizar significativamente la producción de forma acumulativa. Un ejemplo de 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 de ello es la falta de suministro de fundiciones y refinerías , lo que provoca cuellos de botella en la fase inicial de la cadena de producción.

Otro ejemplo se encuentra en una línea de ensamblaje de placas de circuitos impresos con tecnología de montaje superficial, donde varios equipos están alineados. Generalmente, la estrategia lógica consiste en ubicar el cuello de botella al final del proceso, de manera que las máquinas más eficientes y rápidas mantengan un flujo constante de placas de circuito impreso (PCB), impidiendo que las más lentas se detengan por completo. Esta estrategia podría resultar en un inconveniente general significativo y perjudicial para el proceso.

Casi todos los sistemas tienen un cuello de botella, aunque sea menor. Si todos los sistemas funcionaran a plena capacidad, al menos una máquina acumularía procesos. ^{[ 3 ]} Identificar los cuellos de botella es fundamental para mejorar la eficiencia en la línea de producción, ya que 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, no siempre es así. Los cuellos de botella se pueden encontrar mediante: la identificación de las áreas donde se produce la acumulación, la evaluación del rendimiento , la valoración de si cada máquina se está utilizando a plena capacidad y la identificación de la máquina con el mayor tiempo de espera. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Tiempos de espera

En el caso de que varias unidades de producción ya estén funcionando a plena capacidad, el seguimiento del tiempo de inactividad de las máquinas permitirá identificar cuál está causando el cuello de botella. Generalmente, la máquina que precede a la que presenta el mayor tiempo de espera o inactividad en la cadena de procesos es el cuello de botella. Esto conlleva una subutilización de la máquina. ^{[ 4 ]}

Las consecuencias de los cuellos de botella en la producción incluyen posibles paradas, exceso de existencias, disminución de la moral de los empleados y pérdida de clientes. Los cuellos de botella pueden provocar la sobrecarga de una máquina. Esta sobrecarga puede dañar o desgastar la maquinaria, lo que a largo plazo podría ocasionar periodos prolongados de inactividad.

Una vez identificado el cuello de botella, evaluar su grado es crucial para determinar cómo gestionarlo. El cuello de botella puede ser leve o grave. Los cuellos de botella leves no necesitan abordarse de inmediato, mientras que los graves deben tratarse inmediatamente. Existen varias formas de eliminar los cuellos de botella. Algunas de ellas son: añadir recursos a la operación del cuello de botella (más personal), ^{[ 8 ]} minimizar el tiempo de inactividad, ^{[ 9 ]} eliminar actividades que no aportan valor, invertir en más maquinaria que realice la misma acción y optimizar la operación del cuello de botella. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Otras fuentes sugieren de manera similar que, una vez identificado el cuello de botella, lo mejor es asegurar su buen mantenimiento, ^{[ 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 del cuello de botella. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Estos se explican con más detalle a continuación. La planificación de la producción para optimizar la eficiencia es otra forma de utilizar eficazmente la máquina que representa un cuello de botella. Esto minimiza la posibilidad de que no se cumpla la cuota de producción . La planificación también reduce el número de situaciones en las que la producción se detiene por falta de personal, gracias a una mayor organización y una producción más planificada. Además, permite aprovechar al máximo el tiempo disponible, ya que se pueden encontrar momentos para mantener la máquina en funcionamiento durante el mayor número de horas posible a la semana. ^{[ 15 ]}

Prevenir los cuellos de botella sería ideal para evitar tener que gestionarlos y resolverlos en el futuro. Hay maneras de sortearlos al planificar el entorno de producción . Dar a los empleados libertad para tomar decisiones menores les permitirá tomar la decisión que consideren más eficiente, y como operadores de la máquina, su experiencia les permitirá especializarse en su uso 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. Contratar empleados de alto rendimiento reducirá la posibilidad de que se formen cuellos de botella debido a empleados con bajo rendimiento que son ineficientes en el uso de la maquinaria asignada. ^{[ 19 ]} Planificar para una mayor producción potencial al diseñar el entorno de producción es crucial a largo plazo, para casos de pedidos grandes donde es necesario operar toda la maquinaria. Tener toda la maquinaria funcionando a plena capacidad no siempre es ideal, debido a situaciones en las que ocurren fallas y la producción se detiene. Contar con líderes inspiradores que tengan un profundo conocimiento de cómo mantener la producción funcionando sin problemas permitirá un mayor control de todos los diferentes procesos en la cadena de producción. Considerar la disposición de los diferentes procesos también puede aumentar la eficiencia, ya que minimiza las demoras causadas en la etapa de transporte. El uso de una disposición adecuada puede reducir los costos generales de las máquinas y el tiempo de manipulación de materiales . ^{[ 20 ]}

El establecimiento de protocolos de intercambio estandarizados puede minimizar la posibilidad de que se produzcan futuros cuellos de botella al reducir el tiempo de inactividad. Esto aumenta la eficiencia al disminuir cualquier posible confusión entre los diferentes sectores y, por lo tanto, reduce la posibilidad de retrasos en la llegada de materias primas. ^{[ 21 ]}

Un cuello de botella estático es aquel donde no se producen fluctuaciones aleatorias o inesperadas (como las que ocurrirían durante un cambio o una avería del sistema). Un sistema estático no cambia su comportamiento y, por lo tanto, permanece constante. Encontrar un cuello de botella en un sistema estático es muy sencillo: se trata simplemente de 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 fluctuaciones que ralenticen el sistema. Un ejemplo de esto podría ser un corte de energía o un desastre natural. ^{[ 22 ]} El comportamiento de cualquier sistema es vulnerable a cualquier evento aleatorio y, por lo 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 desplazarse. La velocidad a la que se desplaza 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 al retraso significativo en la producción. Los cuellos de botella que se desplazan son el resultado de eventos inevitables e imprevistos, para los cuales no es posible planificar. ^{[ 23 ]}

Los pasos sugeridos para evitar o prevenir los cuellos de botella en los desplazamientos son:

Paso 1) Reevalúe la carga máxima de cada máquina, proceso o centro de trabajo al aceptar un nuevo pedido.

Paso 2) Encuentre el cuello de botella en el sistema e identifique su capacidad excedente.

Paso 3) Llenar la capacidad excedente de los cuellos de botella.

Paso 4) Averigüe la fecha de lanzamiento del material como resultado de la nueva programación de cuellos de botella.

Siguiendo estos pasos, la producción del pedido se completará en el menor tiempo posible. ^{[ 24 ]}

• Método de la ruta crítica
• Teoría de las restricciones