Análisis de Procesos 1

Agenda Definición de proceso Disertante: Ing. Iver Pirosanto INTI Mar del Plata Definición de proceso Método Sistemático para análisis de procesos Características de los procesos Variabilidad en los procesos. Ley de Little. Teoría de colas. Simulación.

SALIDAS Productos Servicios Información Procesos ¿Qué es un proceso? Conjunto de actividades que, mediante la utilización de recursos, transforma insumos y materiales (entradas) en productos (salidas). Enfoque sistémico GERENCIAMIENTO ENTRADAS Materiales Mano de Obra Tecnología Edificios e Instalaciones Medios de cambio Información Servicios SALIDAS Productos Servicios Información La mirada sistémica propone que todas las actividades o acciones hay que analizarlas en términos de cómo afectan a otras o como son afectadas por distintos elementos. . El fundamento es que si analizamos las acciones de forma aislada no se va a comprender el impacto que generan en el sistema en que están inmersas o no vamos a tener una visión de big picture sobre la totalidad de la cadena. PRODUCCION (Procesos) Retroalimentación

Procesos industriales Definición Operación (se produce o se realiza algo) Inspección (se verifica la calidad o cantidad del producto) Demora (se interfiere o se retrasa el paso siguiente) Transporte (se cambia de lugar o se mueve un objeto) Almacenaje (se guarda o se protege el producto o los materiales) Existen diferentes institutos de estandarización y normalización que han definido un conjunto de simbolos para representar diferentes actividades ISO: International Standard Organization ASME: American Standard Mechanical Engineers ANSI: American National Standard Institute DIN: Instituto Alemán de Estandarización Los símbolos gráficos son vitales para dar información cuando las palabras escritas no son adecuadas. Las normas internacionales desarrolladas por ISO (Organización Internacional de Normalización) proporcionan a las personas en todo el mundo, un conjunto coherente de símbolos gráficos para ayudar a superar barreras lingüísticas y otras.

Procesos industriales Un proceso industrial es el conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas.

Método sistemático para el análisis de procesos Análisis de procesos organizacionales El análisis de procesos es la documentación y comprensión detallada de cómo se realiza el trabajo. 2. Definir el alcance Es posible implementar un método sistemático (6 pasos) para realizar el análisis de procesos. El último paso se conecta con el primero, creando así un ciclo de mejora continua. 1. Definir el propósito 3. Documentar el proceso 6. Implementar los cambios 4. Evaluar el desempeño 5. Rediseñar el proceso Método sistemático para el análisis de procesos

Paso 1. Definir el propósito Método sistemático para el análisis de procesos Paso 1. Definir el propósito El primer paso del análisis del proceso es difícil e importante y consiste en definir con claridad cuál es el propósito del análisis…¿Resolver un problema? ¿Aprovechar una oportunidad de negocio? El análisis del proceso permite contestar algunas preguntas importantes, como: ¿Cuántas unidades puede manejar el proceso por hora? ¿Cuánto tiempo tomará servir a un cliente? ¿Qué cambio necesita el proceso para expandir la capacidad? ¿Cuánto cuesta el proceso? Es fundamental comprender con claridad el propósito del análisis para poder definir el grado de detalle del modelo del proceso durante su preparación.

Paso 2. Definir el alcance Método sistemático para el análisis de procesos Paso 2. Definir el alcance Establecer los límites del proceso que se analizará. Recursos, personas, materiales e información Paso 3. Documentar el proceso La documentación incluye: Lista de recursos necesarios (materiales, insumos, personas, equipos) Proveedores (internos o externos) Productos/Servicios Clientes (internos y externos) Esta información se puede representar con un diagrama y/o un desglose más detallado presentado en una tabla.

Permiten apreciar cómo opera un proceso, a cualquier nivel de detalle Método sistemático para el análisis de procesos Paso 3. Documentar el proceso Existen técnicas eficaces para documentar y evaluar los procesos: Diagrama de flujo Mapeo de proceso Tabla/Gráfico de proceso Permiten apreciar cómo opera un proceso, a cualquier nivel de detalle y como se desempeña. Son maneras gráficas de visualizar y analizar un proceso con mayor facilidad Las técnicas utilizadas para documentar un proceso se prestan para encontrar brechas de desempeño, generar ideas sobre mejoras y detectar los aspectos más importantes o críticos del mismo

Ejemplo de Diagrama de flujo del un proceso de venta Método sistemático para el análisis de procesos Diagrama de flujo Detalla el flujo de información, clientes, equipos o materiales a través de los distintos pasos de un proceso. Ejemplo de Diagrama de flujo del un proceso de venta

Método sistemático para el análisis de procesos Elaboración de Diagrama de Flujo Simbología utilizada en Procesos Administrativos

Método sistemático para el análisis de procesos Elaboración de Diagrama de Flujo Simbología utilizada en Procesos Operativos

Método sistemático para el análisis de procesos Diagrama de Flujo Diagrama desplegado multifuncional En este diagrama se muestran las relaciones y los responsables de cada actividad dentro de un proceso.

Ejemplo desplegado multifuncional del proceso Método sistemático para el análisis de procesos Diagrama de Flujo Ejemplo desplegado multifuncional del proceso

Mapeo de proceso Método sistemático para el análisis de procesos Un mapeo de proceso requiere que se identifiquen todas las actividades que ocurren en el proceso, considerando también las entradas y salidas relativas. Este mapeo se apoya en la respuesta de las siguientes preguntas: ¿qué actividades desarrolla usted?, ¿qué entradas necesita?, ¿quién es el proveedor de tales entradas?, ¿qué salidas o resultados produce usted?, ¿quién es el cliente de tales salidas y resultados?, ¿cuánto tiempo necesita para llevar a cabo cada una de tales actividades? Y finalmente ¿qué obstáculos tiene para desarrollar sus actividades?

Método sistemático para el análisis de procesos Mapeo de proceso Diagrama de tortuga La herramienta está compuesta por cuatro preguntas acerca del proceso (forman las patas) y dos cuestiones relacionadas a la entrada y salida (cabeza y cola).

Método sistemático para el análisis de procesos

Método sistemático para el análisis de procesos Mapeo de proceso Mapa SIPOC Provee de una vista macro del flujo del proceso o producto y sus interrelaciones dentro del negocio. Define los límites del proceso, el punto de inicio y final del proceso que necesita una mejora.

Método sistemático para el análisis de procesos Mapeo de proceso Desglose de mapa SIPOC

Método sistemático para el análisis de procesos Mapeo de proceso Diagrama de valor agregado Un flujo de valor puede definirse como la secuencia y movimiento de lo que el cliente valora. Incluye los materiales, información y procesos que contribuyen a obtener lo que el cliente le interesa y compra. Las actividades que agregan valor son las que transforman, convierten o cambian un producto o servicio, y no solo son apreciadas por el cliente sino que además está dispuesto a pagar por ellas.

Mapeo de proceso Diagrama de valor agregado: visita a un consultorio médico Siempre que haya un producto/servicio para un cliente, hay una cadena de valor. El desafío consiste en verla y saber analizarla.

Diagrama de valor agregado Análisis de procesos productivos Mapeo de proceso Diagrama de valor agregado El diagrama de flujo de valor identifica todas las actividades involucradas en el proceso clasificándolas como: Agrega valor percibido por el cliente Agrega valor pero es innecesaria No agregan valor pero son necesarias No agregan valor y pueden ser eliminadas. Ventana de valor agregado ¿Qué hacer con esta clasificación?

Mapeo de flujo de valor (VSM) Método sistemático para el análisis de procesos Mapeo de proceso Mapeo de flujo de valor (VSM) Es la técnica de dibujar un “mapa” o diagrama de flujo, mostrando cómo los materiales e información fluyen “puerta a puerta”, desde el proveedor hasta el cliente, y busca reducir y eliminar los desperdicios que se generan en la cadena. El Mapeo de Flujo de Valor (VSM) es una herramienta que se utiliza para: Visualizar y entender de manera global un proceso. Identificar los desperdicios. Detectar fuentes de ventaja competitiva. Establecer un lenguaje común entre todos los usuarios.

Ejemplo de un Value Stream Mapping (VSM) Método sistemático para el análisis de procesos Mapeo de proceso Ejemplo de un Value Stream Mapping (VSM)

Método sistemático para el análisis de procesos Gráfico de proceso Un gráfico de proceso es una forma organizada de documentar todas las actividades que realiza una persona o grupo en una estación de trabajo, con un cliente, o al trabajador con ciertos materiales. Analiza un proceso usando una tabla y proporciona información acerca de cada paso del proceso. Se usa para examinar a fondo el nivel de trabajo de una persona en lo individual, un equipo o un proceso anidado enfocado.

Ejemplo de Gráfico de proceso Método sistemático para el análisis de procesos Gráfico de proceso Ejemplo de Gráfico de proceso

Ejemplo de Gráfica de ensamble Método sistemático para el análisis de procesos Gráfico de proceso Ejemplo de Gráfica de ensamble

Paso 4. Evaluar el desempeño Método sistemático para el análisis de procesos Paso 4. Evaluar el desempeño Es importante contar con buenas mediciones del desempeño para evaluar un proceso y descubrir como mejorarlo (INDICADORES). Sistemas de medición: consta de mediciones del desempeño que se establecen para un proceso y los pasos que contienen. Aspectos a tener en cuenta: Calidad Satisfacción del cliente Tiempo para realizar cada etapa del proceso/Plazo de entrega Costos Mediciones ambientales

Posibles problemas de calidad Método sistemático para el análisis de procesos Las mediciones específicas que se elijan dependerán del proceso que se va a analizar y las prioridades competitivas. Son buenos puntos de partida para un proceso productivo: Tiempo de procesamiento Costo por unidad en cada paso Utilización de la capacidad y los tiempos de espera del cliente Medición de satisfacción del cliente Índice de errores y desperdicios Retrasos en el proceso Posibles problemas de calidad

Método sistemático para el análisis de procesos Ejemplos de Indicadores para la evaluación de desempeño de un proceso productivo Tiempo de ciclo: tiempo que transcurre entre la salida de un producto y el siguiente del sistema. Tiempo con VA: es la suma de todos los tiempos en los que se agrega valor al producto. Lead Time: es la suma de todos los tiempos muertos del proceso. Throughput: la cantidad de material que pasa a través de un sistema o proceso por unidad de tiempo. Work in process (WIP): bienes que están parcialmente terminados dentro del proceso. Eficiencia general de los equipos (OEE): es una razón porcentual que sirve para medir la eficiencia productiva de un equipo. Considera la disponibilidad, eficiencia y calidad.

Diagrama causa y efecto Método sistemático para el análisis de procesos Ejemplos de Indicadores (gráficos) para la evaluación de desempeño Lista de verificación Histograma Gráfico de barras Diagrama causa y efecto Gráfico de Pareto Diagrama de dispersión

Paso 5. Rediseño del proceso Método sistemático para el análisis de procesos Paso 5. Rediseño del proceso Luego de documentar el proceso, recopilar los datos de medición e identificar (mediante los indicadores) los puntos débiles o deficientes del sistema, se deben proponer acciones de mejora y evaluar las diferentes alternativas que surjan. Generación de ideas por medio de preguntas (aplicar el método de tormenta de ideas): ¿Qué se está haciendo? ¿Por qué se hace? ¿De qué otra manera podría hacerse? ¿Cuándo se hace?¿Por qué se hace en ese momento?¿Podría hacerse en otro? ¿Quién lo hace?¿Por qué esa persona?¿Se ha estudiado si es la más idónea para realizar esa actividad?¿Basta con una persona o hacen falta más? ¿Dónde se hace?¿Por qué en ese lugar?¿Podría hacerse en otro? ¿Cómo se hace?¿Por qué de esa manera?¿Podrían hacerse de otra?

Método sistemático para el análisis de procesos Benchmarking El benchmarking es un procedimiento sistemático para medir los procesos, servicios y productos de una empresa y compararlos con los líderes de la industria. Las compañías usan este método para entender cómo hacen las cosas las empresas más destacadas, con miras a mejorar sus propios procesos. Se centra en establecer metas cuantitativas de mejoramiento. Benchmarking competitivo Benchmarking funcional Benchmarking interno Compara con un competidor directo en la industria Compara áreas internas con las de las empresas que sobresalen en cualquier industria Estudiar una unidad de la propia organización que tenga desempeño superior y usarla como parámetro de referencia.

“Es mucho más fácil implementar algo que en parte es idea propia” Método sistemático para el análisis de procesos Paso 6. Implementar los cambios La implementación es más que trazar un plan y llevarlo a cabo. Muchos procesos se rediseñan eficazmente, pero jamás llegan a implementarse. “Resistencia al cambio” La participación generalizada en el análisis de procesos es esencial, ya que genera compromiso. “Es mucho más fácil implementar algo que en parte es idea propia”

Aspectos a tener en cuenta: Método sistemático para el análisis de procesos La implementación de un proceso muy bien rediseñado es solo el principio del monitoreo y mejoramiento continuo de los procesos. Las metas de medición deben evaluarse constantemente y restablecerse para adaptarlas a las necesidades cambiantes. Aspectos a tener en cuenta: Establecer conexión con los aspectos estratégicos Lograr que la gente participe de la manera correcta Dar a los equipos de diseño y analistas de proceso una idea clara de las expectativas.

¿Qué haría usted? Análisis de procesos EJEMPLO: Análisis de una máquina tragamonedas de Las Vegas Suponga que trabaja en un casino y que la gerencia está considerando un nuevo tipo de máquina tragamonedas electrónica que es mucho más rápida que la mecánica que tiene actualmente. La gerencia ha preguntado cuánto ganaría con la nueva máquina electrónica en un periodo de 24 horas, en comparación con la vieja máquina mecánica. ¿Qué haría usted?

Documentar el proceso: (siguiente diapositiva) Análisis de procesos MÉTODO SISTEMÁTICO Definir el proceso: Análisis técnico/económico de ambas máquinas tragamonedas. Definir el alcance: Determinar la rentabilidad de cada máquina. Documentar el proceso: (siguiente diapositiva)

Análisis de procesos

Análisis de procesos Funcionamiento de una máquina tragamonedas El cliente introduce una o varias monedas a la máquina y a continuación jala la palanca de la máquina. Tres bandas empiezan a girar y, pasado un tiempo, cada una se detiene y exhibe un símbolo dado. La máquina paga dinero cuando algunos símbolos se presentan de forma simultánea en ciertas combinaciones. Las tragamonedas han sido diseñadas para pagar un porcentaje determinado del dinero que toman. Los pagos típicos serían entre 90% y 95% de lo que entra. La probabilidad de que ciertas combinaciones de símbolos salgan, aunada al pago para cada combinación, establecen el porcentaje promedio que se espera que pague la máquina. Cada banda posee 10 símbolos diferentes. Como las bandas se detienen en un símbolo de forma aleatoria, la probabilidad de que un mismo símbolo de la suerte salga en las tres bandas es (1/10 × 1/10 × 1/10)*10 = 0.01 ó 1% de las veces.

¿Qué deseo medir? ¿Qué datos necesito? Análisis de procesos Evaluar el desempeño: ¿Qué deseo medir? ¿Qué datos necesito? Máquina tragamonedas mecánica Tiempo del ciclo promedio del proceso [TC] = 15 segundos Unidad de juego [U] = USD 1 Porcentaje de pago [ρ] = 92.5% de las monedas jugadas. Costo de mantención de la máquina [CM] = 2 USD/h Ganancia = [((U/TC) x (1-ρ)) - CM] Ganancia = [((1 USD / 0.00416 hora) x 0.075) – 2 USD] = 16 USD/hora

Ganancia = [((U/TC) x (1-ρ)) - CM] Análisis de procesos Si se empieza a jugar con 100 monedas de un dólar, se podría jugar unas 6.25 horas ($100/$16 por hora) antes de que se terminen. Se podría correr con suerte y ganar el premio mayor o se podría no tener suerte y perder todo en la primera hora, pero, en promedio, esperaríamos perder los 100 dólares en 6.25 horas. Máquina tragamonedas electrónica Tiempo del ciclo promedio del proceso = 10 segundos Unidad de juego = USD 1 Porcentaje de pago = 95% de las monedas jugadas. Costo de mantención de la máquina = 0.5 USD/h Ganancia = [((U/TC) x (1-ρ)) - CM] Ganancia = [((1 USD / 0.0027 hora) x 0.05) – 0.5 USD/h] = 17,5 USD/hora

¿Qué decisión tomaría usted? ¿La compraría? Análisis de procesos Suponga que la máquina tragamonedas electrónica tiene un costo de adquisición de USD 10.000 y el gerente del casino le pide a usted que evalúe el plazo de recuperación de la inversión. En caso de ser menor a 2 años, tendrá que efectuar la compra. Aclaración: considere que el gerente desea mantener la ganancia que posee con la máquina tragamonedas mecánica y solamente el dinero sobrante se destinará a recuperar el monto de la inversión de la tragamonedas electrónica. ¿Qué decisión tomaría usted? ¿La compraría? ¿Necesita alguna información adicional? Es necesario definir el porcentaje de utilización de la máquina. Suponga que es del 50%, es decir, opera durante 12 horas por día. Retorno de la inversión = 10.000 USD / (1.5 USD/h x 12 h/día) = 555 días = 1,54 años

Análisis de procesos Rediseño del proceso: En este caso, el “rediseño del proceso” consiste en la comparación de alternativas y en la selección de la que resulta más conveniente. Implementar cambios: Decisión de mantener la máquina tragamonedas mecánica o comprar la máquina tragamonedas electrónica.

Análisis de procesos Características de un proceso Características de un proceso de varias etapas Amortiguador se entiende como un espacio de almacenamiento entre etapas, en el cual se coloca el producto de una etapa antes de que se use en una etapa que se encuentra más adelante. El bloqueo se presenta cuando las actividades de la etapa se deben detener porque el artículo recién terminado no se puede depositar en ningún lugar. La privación se presenta cuando las actividades de una etapa se deben detener porque no hay trabajo.

¿Qué sucede en el sistema? Análisis de procesos Características de un proceso Etapa 1  TC: 30 segundos Etapa 2  TC::45 segundos Cantidad a fabricar: 100 unidades ¿Qué sucede en el sistema? La Etapa 1 quedará bloqueada durante 15 segundos. Tiempo de procesamiento (s) Stock máximo (u.) Etapa 1 (TC=30 s) 3000 Etapa 2 (TC=45 s) 4530 34 ¿Qué sucedería si la primera etapa requiriera 45 segundos y la segunda tuviera el tiempo de ciclo de 30 segundos?

¿Qué cantidad de producto en proceso o WIP hay en el sistema? Análisis de procesos Características de un proceso Etapa 1  TC: 30 segundos Etapa 2  TC::30 segundos ¿Qué cantidad de producto en proceso o WIP hay en el sistema? ¿Sencillo no? Pero…¿qué sucede cuando existe variabilidad en las operaciones?

¿Cuál es la producción promedio? Análisis de procesos Variabilidad de las operaciones “Cualquier elemento de un sistema que no es absolutamente regular y predecible presenta variabilidad.” A B RESULTADO 9 10 11 9,55 A: 10 +/- 1 B: 10 +/- 1 ¿Cuál es la producción promedio? 47

Características de un proceso Análisis de procesos Características de un proceso WIP TH SISTEMA t=0 TC ¿Cómo saber la cantidad de producto en proceso o WIP que hay en el sistema? Tiempo de ciclo (TC): tiempo desde que llega la orden al sistema en estudio hasta que es despachada. Inventario (WIP, Work In Process): unidades en transformación y en espera (dentro del sistema). Tasa de producción o Throughput (TH): tasa media de salida útil del sistema.

WIP = TH x TC Análisis de procesos Efectos de la variabilidad e incertidumbre Ley de Little (1961) En estado estacionario, se cumple que: WIP = TH x TC Ejemplo: TH = 30 u/h Es decir, se procesa 1 unidad cada 2 minutos (también llega 1 unidad cada 2 minutos) John D. C. Little Caso 1: El origen de la ley de Little es la Teoría de las Colas. Es quizás la ley más conocida en el modelado del rendimiento de los sistemas TI. La ley demuestra las relaciones entre el Lead Time, el Trabajo en curso (WIP) y el Rendimiento(Throughput). El Lead time: El período entre la entrada de un petición en el sistema (petición  solicitada) y la recepción de la petición. Se mide por el tiempo transcurrido (minutos, horas, etc). La petición puede ser un requisito, una historia de usuario, una incidencia, material, una solicitud de un usuario, etc. Trabajo en curso (WIP - Work In Progress): el número de peticiones (unidades de trabajo) que se están procesando, es decir las que han entrado en el sistema, pero todavía no han salido. Rendimiento (Throughput): el número de unidades de trabajo que salen del sistema en un tiempo determinado, p.ej., 3 historias de usuario por día. Las conclusiones de esta ley son igual de interesantes e importantes: Cuanto más grande es el WIP, más largo es el Lead time, es decir más tardamos en terminar el trabajo empezado. Dicho de otra manera, para cumplir los plazos de desarrollo o de los servicios, hay que reducir el trabajo en curso, o sea procurar de cerrar trabajos antes de abrir nuevos. Sin embargo, en muchas ocasiones ocurre justo lo contrario: los equipos empiezan a trabajar sobre muchas tareas para que así el proyecto entero “avance” más rápidamente. Otra razón por la que se busca asegurar mucho trabajo en curso es conseguir una alta utilización de los recursos. Independientemente del motivo, suponiendo que el rendimiento no cambia, el aumento del trabajo en curso aumenta también el tiempo necesario para su realización. Aunque parezca contra intuitivo, recuerda que reducir el trabajo en curso ayuda a cumplir los ANS y reducir los tiempos de desarrollo.    Enfocándose en reducir el Lead time ayuda identificar las actividades obsoletas que se están llevando a cabo. Eliminándolas tiene dos efectos positivos: (1) se eliminan desperdicios en los procesos, (2) se reduce el trabajo el curso total que resulta en un ciclo de desarrollo más corto y más eficiente. Cuanto mayor es el Rendimiento, tanto más corto es el Lead time. Existen diferentes formas de mejorar el rendimiento: automatizando las actividades de valor (automatizar actividades que no aportan valor es equivalente a automatizar la producción de desperdicios), mejorando los procesos o añadiendo más recursos. Si decides añadir más recursos, observa el Lead time porque en general los recursos adicionales  añaden más trabajo en curso. Cada iniciativa Lean procura de minimizar los desperdicios y de reducir los ciclos de producción. Reduciendo el ciclo de producción es equivalente a reducir el Lead time. Minimizar los desperdicios incluye un análisis del inventario actual y los pasos para reducirlos. Esto es equivalente a la reducción del WIP. ¿Por qué esta ley es importante para los Jefes de proyectos? La ley de Little es una herramienta de conocer el rendimiento real de un equipo de operaciones o de desarrollo de software Proporciona previsibilidad en el proceso. P.ej., si tenemos que implementar 50 requisitos y la capacidad del equipo es de unos 5 requisitos por semana, el tiempo que necesitaremos es 50 requisitos/5 requisitos por semana = 10 semanas. Demuestra que cuanto más grandes son los batches de trabajo, tanto más largo es el tiempo de su procesamiento, el Lead time. Explica por qué las multi-tareas retrasan en lugar de acelerar la terminación de trabajo. Habitualmente las personas creen que trabajar sobre varias tareas en paralelo aumenta la productividad. Por eso asignar unas cuantas tareas a una persona es una práctica común en las empresas. Sin embargo, a diferencia de las máquinas, las personas no son tan buenas en la ejecución de procesos paralelos. Aumentando el Trabajo en curso aumenta también en tiempo de cambiar y re-tomar las tareas y por lo tanto reduce el Rendimiento. A consecuencia, el tiempo para ejecutar el proyecto resulta insuficiente, el trabajo empezado y no terminado empieza a acumularse. En breve, la ley de Little ayuda a encontrar el punto de equilibrio entre el Trabajo en curso y el Lead time. Proporciona los fundamentos para llegar a los óptimos límites de WIP. Si los límites de WIP están por debajo del nivel óptimo, hay recursos infrautilizados y el rendimiento es bajo. Si los límites WIP superan el nivel óptimo, entonces las unidades de trabajo empiezan a montar colas y el rendimiento baja. Ayuda entender qué efectos tendrá sobre los plazos del proyecto o el servicio el bloquear un trabajo o tener que corregir errores. En ambos casos baja el rendimiento y de ahí aumenta el Lead time. Condiciones importantes para que funcione la ley de Little La ley de Little es muy útil, pero además de conocer la formula tienes que tener en cuenta las condiciones necesarias que se deben cumplir para que la ley de Little te sirva: Se cogen valores medios de todos los parámetros: promedio del Lead time, promedio del trabajo en curso, y promedio del rendimiento Las unidades deben ser coherentes, p.ej. si medimos el rendimiento en una semana, el lead time también tiene que ser en semana, así como el promedio del trabajo en curso El sistema tiene que estar estable, es decir todo el trabajo que entra en el sistema, sale de este, el WIP total al inicio y al final del periodo es constante, la tasa media de llegada de trabajo es igual a la tasa media de salida de trabajo del sistema. Para resumir, el uso correcto de la ley de Little ayuda conseguir un flujo de trabajo suave y estable, y a mejorar la previsibilidad de los proyectos y los servicios TI. El Trabajo en curso (WIP) es un factor clave para el rendimiento y el tiempo necesario para el desarrollo de software y/o la ejecución de los servicios. Limitar el trabajo en curso además de reducir el Lead time lleva a una reducción de los desperdicios en el flujo de trabajo. WIP = 3 u TC = 6 minutos SISTEMA Caso 2: WIP = 6 u TC = 12 minutos SISTEMA

Análisis de procesos Efectos de la variabilidad e incertidumbre ¿Cómo nos damos cuenta de que hay variabilidad? En una línea de producción, la formación de filas de espera (INVENTARIO) son una manifestación de que hay variabilidad. Y de acuerdo con la ley de Little, aumentará el tiempo de ciclo. ¿Cuánto? Kingman

Efectos de la variabilidad e incertidumbre Análisis de procesos Efectos de la variabilidad e incertidumbre PROCESO DATOS: TH = 10 u/minuto TC = 3 minutos Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 ¿Cuál es el WIP que hay en el proceso? TC = 1 minuto TC = 2 minutos TC = 3 minutos Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 TH = 20 u/hora ¿Cuál es el throughput o tasa de salida? ¿Cuál es el tiempo de ciclo del Proceso? ¿Se puede calcular?

TC T x (1 + V x U) Análisis de procesos Efectos de la variabilidad e incertidumbre Fórmula de Kingman (1961) TC T x (1 + V x U) El tiempo de ciclo aumenta con el nivel de utilización de los recursos y con la variabilidad. Tiempo de proceso promedio: T = 1/mu Factor de variabilidad: V = (ce^2+cp^2)/2 El factor de variabilidad depende de la estructura del proceso. Si no hubiera variabilidad en el sistema (los tiempos son exactos, no hay fallas, no hay defectos), entonces este factor es cero. Sin embargo, en todos (o en casi todos) los sistemas reales existe variabilidad. Factor de utilización: U=ro/(1-ro) Nomenclatura: lambda: tasa de llegada de órdenes al sistema (demanda media). El tiempo promedio entre llegadas es 1/lambda mu: tasa de atención del sistema (capacidad media). El tiempo promedio de servicio es 1/mu ce: coeficiente de variabilidad del tiempo entre llegadas. cp: coeficiente de variabilidad del tiempo de servicio del sistema. Si la utilización se hace cercana al 100% (cuando la tasa de llegada de órdenes es cercana a la capacidad productiva), el tiempo de flujo crece en forma significativa, a menos que el factor de variabilidad sea muy pequeño. En general, a mayor saturación del sistema (medida por ro), aumenta el tiempo de flujo y el número de unidades en el sistema. Pero, además, el efecto se ve amplificado si la variabilidad de los tiempos de llegada o servicio es mayor. Podría argumentarse que esto significa un aumento de costos al tener capacidad ociosa. Pero, ¿cuánto es el costo de los retrasos, inventarios acumulados y otros costos ocultos? Tiempo de ciclo promedio

Efectos de la variabilidad e incertidumbre Análisis de procesos Efectos de la variabilidad e incertidumbre Ejemplo Consideremos una máquina que recibe trabajos a una tasa de 10 u/h, es decir que el tiempo entre llegadas de trabajos tiene una media de 6 minutos. Existe variabilidad tanto en los tiempos entre llegada de trabajos como en los tiempos de procesamiento (ambos coeficientes de variabilidad son 0,3). Si la capacidad de procesamiento es 14,3 u/h (70% de utilización de la capacidad), el tiempo de flujo promedio es de aproximadamente 5 minutos. Si la capacidad es 10,5 u/h (95% de utilización de la capacidad), el tiempo de flujo promedio se triplica a aproximadamente 15 minutos.

Efectos de la variabilidad e incertidumbre Análisis de procesos Efectos de la variabilidad e incertidumbre Ejercicio Proceso λ , ce µ , cp Considere el siguiente sistema de producción: De acuerdo con los registros históricos, al sistema llegan en promedio 9 unidades por hora. La desviación estándar del tiempo entre llegadas es de 2 minutos. Además, se ha monitoreado el estado del proceso, encontrándose que el mismo se encuentra ocupado un 90% del tiempo. Se sabe que la desviación estándar del tiempo de proceso es de 3 minutos. ¿Cuántas unidades hay en promedio en el sistema? ¿Cuánto tiempo espera en cola en promedio cada unidad? ¿Qué acciones realizaría para reducir el tiempo de espera?

µ [unidades/hora]: tasa de atención del sistema (capacidad promedio). Fórmula de Kingman: Análisis de procesos Referencias: λ [unidades/hora]: tasa de llegada de órdenes al sistema (demanda promedio). µ [unidades/hora]: tasa de atención del sistema (capacidad promedio). ce: coeficiente de variabilidad del tiempo entre llegadas. cp: coeficiente de variabilidad del tiempo de proceso. ; T: tiempo de proceso promedio V: factor de variabilidad U: factor de utilización : Porcentaje de utilización del proceso

Efectos de la variabilidad e incertidumbre Análisis de procesos Efectos de la variabilidad e incertidumbre Resolución:                

Análisis de procesos Teoría de colas Es una formulación matemática empleada para optimizar sistemas en los que interactúan dos procesos normalmente aleatorios: un proceso de “llegada” y un proceso de “servicio”. Las filas de espera se forman debido a un desequilibrio temporal entre la demanda de un servicio y la capacidad del sistema para suministrarlo. Un ciudadano medio pasa 5 años de su vida esperando en distintas colas, y de ellos casi 6 meses parado en los semáforos.

Análisis de procesos Teoría de colas En la mayoría de los problemas de filas de espera que se presentan en la vida real, la tasa de demanda varía, es decir, los clientes llegan a intervalos imprevisibles. Lo más común es que también haya variaciones en la tasa de producción del servicio, dependiendo de las necesidades del cliente.

Análisis de procesos Ejemplos de colas de espera Espectadores frente a la taquilla de un teatro para comprar entradas Camiones que aguardan para ser descargados en el almacén Máquinas en espera de ser reparadas por personal de mantenimiento. Productos en una fábrica esperando a ser procesados por una máquina. Pacientes en la antesala de un consultorio a ser examinados por un médico Personas en un supermercado esperando a que facturen y empaquen su mercadería comprada. Todos los problemas de filas de espera tienen varios elementos en común

Un insumo, o población de clientes, que genera clientes potenciales. Análisis de procesos Teoría de colas Elementos básicos El análisis de los problemas de filas de espera comienza con una descripción de los elementos básicos de la situación: Un insumo, o población de clientes, que genera clientes potenciales. Una fila de espera formada por los clientes La instalación de servicio constituida por una o más personas/máquinas para proveer el servicio que el cliente solicita. Una regla de prioridad para seleccionar al siguiente cliente que será atendido por la instalación de servicio (FIFO, LIFO, Otras)

Llegadas de los clientes (perfil de distribución) Análisis de procesos Teoría de colas Elementos básicos Llegadas de los clientes (perfil de distribución)

Estructuras de la fila: Análisis de procesos Teoría de colas Cola Llegadas Servidor Salidas Una cola, un servidor Ejemplo: Kiosco con un empleado Una cola, múltiples servidores Ejemplo: Lavado / secado de automóviles Varias colas, múltiples servidores Ejemplo: Banco con varios cajeros Una cola, servidores secuenciales Ejemplo: Centro radiológico de un hospital Estructuras de la fila:

Costos asociados a un sistema de colas Análisis de procesos Teoría de colas Costos asociados a un sistema de colas Los costos asociados a la espera de los clientes Los costos asociados a la expansión de la capacidad de servicio Los costes totales del sistema de servicio Costo óptimo

Análisis de procesos Teoría de colas Distribución de probabilidades: llegadas de clientes al sistema y tiempo de servicio Las fuentes de variación en los problemas de filas de espera provienen del carácter aleatorio de la llegada de los clientes y de las variaciones en los tiempos requeridos para proporcionar el servicio. Cada una de esas fuentes se describe mediante una distribución de probabilidades. Modelo M/M/1 (Una fila/Un servidor) Proceso de llegadas de Poisson (tiempo entre llegadas con distribución exponencial) Tiempos de servicio con distribución exponencial Un único servidor

Análisis de procesos Teoría de colas Modelo M/M/1

Ejercicio: Clientes en una fila Análisis de procesos Teoría de colas Ejercicio: Clientes en una fila Un banco está considerando si debe abrir una ventanilla para un servicio especial a clientes. La administración estima que los clientes llegarán con una tasa de 15 por hora. El cajero que atenderá la ventanilla puede atender a los clientes con una rapidez de uno cada tres minutos. Suponiendo llegadas con un proceso de Poisson y un servicio exponencial, calcular: La utilización del cajero El número promedio en la fila de espera. El número promedio en el sistema. El tiempo promedio de espera en la fila. El tiempo promedio de espera en el sistema, incluyendo el servicio.

Ejercicio: Clientes en una fila Análisis de procesos Teoría de colas Ejercicio: Clientes en una fila 15 20

Ejercicio: Clientes en una fila Análisis de procesos Teoría de colas Ejercicio: Clientes en una fila La utilización promedio del cajero es: El número promedio en la fila de espera es: El número promedio en el sistema es:

Ejercicio: Clientes en una fila Análisis de procesos Teoría de colas Ejercicio: Clientes en una fila El tiempo promedio de espera en la fila es: El tiempo promedio de espera en el sistema, incluyendo el servicio, es: LAS FORMULACIÓNES MATÉMATICAS O ESTADÍSTICAS PUEDEN SER FÁCILMENTE INCLUÍDAS DENTRO DE UN PROGRAMA DE SIMULACIÓN COMPUTACIONAL, A FIN DE AUTOMATIZAR SU RESOLUCIÓN.Y DEFINIR RANGOS DE FLUCTUACIÓN PARA CADA UNA DE LAS VARIABLES DEL MODELO

Análisis de procesos Simulación de procesos La simulación permite replicar escenarios reales o que podrían llegar a serlo en algún momento, con la finalidad de determinar su comportamiento de manera estadística. Desde el punto de vista computacional, la simulación es el uso de un programa informático o software para modelar un sistema del mundo real, con el fin de validar las decisiones que afectan al sistema.

Análisis de procesos Áreas de aplicación de la Simulación Aeronáutica Puertos Transporte Industria Logística Consultoría Sector Financiero Telecomunicaciones Salud Entretenimiento Otros

Análisis de procesos Principal ventaja de la Simulación Se representa en pantalla cada recurso significante y evento del sistema de decisión, permitiendo probar diferentes maneras de operar el sistema sin necesidad de experimentar en el sistema real, y lo mejor de todo, sin riesgo alguno.

Otras ventajas de la Simulación Análisis de procesos Otras ventajas de la Simulación Proceso eficiente y flexible Posibilita la inclusión de variables reales En algunos casos es el único método disponible Permite detectar inconvenientes antes de que ocurran realmente Ahorra tiempo y dinero Optimización del desempeño de líneas de producción Aporta datos de gran valor para el proyecto Favorece a la comprensión del proceso

Análisis de procesos Motivos para realizar la simulación de un proceso Tecnológico. Deficiencias en la tecnología de producción. Por ejemplo: Subutilización del equipamiento Alto porcentaje de mermas o desperdicios en el proceso Baja productividad de la mano de obra Elevado consumo de servicios Mercado. Condiciones negativas de mercado. Por ejemplo: Incremento de la tasa de inflación Descenso de la cantidad demandada/vendida Demanda potencial insatisfecha

Motivos para realizar la simulación de un proceso Análisis de procesos Motivos para realizar la simulación de un proceso Financiero. Inestabilidad de la estructura financiera. Por ejemplo: Devaluación de la moneda local Exigencia de elevados plazos en créditos a clientes Elevación de tasas de interés Préstamos Importación de insumos PARA ANALIZAR EL COMPORTAMIENTO DE UN SISTEMA ANTE POSIBLES VARIACIONES DE CUALQUIER FACTOR QUE INVOLUCRE ALGÚN TIPO DE RIESGO, SE UTILIZA LA SIMULACIÓN

Análisis de procesos Desventajas de la Simulación Un buen modelo de simulación es costoso El simulador no produce respuestas por sí mismo La calidad de los resultados es proporcional a la calidad del simulador Se requiere cierta preparación y conocimientos Los resultados generalmente no son extrapolables Por lo general se pasan por alto soluciones más simples

Ejemplos de software para simulación Análisis de procesos Ejemplos de software para simulación Matlab Solid Works Chemcad Simio Arena Promodel Simul8

Ejemplo de aplicación a proceso de fabricación de productos cerámicos Análisis de procesos Ejemplo de aplicación a proceso de fabricación de productos cerámicos Introducción al problema Cooperativa dedicada a la fabricación y comercialización de artículos de cerámica en diferentes formas y colores. Más de 70 productos Trabajan 21 personas Operaciones en su mayoría manuales (variabilidad) Diagnóstico inicial: Altos plazos de entrega Altos niveles de inventario en proceso Producción por debajo de la demanda Baja productividad

Objetivos específicos: Análisis de procesos Objetivo general: Mejorar la productividad y reducir el tiempo de ciclo del proceso productivo. Objetivos específicos: Desarrollar un modelo de simulación del sistema productivo. Efectuar un análisis comparativo de distintas alternativas de mejora. Estudiar el impacto económico de cada una de las mismas.

Análisis de procesos Datos relevados Etapas del proceso Tiempos de proceso Dotación de operarios por puesto Productos fabricados: Dimensiones Cantidades producidas durante 2013 Costos y precios de venta

Capacidad operativa por puesto (u/h) Análisis de procesos Estudio del proceso Puesto Cantidad de personal Capacidad operativa por puesto (u/h) Molderia 1 600 Molino 141 Colada EO 3 64,67 Colada CA 26,09 Torno 20,81 Lavado/pegado asas 24,16 Pulido (torno) 36,00 Lavado/Pulido 5 33,83 Horno (Bizcocho) 73,15 Retoque/Junquillo 2 83,72 Esmalte 63,33 Horno (Esmalte) Depósito 102,86

Modelo de simulación. Elementos Análisis de procesos Modelo de simulación. Elementos Procesos a simular: Desde el preparado de la pasta hasta que se obtiene el producto terminado Entidades: Carros con productos (lote de transferencia entre puestos), caracterizados por el tipo de producto y la cantidad Variables de input: Tiempos de proceso de cada puesto Cantidad de productos por carro Parámetros: Operarios por puesto Cantidad de carros que se ingresan al horno por vez Tiempo de horneado Distancias entre puestos y velocidad de circulación Las variables de input gatillan la dinámica del sistema y reflejan la variabilidad existente en el mismo.

Ajuste de distribuciones para variables de input Análisis de procesos Ajuste de distribuciones para variables de input Ejemplo: Tiempo de proceso Puesto: colada de tipo cielo abierto Se consideraron distribuciones triangulares asumiendo: Valor más probable: tiempo de procesamiento promedio por unidad Mínimo y máximo: +/- 10% del tiempo promedio 2.1 2.3 2.5 Minutos

Histograma y ajuste de distribución de probabilidades Análisis de procesos Ajuste de distribuciones para variables de input Ejemplo: Cantidad de productos por carro (Tipo: espesor obligado (EO)) Histograma y ajuste de distribución de probabilidades Datos reales Datos consolidados Códigos CANTIDAD POR CARRO TIPO DE MOLDE CANTIDAD ANUAL 01 720 CA 2555 02 432 TORNO 921 03 180 1171 03/pl 3645 04 1080 765 04/pl 270 1965 05 468 794 06 360 603 07 288 1215 08 219 09 31 10 131 13 3831 14 2124 105/m 90 EO 177 105/ch 126 106/gr 54 371 106/m 72 132 … Cantidad por carro Cantidad anual (suma) 54 1193 72 8649 90 3182 108 1652 126 5170 288 4607 360 3062 900 843 Total 28358 Explicar que el lote de transferencia es de un carro Input Analyzer®

Modelo de simulación. Elementos Análisis de procesos Modelo de simulación. Elementos Supuestos para la modelación: Se trabaja durante un turno de 8 hs de lunes a viernes. No hay ausentismo. Hay espacio suficiente para almacenar producto en proceso. El mix de productos fabricados se realiza de acuerdo a proporciones históricas. Los procesos de colada y torneado siempre trabajan (sistema push). Siempre hay pasta disponible en el molino. Los hornos se prenden al inicio de la jornada y se apagan al final. Medidas de desempeño: Throughput: cantidad de productos fabricados por mes Tiempo de ciclo promedio: desde que se comienza a fabricar hasta que se termina un producto

Análisis de procesos Modelo computacional Verificación y validación 100 réplicas por alternativa para reducir el ancho de los intervalos de confianza de las medidas de desempeño

Identificación del cuello de botella Análisis de procesos Identificación del cuello de botella Las primeras corridas del modelo de simulación muestran que se acumula mucho stock a la entrada del proceso de carga de los hornos de bizcocho. El mismo operario se encarga de cargar y descargar los 2 hornos de bizcocho y los 2 de esmalte. Se tarda en promedio 1,5 horas para cargar un carro. La capacidad de cada horno es de 4 carros. En la práctica es difícil identificar el cuello porque: Las cargas de trabajo de los puestos son distintas y sujetas a variabilidad Hay restricciones en la programación del trabajo de los hornos

Análisis de procesos Propuestas de mejora Propuesta 1 Reducir a la mitad la carga de los hornos, siendo esperable una disminución del tiempo de ciclo. Propuesta 2 Reasignar las tareas de un operario del puesto Lavado y Pulido, ubicándolo en la operación de carga y descarga de los hornos.

Aumento del 55% en el volumen de producción mensual. Análisis de procesos Resultados Indicadores Situación inicial Propuesta 1: reducir el lote de los hornos Propuesta 2: redistribución de tareas Propuesta 1 + Propuesta 2 Throughput [piezas/mes] 7.115 7.020 11.004 8.143 Aumento del throughput - -1% 55% 14% Tiempo de ciclo promedio [días] 26,2 24,4 21,0 21,3 Reducción del tiempo de ciclo 7% 20% 19% WIP [piezas] 6.649 6.127 8.239 6.195 Costo adicional [$/mes] 6.631 7.692 Beneficio adicional [$/mes] -903 37.038 9.791 Para el calculo del costo se consideró el costo adicional de operar los hornos a menor capacidad. Para el beneficio se multiplico el margen unitario promedio por las unidades adicionales producidas. Aumento del 55% en el volumen de producción mensual. Potencial aumento de la utilidad de aproximadamente $ 400.000 anuales. Reducción del tiempo de ciclo promedio en un 20%

Análisis de procesos Conclusiones Beneficios del uso de la simulación como herramienta para el análisis y la mejora de los procesos productivos. Experimentar diferentes escenarios. Contestar preguntas del tipo what if (¿Qué pasaría si…?). No es necesario intervenir el sistema real, reduciendo el riesgo y los costos de las modificaciones que se pretenden realizar.

Bibliografía adicional Krajewski, L. – Ritzman, L. – Malhotra, M.. “Administración de operaciones”. Ed. Pearson, octava edición, 2008. Kanawaty, G. (1996). “Introducción al estudio del trabajo”. Ginebra, Oficina Internacional del Trabajo, cuarta edición (revisada), Fred Meyer – Matthew Stephens. (2006) "Diseño de instalaciones de manufactura y manejo de materiales“, Ed P. Pearson, tercera edición. Rother, Mike - Shook,John, (2009) “Learning to See: Value Stream Mapping to Create Value and Eliminate Muda”, Lean Enterprise Institute. Banks, J. (1998). “Handbook of Simulation”. New York: John Wiley and sons. Law, A. M. & Kelton, W. D. (2000). ”Simulation modeling and analysis”: McGraw Hill Boston, MA.

Muchas gracias por su atención! Área Mejora de la Productividad Industrial INTI Mar del Plata Marcelo T. de Alvear 1168 7600 Mar del Plata (0223) 480-2801 Int. 305 tg@inti.gob.ar Septiembre de 2014