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MODELO DE CONFIABILIDAD BASADO EN LA RESTRICCIÓN (CBR)

Amendola, L. (1) (2) (P)

Universidad Politécnica de Valencia, España Departamento de Proyectos de Ingeniería e Innovación (1)

PMM Institute for Learning (2)

Resumen La metodología de la Teoría de las Restricciones (TOC “Theory of Constraints”) se inició a principios de los ochenta por el Dr. Eliyahu M. Goldratt, un físico israelí que centró su atención en el mundo empresarial a través de un gran número de libros publicados. El componente principal que sostiene todas las otras partes de la metodología es el Proceso de Razonamiento TOC. El proceso de Razonamiento TOC es un conjunto de árboles lógicos que proporcionan un mapa de ruta mediante la conducción de tres cuestiones básicas: ¿Qué cambiar?, ¿Qué cambiar a? y ¿Como causar el cambio? Los árboles lógicos guían al usuario a través del proceso de toma de decisión, estructura del problema, identificación del problema, construcción de la solución, identificación de barreras a superar e implementación de la solución. Estos árboles recurren a un conjunto de reglas lógicas llamadas Categorías de Reserva Legítima (CLR “Categories of Legitimate Reservation”), que proporcionan el rigor analítico usualmente asociado con filosofía o aproximaciones científicas. La metodología TOC ha evolucionado de una técnica de programación de la producción a una metodología que esta centrada principalmente en la gestión del cambio. Klein y DeBruine (1995) exponen que originalmente Goldratt planeaba una aproximación sistemática para identificar que está impidiendo a una empresa alcanzar su meta u objetivo. La aproximación fue utilizada inicialmente en entornos de producción. Hrisak (1995) advirtió que la TOC es utilizada ahora mundialmente por empresas de todos los tamaños. Esto es debido a que la TOC potencia a los directores al proporcionar una estructura consistente para diagnosticar los problemas. La metodología TOC ahora abarca un amplio rango de conceptos, principios, soluciones, herramientas y aproximaciones. Nosotros iniciamos nuestro trabajo a nivel industrial en PMM Institute for Learning aplicando estos conceptos en organizaciones de mantenimiento y operaciones bajo el modelo de Confiabilidad Basada en la Restricción (CBR), el modelo consiste en estructurar pasos iterativos enfocados a eliminar la restricción del sistema de gestión de confiabilidad de activos, considerando como restricción todo aquello que impida el logro del objetivo del sistema o empresa. Para lograr el objetivo mas rápidamente es necesario romper con varios paradigmas, los más comunes son: Operar el sistema de gestión de mantenimiento como si se formara de “eslabones” independientes, en lugar de una cadena, tomar decisiones, entre ellas la fijación de niveles de desempeño, en función del retorno de la inversión, en lugar de hacerlo en función de la contribución al objetivo (Throughput). Copiar soluciones de otros sistemas de mantenimiento en lugar de desarrollar soluciones propias en base a metodologías de relaciones lógicas de “efecto-causa-efecto”.

La continuidad en la búsqueda de la mejora requiere de un sistema de medición y de un modelo (CBR) que involucre y fomente la participación del personal.

Palabras clave: Restricción, Confiabilidad, Meta, Modelo, 5 Pasos.

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1. Modelo CBR El Modelo de Confiabilidad Basada en la Restricción (CBR) apoyada en (TOC) es un proceso de mejora continua en la gestión integral de activos y una estrategia para optimizar los procesos de proyectos, mantenimiento y operaciones de la empresa. Ésta se materializa en la “Programación de la Optimización del Mantenimiento” (OPM). El punto de partida de todo el análisis es que “la meta de una empresa es ganar dinero”, y para hacerlo es necesario elevar el throughput; pero como éste está limitado por los cuellos de botella en todo el proceso de gestión del mantenimiento de activos, nosotros concentramos la atención en ellos, dando origen a su programa “OPM” que deriva en “La Teoría de las Restricciones”. Concentrándonos en los aspectos del sistema, el modelo de Confiabilidad Basada en la Restricción CBR www.pmmlearning.com, se esfuerza para asegurar que cualquier cambio realizado como parte de la mejora del proceso de gestión de activos en marcha, beneficiará al sistema completo, en lugar de solo a una parte del sistema. En su nivel más básico, CBR proporciona a los directivos, gerentes, líderes, supervisores y técnicos del mantenimiento y operaciones de activos de un conjunto de herramientas que guían al usuario a encontrar respuestas a las preguntas básicas relativas al cambio. El modelo CBR ve a una organización de gestión integral de activos como una cadena compuesta por muchos eslabones que contribuyen a alcanzar el objetivo y donde cada eslabón es fuertemente dependiente de los otros eslabones. Sin embargo la cadena es solo tan fuerte como el eslabón más débil. CBR explica que si una organización quiere mejorar su actividad, el primer paso debe ser identificar el eslabón más débil, o restricción.

2. Los Cinco Pasos Principales en el Proceso de Mejora Continua Aplicando los cinco pasos de Goldratt (1990b, Goldratt y Cox, 1992), estos nos dirigen a los sistemas problemáticos en una base de mejora continua. Los pasos son:

1. Identificar la restricción: Identificar la operación que está limitando la gestión integral del mantenimiento de activo. Esta puede ser una restricción física o política.

2. Explotar la restricción: Conseguir el mejor output posible de la restricción. Eliminar

las limitaciones que restringen el flujo y reducir el tiempo no productivo del mantenimiento, entonces la restricción se utiliza de la forma más efectiva.

3. Subordinar otras actividades a la restricción: Conectar el output (resultados,

salidas) de otras operaciones de la gestión integral de mantenimiento de activos para ajustarse a la restricción. Evitar que la restricción espere para trabajar las tareas se confiabilidad operacional.

4. Elevar la restricción: En situaciones en las que la restricción del sistema aún no

tiene suficiente output invertir en nuevo equipamiento o incrementar la plantilla para incrementar el output.

5. Si algo ha cambiado, volver al primer paso: Valorar si otra operación o política se

ha convertido en la restricción del sistema de la gestión integral de mantenimiento de activos. Goldratt (1996b) explica que este paso es consistente con el proceso de mejora continua.

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Eliminar las Restricciones

Aprendizaje

Conocimiento del NegocioGuías para la Mejora

Competitividad

Análisis de los datos

Explotar la restricción

SubordinarElevar

No permitir la inercia

(mejora continua)

Meta de la Empresa

Identificar la Restricción

IdentificarExplotarSolucionarInvertirMejoramientoContinuo

¿QUE HAY QUE CAMBIAR?

¿HACIA DONDE SE DEBE CAMBIAR?

¿ COMO DEBEMOS IMPLEMENTAR EL

CAMBIO?

Figura 1. Pasos para aplicar TOC.

Como se puede ver a continuación, uno de los principios centrales del modelo CBR es que cualquier sistema tiene restricciones que le impiden alcanzar la meta. El lugar para centrar los esfuerzos es en hacer que estas restricciones produzcan más, actuando directamente sobre la restricción o en otras operaciones que interactúan con ella. Los cinco pasos principales de la metodología TOC proporcionan una aproximación simple pero efectiva para la mejora continua en la gestión integral de mantenimiento de activos en casos donde la restricción es claramente identificable. Sin embargo, cuando la restricción es debida a políticas o comportamientos de la organización, la restricción puede ser más complicada de detectar, y lo que se debe hacer para rectificar tampoco es una cuestión clara. En estos casos, el Proceso de Razonamiento es más útil en decidir que cambiar, que cambiar a y como causar que el cambio ocurra. De la misma forma que los cinco pasos principales se centran en la restricción, el proceso de Razonamiento se centra en los factores que están impidiendo que el sistema consiga sus metas. Esto se realiza identificando primero los subsistemas que ocasionan que el sistema no esté funcionando tan bien como se desea. Trabajando desde aquí, las herramientas del Proceso de Racionamiento se utilizan entonces para deducir cuales son las causas de estos síntomas, que es necesario hacer para corregir esas causas y como esas acciones correctoras pueden ser implementadas. En esta línea, la aproximación del modelo CBR es hacer un Mapa Mental o Análisis de Causa Raíz (ACR) del sistema desde el punto de vista de los problemas actuales, en lugar de intentar modelar el sistema completo. Esta es una diferencia sutil pero importante, que permite abordar problemas complejos sin recurrir al modelado de todo el sistema.

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En el proceso de aplicación del modelo CBR es importante considerar de qué tipo es la restricción a abordar en la gestión integral de activos recordando que cada instalación y su gente es un mundo. En este sentido el CBR identifica 2 tipos de restricción:

Las restricciones físicas, se refieren normalmente a las operaciones mercado, el sistema de mantenimiento de activos y la disponibilidad de los materiales.

Las restricciones de políticas, son reglas formales o informales erróneas, no

alineadas o en conflicto con la meta del sistema. En la mayoría de las empresas las restricciones más comunes son políticas. Esto es, reglas formales o informales que impiden al sistema alcanzar un mejor desempeño en relación a su meta. El hecho de que existan restricciones políticas es una muy buena noticia ya que si consiguiéramos identificarlas y eliminarlas podríamos aumentar notablemente la rentabilidad de nuestro sistema de gestión integral de activos sin inversiones importantes de dinero.

La secuencia de los pasos iterativos de mejora depende del tipo de restricción que se analice en cada empresa. De forma que las restricciones políticas, más comunes en las empresas, se abordan a través de los Árboles de Razonamiento Lógico. Esta técnica se enmarca en lo que se conoce como Proceso de Razonamiento de Goldratt. Sin embargo, las restricciones de tipo física, se resuelven mediante la aplicación de la CBR a la “Gestión Integral de Mantenimiento de Activos”. Así ejemplos de restricciones en las plantas industriales pueden ser las siguientes:

Restricción de Mercado: La demanda máxima de producción está limitada por el mercado. Satisfacerla depende de la capacidad del sistema para cubrir los factores de éxito establecidos (precio, rapidez de respuesta, etc.).

Restricción de Materiales: El Throughput se limita por la disponibilidad de

materiales es la cantidad de máximos – mínimos en el stock de almacén bajo un análisis de criticidad de activos (Sistemas – Equipos – componentes) y calidad adecuada de estos para la ejecución del mantenimiento. La falta de ítem en el almacén sin un análisis del ciclo de vida del activo en el corto plazo es resultado de mala planificación y programación del mantenimiento.

Restricción de Capacidad: Es el resultado de tener a un equipo o sistema con

capacidad que no satisface la demanda requerida de ellos. En este sentido el objetivo del mantenimiento es preservar la prestación deseada del activo.

Restricción Logística: Restricción inherente en el sistema de planificación,

programación y control del mantenimiento. Las reglas de decisión y parámetros establecidos en éste sistema pueden afectar desfavorablemente en el flujo ágil del mantenimiento de activo.

Restricción Administrativa: Estrategias y políticas definidas por la empresa que

limitan la generación de Throughput. Bajo este entorno es muy importante conectar los indicadores técnicos del mantenimiento con los financieros.

Restricción de Comportamiento: Actitudes y comportamientos del personal. La

actitud de “ocuparse todo el tiempo” y la tendencia a trabajar lo fácil. Responsabilidad social corporativa, Ética y Coaching.

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Figura 2. Modelo de Confiabilidad Basado en la Restricción (CBR).

3. Aplicación La combinación de estrategias y modelos de Gestión del Mantenimiento Integral de Activos con la Teoría de la Restricción, está centrada en la efectividad del análisis de tareas o solución de problemas concernientes a la gestión de la confiabilidad operacional y al conocimiento en las organizaciones empresariales. La aplicación de modelos y metodologías combinadas es el fruto de los años de experiencia en la gestión de estrategias del mantenimiento del Dr. Luis Amendola y sus colaboradores. Siguiendo con el análisis de CBR – TOC el siguiente paso deriva en distinguir dos tipos de recursos productivos:

Recurso cuello de botella: es aquel cuya capacidad es menor o igual a la demanda que hay de él.

Recurso no cuello de botella: es aquel cuya capacidad es mayor que la demanda

que hay de él.

Diseño & Ingeniería

ConstrucciónPlanificaciónDiseño

Funcionamiento & Sostenibilidad

InspecciónMantenimiento

Predictivo PreventivoProactivo

Fallos de EquiposFunciones

Reparación

Mantenimiento Correctivo

Mantenimiento Planificado

Otros

Eliminar las Restricciones

Aprendizaje

Conocimiento del NegocioGuías para la Mejora

Competitividad

HabilidadesDiseño

MaterialesFuncionesSistemas

Análisis de los datos

Explotar la restricción

SubordinarElevarNo permitir la

inercia(mejora

continua)

Meta de la Empresa

Identificarla

Restricción

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Eliminar las Restricciones

Aprendizaje

Conocimiento del NegocioGuías para la Mejora

Competitividad

Análisis de los datos

Explotar la restricción

SubordinarElevar

No permitir la inercia

(mejora continua)

Meta de la Empresa

Identificar la Restricción

Identificar aquello que nos impide alcanzar la meta. Las

restricciones: Políticas Estratégicas Relaciones Humanas Prácticas de trabajo.

Dar prioridad a las Oportunidades de mejora considerando:

El Impacto del negocioImpacto de la CapacidadExigencias ComercialesExigencias de ProducciónExigencias de CalidadReducciones de Capital ActivoReducciones de InventarioReducción de coste variableReducción de coste fijo

Figura 3. Identificando las Restricción. Los cuellos de botella no son ni negativos ni positivos, son una realidad y hay que utilizarlos para manejar el flujo del sistema de mantenimiento. Según Goldratt, lo que determina la capacidad de la planta de proceso es la capacidad del recurso cuello de botella. La clave está en equilibrar esa capacidad con la demanda de la gestión del mantenimiento, y a partir de ahí balancear el flujo de actividades de todos los recursos productivos al ritmo del factor productivo cuello de botella. La clave consiste en aprovechar al máximo los cuellos de botella; una hora perdida en este tipo de recursos es una hora perdida en todo el sistema productivo del mantenimiento del activo.

Figura 4. Cuantificando la Disponibilidad. Eliminar las Restricciones

Aprendizaje

Conocimiento del NegocioGuías para la Mejora

Competitividad

Explotar la restricción

SubordinarElevar

No permitir la inercia

(mejora continua)

Elegir sobre que trabajar

Cuantificar la Disponibilidad Análisis de Riesgo/Oportunidad

Ejecución Disponibilidad de los recursos

¿En qué deberíamos

enfocar nuestros esfuerzos para

alcanzar la meta?

Análisis de los datos

Meta de la Empresa

Identificar la Restricción

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Los cuellos de botella deben trabajar prioritariamente en productos que impliquen un aumento inmediato del throughput y no en productos que antes de convertirse en throughput serán inventarios. Pero ocuparse de los cuellos de botella no implica descuidar aquellos que no lo son, porque dejarlos si ejecutar libremente aumenta los trabajos de mantenimiento y los gastos de operación innecesariamente. La clave de CBR es que la operación de cualquier sistema complejo consiste en realidad en una gran cadena de recursos inter-dependientes (Activos, Centros de Trabajo, Instalaciones y Personal) pero solo unos pocos de ellos, los cuellos botella (llamados restricciones) condicionan la salida de toda la gestión del mantenimiento de activos. Reconocer esta interdependencia y el papel clave de los cuellos de botella es el primer paso que las compañías que implementan CBR tienen que dar para crear soluciones simples y comprensibles para sus problemas complejos.

Eliminar las Restricciones

Aprendizaje

Conocimiento del NegocioGuías para la Mejora

Competitividad

Análisis de los datos

Explotar la restricción

SubordinarElevar

No permitir la inercia

(mejora continua)

Meta de la Empresa

Identificar la Restricción

IdentificarExplotarSolucionarInvertir

Asegurar la Mejora

Continua(Medir)

¿Necesario pero No

suficiente…?

Figura 5. Guías para la Mejora de la Competitividad. En el lenguaje de TOC, los cuellos de botella (restricciones) que determinan la salida de la gestión productiva del mantenimiento son llamados Drums (tambores), ya que ellos determinan la capacidad de la gestión del activo (como el ritmo de un tambor en un desfile). De esta analogía proviene el método llamado Drum-Buffer-Rope (Tambor - Inventario de Protección - Soga) que es la forma de aplicación de la Teoría de las Restricciones a las empresas industriales.

Tambor – Inventario de protección – Soga (DBR) )

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Al no balancearse las capacidades de un sistema de gestión de mantenimiento de activos, algunos recursos tendrán mayor capacidad que otros. Por lo tanto, el enfoque de maximizar la utilización y los programas de mejora en el mantenimiento deben orientarse hacia los recursos cuello de botella. Utilizar al máximo e invertir en recursos no cuello de botella incrementan los recursos de materiales y gastos operativos sin aumentar el Throughput. 4. Mejores Prácticas

Aplicando CBR Confiabilidad Basada en la Restricción en una organización de mantenimiento nos lleva a construir un mapa del proceso de la función mantenimiento y simular el flujo de elementos tangibles a través de él, luego, se deben identificar las diferentes fases y seleccionar la más lenta de ellas; estas fases será identificadas como “cuello de botella” y determinará la velocidad para procesar el mantenimiento planificado y no planificado del sistema completo, por lo que el equipo de trabajo de gestión de activos, debe asegurarse de mantenerla siempre ocupada y con una cantidad de mantenimiento planificado y no planificado esperando a su entrada para ser procesadas administrando el Backlog. Seguidamente, se debe medir el tiempo promedio que tarda el cuello de botella para procesar los mantenimientos planificados y no planificado que entran en cada fase. Si el tiempo de procesamiento del cuello de botella coincide con la demanda de trabajos a ser realizados, no hay de qué preocuparse, pero si la demanda de servicio es superior a la capacidad del cuello de botella para procesarlo, se debe realizar un balance en el sistema asignando parte del trabajo a otras fases o buscar la manera de ampliar la capacidad del cuello de botella otorgándole más recursos (humanos, técnicos o económicos).

Gestión de Activos

Funcionamiento & Sostenibilidad

InspecciónMantenimiento

PredictivoPreventivoProactivo

Fallos de EquiposFunciones

Reparación

Mantenimiento Correctivo

Mantenimiento Planificado

Selección de: •Equipo para el mantenimientoEstrategia de Selección•Análisis de los modos y efectosde fallos

CMMs Ordenes de trabajo,

Planificación y Programación

Mapa de los procesos empleando IDEF (Integrated Definition) para considerar

todo el equipo

Identificación de las funciones primarias y

secundarias

Definición y Análisis de los modos y efectos de

fallos

Selección de la estrategia de

mantenimiento

Revisión y actualización de los esquemas de equipos

Listado de todos los equipos en CMMS

Identificación y desarrollo de procedimientos según lo exijan

las necesidades

Codificación de las causas de los fallos en CMMS

Figura 6. Proceso de Gestión y Sostenibilidad del Mantenimiento.

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5. Referencias

[1] Amendola. L., “TOC & TOOL como Estrategias de Alto Desempeño en los Turnaround – Shutdowns Maintenance” Mundo de la Confiabilidad Noria, León, Mexico, Junio, 2007. [2] Amendola. L., “Modelo de Confiabilidad Basado en la Restricción (CBR)” XVI Congreso Chileno de Ingeniería de Mantenimiento, Santiago de Chile, Diciembre, 2006. [3] Amendola. L., “Estrategias de Paradas de Planta Mediante la Metodologíade CADENA CRITICA” VI Congreso Peruano Ingeniería de Mantenimiento, Lima, Perú, Noviembre, 2006. [4] Amendola. L., “Modelo de Confiabilidad Basado en la Restricción (CBR) para la Optimiación de la Gestión del Mantenimiento” VIII Congreso Internacional de Mantenimiento, Bogota, Marzo, 2006. [5] Davis J., Mabin V.J., Balderstone S.J. The theory of constraints: a methodology apart? – a comparison with selected OR/MS methodologies. The international Journal of Managment Science, 2005. Omega 33, 506 – 524.

[6] Goldratt, E., “Cadena Critica”, Editorial Díaz de Santos S.A., Madrid, 2001. [7] Mabin V. Goldratt´s Theory of Constraints ‘Thinking Processes’: A System Methodology linking Soft with Hard. Proceedings of the 17th International Conference of the Sysem Dynamics Society and 5th Australian and New Zealand System Conference, Wellington july 1999.

[8] Musa, P.F., Burns, J. R, Berubides, M.G., Comparative analysis of Systems Thinking and Goldratt´s Thinking Procesees: Task analysis for Enhacing Organitational Knowledge Mnagment.

[9] Rand G. K. Critical chain: The theory of constraints applied to project managment. International Journal of Project Managment, 2000, vol. 18, 173 –177.

[10] Taylor L. J., Ortega R. D. The application od Goldratt’s Thinking Process To Problem Solving. Proceedings of the Academy of Strategic Managment, Volume 2, Number 2. Las Vegas, 2003. 6. Experiencia Dr. Luis Amendola

Luis Amendola es Dr. Engineering Management, Consultor Industrial y Docente Universitario, con experiencia en la industria del petróleo, gas, petroquímica, empresas de manufactura y energía eólica, ocupando posiciones técnicas, supervisoras y directivas. Profesor de la Universidad Politécnica de Valencia España en el Departamento de Proyectos de Ingeniería e Innovación. Miembro de la junta directiva de PMM Institute for Learning España. Asesor de empresas en Iberoamerica, EU y USA, colaborador en revistas técnicas, publicación de libros en Project Management y Mantenimiento. Participación activa en congresos como conferencista invitado y expositor de trabajos en eventos locales e internacionales en empresas y universidades. Es miembro de organizaciones internacionales de proyectos y mantenimiento.