Clase 7: Cómo lidiar con la incertidumbre

1
16 DE NOVIEMBRE DE 2011 En un paradero la información dice que el bus pasa “cada quince minutos”, pero muchas personas han tenido que esperar más de media hora, y una vez que el bus llega, viene lleno. Tres minutos después viene otro casi desocupado. Alguien podría decir que, en promedio, el bus pasa más o menos cada quince minutos y que, en promedio, en los buses hay bastante espacio. Esa explicación conduce a una de las grandes fuentes de errores en las operaciones en los más diversos ámbitos: ignorar el hecho de que los procesos están sujetos a variabilidades e incertidumbres. En el caso del bus, las condiciones de tráfico de la ciudad y la conducción introducen variaciones en los tiempos y esto hace que a veces se acumulen pasajeros. Si los buses tuvieran un avance más regular, el problema podría aminorarse. ÓRDENES EN ESPERA Fenómenos similares ocurren en los sistemas productivos. Supongamos que una pizzería tiene un sistema de reparto a domicilio y ha diseñado el servicio para atender, por ejemplo, 10 órdenes por hora, pero en algunos momentos pueden llegar menos y de pronto, muchas al mismo tiempo. El promedio todavía es 10 por hora, pero el impacto de ese patrón puede ser catastrófico para el sistema productivo: en muchas ocasiones puede que se forme una cola de órdenes esperando y que el tiempo de entrega se incremente significativamente, por ejemplo los fines de semana. También tendremos una gran cantidad de inventario en proceso esperando (órdenes de pizza pendientes). Dentro de una fábrica ocurren cosas parecidas: las irregularidades de los procesos y de las órdenes hacen que se formen colas, lo que genera largos tiempos de espera, y el consiguiente inventario en proceso. Al igual que en la pizzería, si se calcula el tiempo de cumplimiento de las órdenes sobre la base del promedio, la estimación probablemente esté incorrecta y el error será mayor mientras más grandes sean las variabilidades. Si además la capacidad productiva es muy cercana a ese promedio, no podremos absorber las variabilidades en la demanda. Esto es parecido a una calle o autopista en la cual se ha alcanzado la capacidad: cuando eso ocurre el sistema colapsa y se forma un “taco”. En este sentido, la variabilidad e incertidumbre se convierten en una de las fuentes más importantes de “desperdicio” dentro de los sistemas productivos. LAS LEYES DE LA FÍSICA (DE LA FÁBRICA) Estos fenómenos se pueden estudiar y es posible estimar la relación entre los tiempos de cumplimiento de órdenes de un proceso productivo, o tiempos de flujo o “lead-time”, los inventarios existentes y el nivel de incertidumbre y variabilidad. Para ello hay que recurrir a la “Teoría de colas o de sistemas de espera” (Ver Figura 1). La primera relación se conoce como “Ley de Little” y dice que el tiempo total de flujo de un proceso y el inventario en proceso (órdenes que están siendo procesadas más las que están esperando) son proporcionales. La segunda relación dice que el tiempo total de flujo o lead-time depende del grado de variabilidad en el sistema y del nivel de utilización de los recursos productivos. El factor de variabilidad depende de la estructura del proceso. Si no hay variabilidad en el sistema (los tiempos son exactos, no hay fallas, etc.), entonces este factor es cero y el tiempo de flujo es igual al de proceso. Pero cuando hay variabilidad, a este tiempo de proceso se suma el retraso por esperar en cola, el cual crece cuando sube la variabilidad, pero también al aumentar la utilización. Vemos entonces que si la utilización se aproxima 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. Por ejemplo, si el tiempo de proceso es una hora, el factor de variabilidad es 0,1 (típico de un proceso que posee una variabilidad en el tiempo de ejecución y en las llegadas de órdenes de alrededor del 30%), y el nivel de utilización del proceso es del 70%, el tiempo de flujo total resultante es de algo más de una hora, en promedio, con cerca de 15 minutos de espera en cola. Sin embargo, si el nivel de utilización aumenta al 95%, entonces el tiempo de ciclo promedio crece a tres horas, fenómeno producido por una espera en cola promedio de dos horas. La figura muestra esas relaciones para distintos niveles de variabilidad. No podemos trabajar con alta utilización y tener poca espera en las órdenes, a menos que se reduzca la variabilidad. Si no es posible, hay que mantener una “reserva” para poder reaccionar frente a las fluctuaciones. Podría argumentarse que eso significa costos al no usar los recursos al 100%. Pero es necesario considerar cuánto es el costo de los retrasos, inventarios acumulados y otros. Lo que realmente se debe hacer es entender el origen de la variabilidad e incertidumbre y poner en práctica los mecanismos para reducirla en la medida en que se pueda. REDUCIR VARIABILIDAD La variabilidad es una fuente de desperdicio y debiera ser controlada. ¿Cuál es, entonces, su origen? Las fuentes pueden ser externas o internas. Variabilidad e incertidumbre externa pueden ser la de la demanda del mercado, la cual no siempre es controlable. La interna, por otro lado, la provocada por irregularidades de los procesos, por equipos que fallan debido a mal mantenimiento o por la deficiente planificación (incomunicación entre las áreas comercial y de producción). Entonces, hay grandes posibilidades de lograr aumentos en la eficiencia y eficacia abordando las causas raíces de esos problemas. Algunas organizaciones de servicios han hecho grandes avances en el manejo de la variabilidad. Por ejemplo, un sistema de reservaciones permite fijar por anticipado la demanda, reduce incertidumbre y permite responder mejor. Pueden ofrecerse a los clientes incentivos adecuados (vía precios, por ejemplo) para que hagan reservas con anticipación, como lo hacen las líneas aéreas y las cadenas hoteleras. El mismo cliente también a veces contribuye a generar variabilidad que termina afectando a otros. Por ejemplo, en un banco una persona puede haber completado mal alguna papeleta y esto retrasa la operación con el cajero, o solicita información que pudo ser entregada en un mesón de información. Un buen diseño del proceso debiera ayudar a manejar la variabilidad, de modo tal que tenga el menor impacto posible en la efectividad y eficiencia de los procesos. CÓMO LIDIAR CON LA INCERTIDUMBRE TANTO EN UNA AUTOPISTA COMO EN UNA FÁBRICA O UNA PIZZERÍA SE PUEDEN FORMAR “TACOS”. TIENE SOLUCIÓN. CUIDADO CON LOS PROM EDIOS Razones climáticas y huelgas, como las de los controladores aéreos en Argentina, son algunas de las variabilidades que afectan la operación de cualquier aeropuerto. EFE Un buen diseño de p ro ceso p erm ite enfrentar las variab ilid ad es. SÁBADO / CLASE 7 DE 10 La congestión en las calles es una experiencia habitual especialmente para los santiaguinos, pero en otros ámbitos también se presenta congestión. En los grandes aeropuertos de algunas ciudades del mundo se genera gran congestión de aviones en las pistas de despegue, y grandes colas, debido a los diferentes horarios de los vuelos entre muchas aerolíneas y las variabilidades que ocurren en la gestión de las operaciones: retrasos de embarques, congestión en algunas zonas locales del aeropuerto, etc. Esta congestión genera grandes problemas, ya que los vuelos se atrasan. A su vez, los aviones que vienen hacia el aeropuerto enfrentan también pistas congestionadas por los despegues, y deben hacer cola, pero volando en zonas cercanas. A esto se suma el hecho de que los vuelos pueden sufrir demoras o adelantos durante el vuelo debido, por ejemplo, a condiciones climáticas, y las líneas aéreas tienen que reprogramar sus operaciones. La FAA (Federal Aviation Administration) ha estudiado qué factores son los más importantes en la generación de esta variabilidad, lo que ha llevado a desarrollar sistemas que permiten programar de mejor forma el flujo de los aviones dentro del aeropuerto, dando prioridades, asignando un orden de salida a las pistas, etc. Esto permite reducir las demoras y logra un mejor uso de recurso escaso, las pistas, las cuales pueden ser usadas también de mejor manera para los aterrizajes. La variabilidad que introducen los factores climáticos y otros (las recientes erupciones volcánicas, por ejemplo) en los vuelos genera un gran problema de reprogramación para las líneas aéreas. Entender correctamente el impacto de estos factores es fundamental para poder generar itinerarios reprogramados de manera más inteligente, incluso reasignando aviones, y aminorando de este modo las molestias a los pasajeros. En la Escuela de Ingeniería de la Universidad Católica se ha desarrollado investigación y desarrollo usando herramientas como la simulación computacional, en conjunto con la industria, para entender mejor los impactos de estos problemas inciertos. Esto permite pensar en mejores reglas para resolver las situaciones que perturban los itinerarios. ¡H asta el sábado! CASO:CALLES DE AVION ES Un recurso escaso so n las p istas y las variab ilid ad es,m últip les.

Transcript of Clase 7: Cómo lidiar con la incertidumbre

Page 1: Clase 7: Cómo lidiar con la incertidumbre

16 DE NOVIEMBRE DE 2011

En un paradero la informacióndice que el bus pasa “cadaquince minutos”, pero muchaspersonas han tenido que esperarmás de media hora, y una vezque el bus llega, viene lleno.Tres minutos después viene otrocasi desocupado.

Alguien podría decir que, enpromedio, el bus pasa más omenos cada quince minutos yque, en promedio, en los buseshay bastante espacio.

Esa explicación conduce a unade las grandes fuentes deerrores en las operaciones en losmás diversos ámbitos: ignorar elhecho de que los procesos estánsujetos a variabilidades eincertidumbres.

En el caso del bus, lascondiciones de tráfico de laciudad y la conducciónintroducen variaciones en lostiempos y esto hace que a vecesse acumulen pasajeros. Si losbuses tuvieran un avance másregular, el problema podríaaminorarse.

ÓRDENES EN ESPERA

Fenómenos similares ocurrenen los sistemas productivos.Supongamos que una pizzeríatiene un sistema de reparto adomicilio y ha diseñado elservicio para atender, porejemplo, 10 órdenes por hora,pero en algunos momentospueden llegar menos y depronto, muchas al mismotiempo.

El promedio todavía es 10 porhora, pero el impacto de esepatrón puede ser catastróficopara el sistema productivo: enmuchas ocasiones puede que seforme una cola de órdenesesperando y que el tiempo deentrega se incrementesignificativamente, por ejemplolos fines de semana. Tambiéntendremos una gran cantidad deinventario en proceso esperando(órdenes de pizza pendientes).

Dentro de una fábrica ocurrencosas parecidas: lasirregularidades de los procesos yde las órdenes hacen que seformen colas, lo que genera

largos tiempos de espera, y elconsiguiente inventario enproceso.

Al igual que en la pizzería, sise calcula el tiempo decumplimiento de las órdenessobre la base del promedio, laestimación probablemente estéincorrecta y el error será mayormientras más grandes sean lasvariabilidades.

Si además la capacidadproductiva es muy cercana a esepromedio, no podremosabsorber las variabilidades en lademanda. Esto es parecido auna calle o autopista en la cualse ha alcanzado la capacidad:cuando eso ocurre el sistemacolapsa y se forma un “taco”.

En este sentido, la variabilidade incertidumbre se convierten enuna de las fuentes másimportantes de “desperdicio”dentro de los sistemasproductivos.

LAS LEYES DE LA FÍSICA (DELA FÁBRICA)

Estos fenómenos se puedenestudiar y es posible estimar larelación entre los tiempos decumplimiento de órdenes de unproceso productivo, o tiemposde flujo o “lead-time”, los

inventarios existentes y el nivelde incertidumbre y variabilidad.

Para ello hay que recurrir a la“Teoría de colas o de sistemasde espera” (Ver Figura 1).

La primera relación se conocecomo “Ley de Little” y dice queel tiempo total de flujo de unproceso y el inventario enproceso (órdenes que estánsiendo procesadas más las queestán esperando) sonproporcionales.

La segunda relación dice queel tiempo total de flujo olead-time depende del grado devariabilidad en el sistema y delnivel de utilización de losrecursos productivos.

El factor de variabilidaddepende de la estructura delproceso. Si no hay variabilidaden el sistema (los tiempos son

exactos, no hay fallas, etc.),entonces este factor es cero y eltiempo de flujo es igual al deproceso.

Pero cuando hay variabilidad,a este tiempo de proceso sesuma el retraso por esperar encola, el cual crece cuando subela variabilidad, pero también alaumentar la utilización.

Vemos entonces que si lautilización se aproxima al 100%(cuando la tasa de llegada deórdenes es cercana a lacapacidad productiva), el tiempode flujo crece en formasignificativa, a menos que elfactor de variabilidad sea muypequeño.

Por ejemplo, si el tiempo deproceso es una hora, el factor devariabilidad es 0,1 (típico de unproceso que posee unavariabilidad en el tiempo deejecución y en las llegadas deórdenes de alrededor del 30%),y el nivel de utilización delproceso es del 70%, el tiempode flujo total resultante es dealgo más de una hora, enpromedio, con cerca de 15minutos de espera en cola. Sinembargo, si el nivel deutilización aumenta al 95%,entonces el tiempo de ciclopromedio crece a tres horas,

fenómeno producido por unaespera en cola promedio de doshoras.

La figura muestra esasrelaciones para distintos nivelesde variabilidad. No podemostrabajar con alta utilización ytener poca espera en lasórdenes, a menos que sereduzca la variabilidad. Si no esposible, hay que mantener una“reserva” para poder reaccionarfrente a las fluctuaciones.

Podría argumentarse que esosignifica costos al no usar losrecursos al 100%. Pero esnecesario considerar cuánto esel costo de los retrasos,inventarios acumulados y otros.Lo que realmente se debe haceres entender el origen de lavariabilidad e incertidumbre yponer en práctica losmecanismos para reducirla en lamedida en que se pueda.

REDUCIR VARIABILIDAD

La variabilidad es una fuentede desperdicio y debiera sercontrolada. ¿Cuál es, entonces,su origen?

Las fuentes pueden serexternas o internas. Variabilidade incertidumbre externa puedenser la de la demanda delmercado, la cual no siempre escontrolable. La interna, por otrolado, la provocada porirregularidades de los procesos,por equipos que fallan debido a

mal mantenimiento o por ladeficiente planificación(incomunicación entre las áreascomercial y de producción).

Entonces, hay grandesposibilidades de lograraumentos en la eficiencia yeficacia abordando las causasraíces de esos problemas.

Algunas organizaciones deservicios han hecho grandesavances en el manejo de lavariabilidad. Por ejemplo, unsistema de reservacionespermite fijar por anticipado lademanda, reduce incertidumbrey permite responder mejor.

Pueden ofrecerse a losclientes incentivos adecuados(vía precios, por ejemplo) paraque hagan reservas conanticipación, como lo hacen laslíneas aéreas y las cadenashoteleras.

El mismo cliente también aveces contribuye a generarvariabilidad que terminaafectando a otros. Por ejemplo,en un banco una persona puedehaber completado mal algunapapeleta y esto retrasa laoperación con el cajero, osolicita información que pudoser entregada en un mesón deinformación.

Un buen diseño del procesodebiera ayudar a manejar lavariabilidad, de modo tal quetenga el menor impacto posibleen la efectividad y eficiencia delos procesos.

CÓMO LIDIAR CON LA INCERTIDUMBRETANTO EN UNA AUTOPISTA COMO EN UNA FÁBRICA O UNA PIZZERÍA SE PUEDEN FORMAR “TACOS”. TIENE SOLUCIÓN.

CUIDADOCON LOSPROM EDIOS

Razones climáticas y huelgas, como las de los controladores aéreos en Argentina, son algunas de las variabilidades queafectan la operación de cualquier aeropuerto.

EF

E

Un buen diseño deproceso perm iteenfrentar lasvariabilidades.

SÁBADO / CLASE 7 DE 10

La congestión en las calles esuna experiencia habitualespecialmente para lossantiaguinos, pero en otrosámbitos también se presentacongestión.

En los grandes aeropuertosde algunas ciudades delmundo se genera grancongestión de aviones en laspistas de despegue, y grandescolas, debido a los diferenteshorarios de los vuelos entremuchas aerolíneas y lasvariabilidades que ocurren enla gestión de las operaciones:retrasos de embarques,congestión en algunas zonaslocales del aeropuerto, etc.

Esta congestión generagrandes problemas, ya que los

vuelos se atrasan. A su vez, losaviones que vienen hacia elaeropuerto enfrentan tambiénpistas congestionadas por losdespegues, y deben hacercola, pero volando en zonascercanas. A esto se suma elhecho de que los vuelospueden sufrir demoras oadelantos durante el vuelodebido, por ejemplo, acondiciones climáticas, y laslíneas aéreas tienen quereprogramar sus operaciones.

La FAA (Federal AviationAdministration) ha estudiadoqué factores son los másimportantes en la generaciónde esta variabilidad, lo que hallevado a desarrollar sistemasque permiten programar demejor forma el flujo de losaviones dentro del aeropuerto,dando prioridades, asignandoun orden de salida a las pistas,

etc. Esto permite reducir lasdemoras y logra un mejor usode recurso escaso, las pistas,las cuales pueden ser usadas

también de mejor manera paralos aterrizajes.

La variabilidad queintroducen los factores

climáticos y otros (las recienteserupciones volcánicas, porejemplo) en los vuelos generaun gran problema dereprogramación para las líneasaéreas. Entendercorrectamente el impacto deestos factores es fundamentalpara poder generar itinerariosreprogramados de manera másinteligente, inclusoreasignando aviones, yaminorando de este modo lasmolestias a los pasajeros.

En la Escuela de Ingenieríade la Universidad Católica seha desarrollado investigación ydesarrollo usandoherramientas como lasimulación computacional, enconjunto con la industria, paraentender mejor los impactosde estos problemas inciertos.Esto permite pensar enmejores reglas para resolver lassituaciones que perturban lositinerarios.

¡H asta el sábado!

CASO: CALLESDE AV ION ES

Un recurso escaso son las pistas y lasvariabilidades, m últiples.