“Teoría de las Restricciones” y la “Cadena Crítica” en la Programación de Proyectos

Por Juan José Miranda Miranda [ acerca del autor ]

Un enfoque novedoso y original parte del supuesto de la limitación de recursos (teoría de las restricciones) de la condición entre actividades de “sucesos dependientes” y la existencia de “fluctuaciones estadísticas”, y en lugar de hablar de camino crítico utiliza el vocablo “cadena crítica”.

Tal como lo hemos anotado en otros escritos, el diagrama de barras desarrollado por Henry Gantt a principios del siglo XX mejoró notablemente los procedimientos de programación y control de los proyectos. Más adelante a mediados del siglo XX surgieron dos propuestas complementarias entre sí, denominadas de “camino crítico” o “ruta crítica”: la técnica CPM aplicada a proyectos convencionales con múltiples antecedentes, y el modelo PERT que se utiliza en ambientes aleatorios o estocásticos en proyectos innovadores. De ahí en adelante y hasta mediados de la década de los 90, se aplicaron genéricamente con relativo éxito en todo tipo y tamaño de proyectos y se fueron depurando e incorporando a la mayoría de los paquetes informáticos disponibles para la programación, ejecución y control de proyectos. Estos métodos llamados ahora clásicos parten de la secuencia lógica en la realización de las actividades que componen un proyecto y dan origen a un diagrama de flechas o red en el cual se traza la “ruta crítica” o “camino crítico”, que corresponde al sendero de mayor duración entre la fecha de principio y finalización de cada actividad, durante la ejecución de un proyecto. No obstante, uno de los puntos que mayor preocupación suscita entre los usuarios del método clásico, tiene que ver precisamente con la asignación oportuna de los recursos. Se parte de la hipótesis simplista e irreal, que se cuenta con recursos ilimitados para la realización de las diferentes actividades de un proyecto, a pesar que éstos no siempre están disponibles en el momento oportuno, para lo cual se aplica la técnica de “nivelación” que en parte soluciona el problema, pero dado que el método de la ruta crítica y sus algoritmos de cálculo tiene en cuenta solamente las dependencias técnicas entre las actividades, pero ignora los conflictos, limitaciones o restricciones en la disponibilidad oportuna de recursos, suele generar nuevas situaciones que determinan la necesidad de permanentes reprogramaciones.

Por otro lado, y a pesar que el método PERT incluye para la estimación de tiempo tres situaciones: optimista, pesimista y normal, no es suficiente para definir con solvencia una función de probabilidad y controlar las causas e implicaciones de la variabilidad de diferentes eventos. Por lo tanto, es preciso observar que las actividades que componen un proyecto no son necesariamente independientes entre sí, lo cual conduce a que cualquier acotación sobre el comienzo y terminación de una actividad deberá contemplar no solamente la variabilidad asociada a la misma, sino también la correspondiente a las actividades precedentes. Además, el método clásico es indiferente y desconoce la importancia de cierto comportamiento humano denominado síndrome del estudiante que indica “que toda tarea se realiza siempre en el último momento” o también la Ley de Parkinson que señala “que toda tarea se dilata hasta ocupar la totalidad del tiempo disponible”. Cualquier parecido con la actitud de un estudiante ante una tarea pendiente para la cual ha solicitado prórroga, que cuenta al principio con tiempo de sobra, sin embargo posterga su realización indefinidamente y para cumplir el compromiso tiene que esforzarse y trabajar bajo presión al final (con todos los riesgos que implica), es simplemente, más que una casualidad. Este comportamiento conspira claramente contra la intención de reducción del plazo de un proyecto, pues su práctica generalizada determina que “un adelanto del fin previsto de una tarea nunca se trasmitirá a la siguiente, en tanto que los retrasos lo hacen en forma automática”. Muchos expertos han demostrado que en la práctica permanente de la gerencia de proyectos la asignación de tiempos a pesar de los refinamientos generalmente utilizados, se suele asignar mucho más del tiempo necesario para concluir una actividad, comprobando una vez más el espíritu de la ley de Parkinson.

Es claro que en la dinámica de una organización gestora de proyectos, con más frecuencia de lo deseado, se presenta competencia indiscriminada por el uso de los recursos disponibles, entre el proyecto y la empresa matriz, y desde luego, entre los diferentes proyectos que allí se adelantan, por esta razón, la presencia de un entorno multiproyecto (muy frecuente en la actual situación de economías globalizadas y competitivas), supone y exige la existencia de una lógica que respalde los procedimientos para la asignación sincronizada y el manejo idóneo de los recursos. La “cadena crítica” es la secuencia de precedencias y elementos terminales dependientes de recursos que evitan que un proyecto, al que se le dan recursos limitados, pueda ser completado en un tiempo menor. Si los recursos de un proyecto estuviesen siempre disponibles en cantidades ilimitadas, entonces la cadena crítica de un proyecto sería igual a su ruta crítica. Siempre existirán limitaciones en la disponibilidad sincronizada de los recursos, por lo que la cadena crítica resulta más confiable que la tradicional ruta crítica. Por otro lado, el enfoque clásico privilegia “la fecha más pronto para comenzar una actividad” en tanto que descuidan aquellas actividades que sugieren problemas o restricciones en la asignación de recursos.

Algunas de las pautas de la teoría de las restricciones se ha aplicado con éxito en diferentes ámbitos de la empresa: operaciones, logística, ventas, marketing, estrategia, toma de decisiones, ingeniería, recursos humanos, etc. No obstante nuestro interés está en su utilización en Gerencia de Proyectos y específicamente en la gestión de tiempo y recursos.

Presentación

Una industria artesanal de “camisas” nos facilita una aproximación a la llamada teoría de las restricciones. Son tres los pasos principales que se surten en línea: la entrada de insumos, su procesamiento y la salida de productos terminados hacia los almacenes. Se tiene una capacidad de inventario para transformar 1000 cajas al mes; la planta puede procesar solamente 800 cajas al mes y se dispone con una flota cuya capacidad de transporte es de 900 cajas al mes.

Cuántas cajas pueden llegar mensualmente a los compradores?. Independiente de la demanda de los consumidores, éstos pueden disponer máximo de 800 cajas al mes, así se cuente con adicionales inventarios de materia prima o se incremente la capacidad de la flotilla de transporte. La capacidad de procesamiento está bloqueando las posibilidades del inventario y el aforo para el transporte. Por mayores esfuerzos que se hagan (incrementando inventarios o ampliando la flota) para mejorar la oferta, si no mejoramos la capacidad de proceso en donde claramente se presenta una “restricción” o “cuello de botella”, estaremos asumiendo nuevos costos sin superar la producción actual. Surge entonces una evidente deducción, si los procesos no se alinean con la restricción identificada del sistema, cualquier esfuerzo en otra parte diferente a donde se encuentra la restricción, será inocua y además perjudicial pues se generan nuevos costos.

La Teoría de las restricciones fue descrita por primera vez por el Dr. Eli Goldratt al principio de los 80 y desde entonces ha tenido aplicaciones exitosas en diversos ámbitos industriales y de servicios. Se trata de una metodología ingeniosa que utiliza la lógica de “causa efecto causa”, para auscultar lo que sucede en una organización (empresa o proyecto) y así encontrar formas de mejoramiento continuo. Está basada en el hecho de que los procesos multitarea, solo se mueven a la velocidad del paso más lento, y la manera de acelerar el proceso es utilizar un catalizador (buffer) precisamente en el paso más lento y lograr que trabaje hasta el límite de su capacidad. El modelo da importancia especial al factor o recurso más limitante. Estos factores limitantes o “restricciones” se llaman también “cuellos de botella" . Las restricciones pueden ser:

 Restricciones Físicas: cuando la limitación puede ser relacionada con un factor tangible ubicado en el proceso de producción o de prestación de un servicio.

 Restricciones Políticas: cuando la empresa o el proyecto adopta prácticas, procedimientos, estímulos, castigos o formas de operación que conspiran contra la productividad y por ende conducen a resultados contrarios a los objetivos y metas.

 Restricciones de mercado: cuando se identifica un impedimento o estorbo relacionado con la demanda de productos o servicios.

En fin, las restricciones están relacionadas y se manifiestan en un individuo, una pieza de un aparato, un procedimiento, una política interna, la carencia o insuficiencia de algún equipo, herramienta o insumo.

Contrariamente a lo que podría esperarse, en todo sistema (proceso industrial o proyecto) existen sólo unas pocas restricciones que demoran el logro de objetivos. Dado que las restricciones bloquean a la empresa o un proyecto en el camino de obtención de ganancias “la Meta de cualquier empresa con fines de lucro es ganar dinero de forma sostenida, esto es, satisfaciendo las necesidades de los clientes, empleados y accionistas. Si no gana una cantidad suficiente es porque algo se lo está impidiendo: sus restricciones”. De la descripción anterior de deduce que cualquier organización corresponde a un sistema teleológico, vale decir, guiado por la intencionalidad de alcanzar una meta, que significa ganar dinero en el presente para garantizar su continuidad en el futuro, o aportar beneficios y oportunidades a las comunidades carenciadas para garantizar una calidad de vida decorosa. Por lo tanto, toda acción tomada en cualquier nivel de la organización (pública o privada) debe ser valorada a la luz de su impacto global sobre la meta deseada, de ahí la importancia de develar la meta global antes de cualquier acción al mismo tiempo que se definen las métricas que la expresan de manera directa o indirecta.

Sin embargo la expresión “ganar dinero” hace referencia a una empresa convencional de tipo industrial, comercial o de servicios, pero se puede ampliar a organizaciones cuyo objetivo es precisamente generar beneficios hacia la comunidad, lo cual implica utilizar unidades de medida diferentes al dinero. La gerencia una vez definida su meta, debe dedicarse en primera instancia a localizar dichas restricciones dependiendo del talante o misión de la empresa o proyecto. Insiste este planteamiento que los recursos no son independientes, sino que corresponden a una cadena de eslabones interdependientes, que trabajan con el propósito central de hacer dinero o lograr beneficios. Es claro, que el eslabón más débil determina la resistencia de la cadena, solo unos pocos recursos críticos (cuellos de botella) determinan el desempeño de una planta industrial o un proyecto, en efecto, identificando y programando primero estos recursos, es posible tener éxito en su administración.

En este nuevo lenguaje, los cuellos de botella (restricciones) que determinan la salida de producción son llamados Drums (tambores), ya que ellos determinan la capacidad de producción (como el ritmo de un tambor que marca el paso en un desfile). De esta analogía proviene el método llamado Drum-Buffer-Rope (Tambor - Inventario de Protección - Cuerda) que es la forma de aplicación de la Teoría de las Restricciones a las empresas industriales o proyectos. El buffer o pulmón, corresponde al inventario mínimo que asegura la continuidad del proceso manteniendo el flujo ininterrumpido en los recursos con problemas de capacidad, vale decir, cuellos de botella. Así es como la técnica DBR indica que la planta o proyecto debe trabajar sólo en lo que sea necesario para alcanzar los requerimientos del mercado, y no en lo requerido para mantener a los trabajadores y a las máquinas ocupadas. A esto se le llama atar el comienzo de operaciones al cuello de botella mediante la cuerda (ROPE).

A manera de ejemplo, la actividad de un fabricante está en medio de dos extremos: por un lado la compra de insumos y por otro, la distribución de sus productos. Aunque todos los eslabones de la cadena de abastecimiento (compra, producción, distribución) deben ser administrados de forma eficiente, el propósito de una logística racional es coordinar dichos eslabones hacia el objetivo común de entregar los productos al cliente en la forma más rápida, oportuna y predecible que sea posible. El objetivo de la cadena de abastecimiento es tener en la góndola los productos solicitados cuando el cliente pasa por el pasillo de un supermercado. No obstante, a pesar de la sofisticada red de distribución diseñada para asegurar esa disponibilidad puede no funcionar en forma milimétrica y los requerimientos de los clientes, que suelen ser irregulares, pueden causar fluctuaciones en los procesos dentro de la planta de producción. El resultado, la fábrica no puede manejar las fluctuaciones que se producen, los productos no están a tiempo donde se necesitan, y se pierden ventas. Será necesario acoplar las faenas de producción a la dinámica determinada por las aleatoriedades de los proveedores y los caprichos de los consumidores, con la perspicacia y habilidad gerencial para ganar dinero u ofrecer beneficios. Una ilustración facilita la comprensión, si en una vía principal se detecta una anormal congestión que determina una extensa fila de vehículos (cuello de botella), es necesario buscar en ese punto el recurso crítico (que en este caso puede ser el semáforo mal programada), para que una vez sincronizado se comience allí la reprogramación, es decir, "tocar el tambor", para determinar el ritmo adecuado del sistema. En el caso de una fábrica o un proyecto cuyo sistema está compuesto por procesos, y se identifica en uno de ellos un cuello de botella, la reprogramación comenzará en el proceso restrictivo.

Es posible que se esté enfrentando a la contradictoria situación de baja utilización de la capacidad disponible y pago de tiempo extra para atender las entregas a tiempo (síndrome del fin de mes), además, se puede observar un inventario de insumos excedido, en tanto que en algunos puntos críticos de ensamble, pueden faltar algunas partes específicas. Se precisa entonces de una metodología que pueda hacer que los materiales fluyan rápida y predeciblemente aún en los ambientes de producción más complejos e inestables, con demandas y suministros volátiles. Sin un flujo de materiales rápido y estable, se dificulta el manejo y control del resto de la cadena de abastecimiento. Una solución sólida la constituye la propuesta DBR (Drum-Buffer-Rope), que se basa en tres parámetros cuya definición se aparta de los conceptos tradicionales a que estamos acostumbrados: el throughput que es la velocidad a la que un sistema genera dinero a través de las ventas u ofrece servicios para beneficiar a una comunidad; el inventario que es todo el dinero que el sistema ha invertido en comprar insumos y el gasto de operación que es todo el dinero que el sistema gasta en transformar el inventario en throughput. En síntesis, el throughput es el dinero que entra o el beneficio que se ofrece; el inventario es el dinero que está actuando dentro del sistema; el gasto de operación es el dinero que se paga para producir el throughput. O sea, un parámetro para el dinero que entra o el beneficio que se dispensa, otro parámetro para el dinero que está retenido en el proceso y finalmente otro parámetro para el dinero que sale. Tanto en las plantas industriales como en los proyectos, reiteramos, existen algunos recursos con capacidad restringida.

El método DBR reconoce que dicha restricción determinará el dinamismo del sistema (planta o proyecto). El principal recurso con restricción de capacidad será tratado como “el tambor” (drum) que es el que marcará la velocidad de producción de toda el sistema (impone el ritmo). También necesitará establecer “un amortiguador” de inventario frente al factor limitativo. Este amortiguador protegerá el throughput de la planta de cualquier perturbación que se produzca en los factores no cuellos de botella. Y finalmente, para asegurarse que el inventario no crezca más allá del nivel dictado por el amortiguador, deberá limitarse la velocidad a la cual se liberan materiales hacia la planta o proyecto. Al amarrarse “una cuerda o soga” entre las diferentes etapas del sistema controlará la velocidad en que se liberaran materiales hacia el sistema, en consecuencia el sistema será administrado por la velocidad a la cual se está produciendo el cuello de botella. La liberación de materias primas y materiales a la planta, está entonces "atada" a la programación del Drum, ningún material puede entregarse a la planta antes que la "longitud de la cuerda" lo permita, de este modo cada producto es "tirado por la cuerda o soga" a través de la planta. Esto sincroniza todas las operaciones al ritmo del Drum, lográndose un flujo de materiales rápido y uniforme a través de la compleja red de procesos de un sistema, llámese fábrica o proyecto. El autor utiliza ingeniosamente un símil tomado de una excursión campestre del hijo del protagonista, en la cual la fila india se alarga o acorta según la capacidad del niño que oficia de guía. Quizá, amarrando (rope o cuerda) a los tobillos de los caminantes e imponiendo un ritmo de tambor (drum) se pueda lograr un desfile controlado. Esto es lo que precisa una planta industrial o un proyecto. Este método de programación DBR puede llevar a beneficios substanciales en la cadena de suministros asegurando que la planta o proyecto esté funcionando a la máxima velocidad con el mínimo de inventarios y alcanzando a satisfacer demandas aleatorias de los clientes.

Este enfoque de la teoría de las restricciones se aplica con el siguiente procedimiento:

 Identificar la restricción del sistema: una restricción es una variable que condiciona un curso de acción. Ya mencionamos los distintos tipos de restricciones: físicas, políticas y de mercado, que se desprenden de no utilizar adecuadamente nuestro sistema, que compromete la empresa o un proyecto. Generalmente las restricciones las asociamos con carencia de algo: de operarios mejor calificados; de equipos más sofisticados y rápidos; de liquidez para garantizar la compra oportuna de insumos y suministros o lo contrario, exceso de inventarios; etc. Se trata de identificar la restricción que creemos nos limita más.

 Explotar la restricción del sistema: implica buscar la forma de obtener la mejor partida posible de la restricción identificada. Desde luego que la meta tal como lo hemos dicho es ganar dinero o generar beneficios que se puede expresar, por ejemplo, en la forma de funcionamiento de un hospital público, o los servicios ofrecidos a comunidades frágiles de niños o ancianos, u oportunidades especiales hacia mujeres cabeza de familia, etc. Algunos ejemplos nos facilitan la exploración de restricciones: si se trata de una máquina que no rinde lo esperado, será preciso verificar la idoneidad del operario o la capacidad técnica de la misma, o si la restricción tiene que ver con la cantidad y calidad de los suministros, se buscarán proveedores más confiables. Si se trata de una restricción del mercado, por ejemplo que el producto no lo conocen en los nichos de interés, será necesario establecer una estrategia de promoción y publicidad para atraer nuevos compradores; si el problema identifica una falla en la atención a los clientes, se deberá redefinir ciertos procesos para mejorar la situación.

 Subordinar todo a la restricción anterior: todo el esquema debe funcionar al compás que marca la restricción (tambor), se trata de forzar al resto de los procesos a funcionar al ritmo de la restricción identificada en el paso anterior.

 Elevar la restricción del sistema: implica encarar un programa de mejoramiento orientado exclusivamente a la restricción identificada a partir de herramientas convencionales o decisiones drásticos como la tercerización o el outsoursing; o en otros casos remover todo el equipo humano vinculado; o el cambio de proveedor; o la compra de nuevos equipos. En todo caso nos debemos abstener de tomar medidas radicales antes de verificar que hemos identificado la verdadera restricción y que las estamos explotando adecuadamente, o sea, que siempre debemos validar la permanencia de la restricción.

 Si en las etapas previas se elimina una restricción, volver al paso inicial: al romperse o desaparecer una restricción es porque en el momento existen otros recursos con menor capacidad, lo que determina la necesidad de apuntar a nuevas restricciones comenzando un ciclo nuevo, lo que conduce a un “mejoramiento continuo”.

Este enfoque novedoso y original parte del supuesto de la limitación de recursos (teoría de las restricciones) y de la relación entre actividades de “sucesos dependientes” y la existencia de “fluctuaciones estadísticas”, y en lugar de hablar de camino crítico o ruta crítica se utiliza el vocablo “cadena crítica”.

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