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Organización de la Producción II Planificación de procesos productivos

Tecnun UNIVERSIDAD DE NAVARRA • NAFARROAKO UNIBERTSITATEA

Donostia • San Sebastián

Javier Santos García Dr. Ingeniero Industrial

© 2007 Javier Santos García ISBN 84-607-9050-9 Depósito legal SS-1189/03 Reservados todos los derechos. Queda prohibida la reproducción total o parcial sin autorización previa. Esta publicación tiene la única finalidad de facilitar el estudio y trabajo de los alumnos de la asignatura. Ni el autor, ni la Universidad de Navarra perciben cantidad Alguna por su edición o reproducción. Primera edición: Octubre 2003 Segunda edición: Septiembre 2005 Tercera edición: Septiembre 2006 Cuarta edición: Septiembre 2007 Quinta edición: Septiembre 2008 Impreso en España Ilustraciones: © 2003 Pablo Callejo Goena __________________________________________________________________ Imprime: Unicopia, C. B. Pº Manuel Lardizábal, 13 20018 – San Sebastián (Gipuzkoa-España)

Indice i

Índice Introducción ..................................................................... 5

Estructura del libro ...................................Error! Bookmark not defined. El problema de la planificación .............................................. 7

1.1 Introducción ......................................................................... 8 1.2 Fundamentos teóricos ............................................................. 9 1.3 SCENE. Método de planificación propuesto....................................14 1.4 Bibliografía recomendada ........................................................16

Escenario. Planificación agregada .......................................... 17 2.1 Introducción ........................................................................18 2.2 Fundamentos teóricos ............................................................20 2.3 Herramientas de planificación ..................................................22 2.4 Plan Maestro de Producción......................................................29 2.5 Previsiones..........................................................................30 2.6 Bibliografía recomendada ........................................................36

Protagonistas. MRP. ........................................................... 37 3.1 Introducción ........................................................................38 3.2 Funcionamiento del sistema MRP ...............................................40 3.3 CRP. Planificación de la Capacidad.............................................47 3.4 Bibliografía recomendada ........................................................50

ii Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos

Protagonistas. Teoría de las Limitaciones..................................51 4.1 Introducción ........................................................................52 4.2 Nacimiento de la Teoría de las Limitaciones .................................55 4.3 Meta de una empresa .............................................................56 4.4 Fundamentos del DBR.............................................................58 4.5 Fundamentos de la TOC ..........................................................65 4.6 Bibliografía recomendada........................................................66

Escena. Planificación contra stock ..........................................67 5.1 Introducción ........................................................................68 5.2 Cantidad económica de fabricación ............................................69 5.3 Fabricación de una familia de piezas ..........................................72

Escena. Planificación contra pedido ........................................77 6.1 Introducción ........................................................................78 6.2 Fundamentos teóricos ............................................................80 6.3 El taller de una sola máquina....................................................83 6.4 El taller de máquinas en paralelo...............................................86 6.5 El flow shop ........................................................................88 6.6 El job shop general ................................................................89 6.7 SCENE, Tercera etapa del método..............................................90 6.8 Bibliografía recomendada........................................................95

Problemas ......................................................................97

Introducción 5

Introducción Este libro es la continuación del libro “Organización de la producción I. Diseño y

Mejora de procesos productivos”, dedicado al análisis de herramientas desarrolladas en filosofías como el Just In Time o el Lean Production para la mejora de los procesos productivos.

El libro “Organización de la producción II. Planificación de procesos productivos” analiza las distintas herramientas que facilitan la labor de la planificación de la producción en la empresas. El proceso de planificar la producción es diferente según el tipo de actividad que desarrolle la empresa e, incluso, es distinta entre empresas dedicadas a la misma actividad.

El objetivo del libro es dar a conocer las distintas técnicas que pueden emplearse, pero partiendo del hecho de que la planificación es, posiblemente, el proceso más complejo que desarrolla el área de producción. Por lo tanto, no se pretende ofrecer soluciones óptimas al problema, sino algunas recomendaciones y técnicas sencillas que facilitan la tarea del programador.

6 Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos

El problema de la planificación de la producción 7

El problema de la planificación La planificación en las empresas es un proceso por el cual cada uno de los

departamentos organiza sus recursos en el tiempo con el objeto de optimizar su uso y conseguir así el mayor beneficio posible para la empresa.

Existen diferentes niveles de planificación en función del horizonte de tiempo para el que se toman las decisiones. Es este libro se analizarán la mayoría de ellos, ofreciendo herramientas y metodologías para obtener una planificación acorde con las políticas y restricciones de la empresa.

Si bien la planificación es una problemática común a todas las empresa, no se ha resuelto de forma sistemática dado el gran número de variables que afectan a las decisiones que se deben tomar, y que hacen muy difícil la automatización de estos procesos de decisión. En este capítulo se definirá el problema de la planificación de la producción en las empresas.

Además se presentarán las estrategias de producción que pueden elegir las empresas, porque éstas están íntimamente relacionadas con las herramientas de planificación que deben emplearse. Por último, en este capítulo se presenta un método de planificación que puede aplicarse en las empresas para facilitar esta compleja tarea y que se empleará además para enlazar los distintos capítulos.


1.1 Introducción Nadie duda de que la planificación de la producción es un proceso necesario. En

la vida cotidiana constantemente se desarrolla este proceso. Se planifican las vacaciones, las horas de estudio, las excursiones, las actividades de cada semana,...

Lamentablemente, más veces de las deseadas surgen imprevistos que impiden que la planificación realizada se cumpla (una visita inesperada, el mal tiempo, atascos en las carreteras,...) y es preciso replanificar la actividad.

Sin embargo, los imprevistos no impiden que, la próxima excursión, las vacaciones o la siguiente semana, no se planifiquen con todo detalle. Es decir, a pesar de los contratiempos, que seguro aparecerán, es necesario planificar.

Parece razonable pensar que las empresas también tendrían que planificar su

trabajo teniendo en cuentaPor lo tanto, el principal reto del planificador no es realizar la planificación en sí misma, sino ser capaz de reaccionar a los imprevistos sin perder la motivación para seguir planificando.

Por otro lado, no existen fórmulas mágicas capaces de resolver de manera eficiente y automática la planificación de una empresa, por lo que esta función depende en gran parte de la persona encargada de llevarla a cabo, es decir, podría considerarse un “arte”.


El principal objetivo del proceso de planificación de la producción es responder a las necesidades del cliente (cantidad, coste y servicio) al menor coste posible para la empresa y, al mismo tiempo, de forma que los recursos disponibles se utilicen de la mejor manera posible.

Demanda

Costes

Capacidad Fuerza laboral

Estadomaquinaria

Disponibilidadde MP

Subcontrataciones

Competencia

estado inventarioWIP y PT

Planificaciónde la

producción

Las variables presentadas en el dibujo no siempre son significativas para cada

empresa. Por lo tanto, es fundamental para que el proceso de planificación sea efectivo, descubrir las variables principales que intervienen en la planificación de la empresa en la que se realiza.

Por otro lado, las políticas y restricciones impuestas por la empresa limitan las opciones del planificador. Sin embargo, la empresa suele exigir una planificación “óptima” de sus recursos... ¿Cómo podría racionalizarse este proceso? Es decir, ¿existe alguna forma gradual de resolver el problema de la planificación?

1.2 Fundamentos teóricos La bibliografía recoge, en una pirámide, los tipos de planificación que tienen

lugar en un entorno productivo, ordenados de acuerdo al horizonte de planificación, en orden decreciente, al que afectan las decisiones.

La planificación estratégica afecta, como indica su nombre, a las decisiones estratégicas de la empresa. P.ej., el lanzamiento de nuevos productos o la incorporación de nuevas tecnologías. El horizonte de esta planificación varía, según los casos, entre 1 y 3 años.

La planificación agregada determina los niveles de producción, inventario y mano de obra necesarios, en un horizonte de planificación determinado, para


satisfacer la demanda. Su uso está más extendido de lo que en principio puede parecer, principalmente, en lo referente a los niveles de mano de obra. El horizonte puede comprender desde 1 mes hasta 1 año.

Planificación denecesidades (MRP y CRP)


Planificación maestra (PMP)y producción nivelada

Planificación maestra (PMP)y producción nivelada

Planificación agregadaPlanificación agregada

Planificaciónestratégica

Planificaciónestratégica

largo plazo

corto plazo

Horizonte de planificación

Secuenciacióncontra stock

Secuenciacióncontra stock

Secuenciacióncontra pedido

Secuenciacióncontra pedido

La planificación maestra de producción (PMP) corresponde a la planificación de los productos con demanda independiente1 y es consecuencia de la planificación agregada. Esta planificación es típica de empresas que son proveedores de la industria de montaje, como coches, electrodomésticos… La empresa de montaje facilita a sus proveedores la planificación maestra de sus artículos, para que los proveedores puedan preparar las entregas. El horizonte puede variar entre 1 semana y 1 mes.

La planificación de necesidades (MRP) deriva de la planificación maestra y centra su acción en los productos con demanda dependiente2. En este tipo de planificación se hace imprescindible la utilización de medios informáticos en su ejecución. El horizonte es el mismo que el de la planificación maestra.

Por último, la planificación detallada (secuenciación) prepara el programa de fabricación que realizará cada máquina y cada operario. Normalmente se realiza cada semana, aunque en algunas empresas se planifica más de una vez al día. Es,

1 Aquel cuya demanda no depende de la demanda de otros productos, es decir, sólo está

condicionada por el mercado. Es el caso, por ejemplo, de los triciclos o las bicicletas.

2 Aquel cuya demanda depende de la demanda de otro producto. Así, por ejemplo, la demanda de ruedas de triciclos depende directamente de la demanda de triciclos.


sin duda, el nivel de planificación más complejo, especialmente en la planificación contra pedido, como se explicará en el último capítulo.

En este último nivel los intentos de automatización han sido numerosos, pero la aleatoriedad de muchas variables básicas para la planificación final, hace que la intervención de un responsable para tomar decisiones sea imprescindible. No obstante, los ordenadores ayudan a la gestión, ya que es posible manejar gran cantidad de información al mismo tiempo.

A medida que se desciende en el horizonte de planificación, existe un mayor número de variables que afectan a la toma de decisiones y que pueden sufrir desviaciones importantes obligando a replanificar, desechando la planificación realizada.

Paralelamente, a medida que se desciende en el horizonte de planificación, es menor el número de empresas que lleva a cabo la planificación correspondiente a ese nivel, es decir, las desviaciones en las variables que gobiernan el proceso de planificación, desaniman a las empresas a realizarla. Además, en dichos niveles la planificación puede ser muy compleja.

En resumen, es preciso partir del hecho de que la planificación, aunque sufrirá variaciones importantes, es necesaria y que, por lo tanto, debe ser realizada de forma rigurosa.

1.2.1 Tipos de planificación Existen básicamente dos tipos de planificación: Contra stock y contra pedido.

Frecuentemente se confunden ambos conceptos debido a que podría parecer que la fabricación contra stock no tiene en cuenta la demanda de los clientes, pero no es así. En la fabricación contra stock los productos son retirados del almacén de productos terminados de acuerdo con la demanda del cliente. Por tanto, numerosas empresas asegurar trabajar contra pedido cuando realmente su fabricación es contra stock.

Por otro lado, algunas veces un pedido del cliente da lugar a un pedido a producción por una cantidad mayor que la demandada... guardándose el resto del pedido en el almacén. En este caso, el tipo de planificación es mixta.

Otras veces la empresa trabaja contra stock con un grupo de productos y con otros fabrica contra pedido.

Sin embargo, son muchas las empresas que tienen necesidad de trabajar únicamente contra pedido (caldererías, bienes de equipo, acerías,...)

Por último señalar que, en ocasiones, una empresa puede combinar ambas formas de producción. Por ejemplo, podría trabajar contra stock en una primera


parte del proceso productivo y contra pedido en la parte final, donde se personaliza el producto. También es posible que, debido a la imposibilidad de cumplir los plazos exigidos por los clientes, la empresa se vea obligada a adelantar producción y almacenar producto en curso.

Para distinguir claramente ambos conceptos, es necesario identificar el proceso que se realiza desde que se recibe un pedido hasta que éste se envía al cliente. Ese proceso es la respuesta a la pregunta ¿qué hace que se inicie el proceso productivo? La respuesta puede ser un pedido del cliente (contra pedido) o una reposición en el almacén (contra stock).

Pueden distinguirse dos casos, representados en las figuras siguientes:

EMPRESA

EMPRESAalmacéncliente

pedido

entrega

producción

pedido

entrega

proceso de fabricación contra stock

proceso de fabricación contra pedido

proveedor

pedido

entrega

cliente

pedido

producción

pedido

entrega

proveedor

pedido

entrega

En ocasiones, en la fabricación contra pedido interviene el área de ingeniería de

producto/proceso. En este caso, el lead time será mayor, pero sigue considerándose una fabricación contra pedido.

EMPRESAIngeneríacliente

pedido

producción

pedido

entrega

proveedor

pedido

entrega Conocer cuál es el tipo de planificación que emplea la empresa permite

identificar las herramientas que pueden emplearse para llevar a cabo la planificación.


Planificación Detallada (programa)Planificación Detallada (programa)



PMP – Planificación Maestra(producción nivelada)

PMP – Planificación Maestra(producción nivelada)

Planificación AgregadaPlanificación Agregada

Planificación Detallada (programa)Planificación Detallada (programa)



Planificación AgregadaPlanificación Agregada

Puede parecer que la planificación contra pedido es más sencilla que la

planificación contra stock, ya que requiere menos etapas, pero se comprobará que es justamente al contrario.

Por último, las empresas que trabajan por proyectos podrían considerarse un caso particular de la fabricación contra pedido pero no se estudiará en este libro, ya que dispone de técnicas de planificación propias (PERT).

El control de producción permitirá reasignar prioridades, medir la eficiencia de los equipos, controlar los retrasos, desperdicios, retrabajos, consumos,... De esta forma se cerrará el ciclo, representado en la figura siguiente.

Planificación- Plan Maestro- Necesidades Material- Plan detallado

Políticas

consumos

Necesidades Capacidades

Control de producción

retrasos eficienciasequipos

retrabajos desperdicios

1.2.2 Definición de capacidad En algunas ocasiones la planificación de la producción se realiza mal porque se

considera una capacidad de producción superior a la real. En este caso siempre es necesario realizar replanificaciones. Sería equivalente al caso de un estudiante que


terminan las clases a las 2 y en su horario considera que de 2 a 2 y media está comiendo y de 2 y media a 6 estudiando.

Los distintos planes llevan asociados una planificación de capacidad.

Planificación detallada concarga infinita o finita

Planificación de requerimientosde capacidad (CRP)

Planificación de capacidad aproximada(rough-cut capacity Planning)

Plan maestro

Plan de materiales (MRP)

Programa de producción

La capacidad disponible de la empresa debe conocerse y compararse con estas necesidades de capacidad y, en caso de ser insuficiente, analizar las alternativas existentes para aumentarla.

La capacidad máxima disponible es la que se obtiene trabajando los 7 días de la semana durante las 24 horas. Resulta conveniente disponer de este dato referido al recurso que limita la producción, es decir, el cuello de botella de la fábrica.

Para conocer la capacidad real de un recurso es necesario disponer de un indicador que ofrezca un valor real de la producción correcta que puede conseguirse. La recomendación es emplear el indicador de la eficiencia global del equipo o ratio OEE analizado en el libro Organización de la producción I.

1.3 SCENE. Método de planificación propuesto La planificación, como se ha visto, se encarga de determinar la secuencia de

producción idónea teniendo en cuenta lo que hay que hacer, para cuándo hay que hacerlo y los recursos que se disponen para lograrlo.

La secuencia de trabajos que se defina debe tener en cuenta tres aspectos fundamentales:

• La secuencia nunca será óptima. Se ha comprobado cómo las variables que afectan a la planificación son muy numerosas. El concepto óptimo exige que la solución alcanzada no se pueda mejorar y, en este caso, es muy improbable que suceda (sólo en casos muy sencillo)

• Los recursos son los que son y están en el estado en el que están. Por tanto, no es culpa del planificador no aprovechar al 100% las instalaciones. Al mismo tiempo, se pueden identificar oportunidades de mejora si la secuencia no es la que se quiere.


• La secuencia dependerá de las políticas de la empresa. Muchas veces las políticas de compra de materias primas, la imputación de costes de la empresa según el uso de los recursos productivos de la empresa o las prioridades de atención a los clientes preferentes limita las opciones que puede elegir el planificador a la hora de definir una secuencia.

• Además, al igual que en otras áreas (calidad, mantenimiento,…) el método propuesto pretende hacer partícipe al operario en la toma de decisiones sobre planificación y definición de la secuencia.

La filosofía de producción JIT (Just-in-Time) implica al operario en la mayor parte de las acciones de mejora que tienen lugar en el área de producción como quedó demostrado el curso anterior. Según el método de planificación propuesto el operario también debería participar en las decisiones operativas de la fábrica salvo en un recurso, el conocido como cuello de botella de la empresa.

El método propuesto conduce a una secuencia fija en el recurso cuello de botella después de realizar algunos cálculos. Los operarios que trabajen en ese recurso deberían respetar esa secuencia.

En el resto de recursos sólo se definirán unas prioridades para garantizar que la secuencia fijada en el recurso cuello de botella se cumpla, pero será el operario quien decida qué producto fabricar según su criterio y de acuerdo a las incidencias que sucederán a lo largo de la jornada de trabajo. De esta forma se evitarán muchas replanificaciones en los recursos que no son críticos.

1.3.1 Elementos del método propuesto El método propuesto, siguiendo una analogía teatral, se basa en 3 elementos

principales (escenario, protagonistas y escena), que corresponden a las 3 etapas principales del proceso de planificación.

En primer lugar debe definirse el entorno de planificación en el que se tomarán

las decisiones (escenario). A continuación deben definirse reglas que permitan seleccionar los pedidos, recursos y rutas que se incluirán en la planificación que quiere definirse (protagonistas). Finalmente, esos pedidos se ordenarán según las reglas de despacho o algoritmos aplicables en cada caso, dando lugar a la secuencia final (escena).


Cualquier cambio en uno de estos tres elementos modifica el resultado final. La mayor parte de las variables se definen para un período de tiempo largo y corresponden a las políticas que emplea la empresa, como se comprobará en los siguientes apartados.

En los siguientes capítulos se analizan en profundidad los tres elementos y se estudian herramientas que pueden aplicarse en cada uno de ellos

1.4 Bibliografía recomendada Administración de Producción y Operaciones. 8ª edición Chase, Aquilano y Jacobs; McGrawHill; Colombia; 2000

Libro de carácter general que contiene numerosos ejemplos y casos para resolver. Preparado por profesores de Universidad para ser empleado como libro de texto. El único punto desfavorable es el excesivo celo en traducir las palabras del inglés.

Dirección de la Producción. E. Fernández, Editorial Civitas, Madrid, 1993

Dos volúmenes (Fundamento Estratégicos y Métodos Operativos) dedicados a la gestión de la empresa. El primer tomo está más dirigido a la administración de empresas. Contiene importantes desarrollos matemáticos.

Maynard. Manual del Ingeniero Industrial. 4º Edición W. K. Hodson. McGraw-Hill, México, 1996

Enciclopedia que pretende recoger todo el conocimiento que necesita un ingeniero industrial. Poco manejable debido a su grosor, recoge capítulos dedicados a la planificación de la producción.

Planificación agregada 17

2 Escenario. Planificación agregada

En el escenario de planificación de las empresas juegan un papel importante las estrategias generales relativas al reparto de la carga de trabajo en horas regulares, extras, subcontrataciones, contrataciones temporales, etc.

La planificación agregada de la producción se sitúa en los niveles superiores del prisma de la planificación presentado. Incluso en ese nivel es posible desarrollar estrategias que pueden conducir a un importante ahorro económico en la gestión, pero que al mismo tiempo, limitan las opciones del planificador en los niveles posteriores de planificación.

El objetivo de la planificación agregada es fijar los niveles de producción, mano de obra propio y subcontratada y el inventario para un período de tiempo futuro, pero de forma agregada, es decir, sin concretarla en productos concretos.

En la planificación agregada pueden emplearse distintas técnicas matemáticas para obtener planificaciones factibles. Sin embargo, en este libro sólo se analizará el método gráfico, que conduce a soluciones razonables con un esfuerzo pequeño.

Al final del capítulo se presentan los principales métodos de previsión de la demanda que se emplean en las empresas y que sirven para obtener los datos de entrada de la planificación agregada.


2.1 Introducción Son numerosas las decisiones que deben tomar los responsables de la empresa

antes de poder definir una secuencia de producción. No existen reglas generales y dos empresas que compiten en el mismo mercado pueden tener resultados satisfactorios con diferentes escenarios.

Por lo tanto, conocer el escenario de planificación y sus reglas de funcionamiento permiten al planificador conocer restricciones relacionadas con políticas de la empresa que limitarán las posibilidades de realizar secuencias de producción.

Esta primera etapa del método SCENE pretende establecer estrategias generales para hacer frente a la demanda en el medio-largo plazo, estableciendo la forma en la que la empresa trabajará (turnos, horas extras, adelantar producción, subcontratar, políticas de compra de materiales, etc).

Algunas de las preguntas que deben responderse en esta primera etapa son:

• ¿Cuál es la estrategia general de producción de la empresa? Podría ser fabricar contra stock o contra pedido. Y en este segundo caso ¿se planifican los pedidos tan pronto como se reciben?

• ¿Cuál es el intervalo de programación (TP)? ¿y el de reprogramación (TR)? Podría planificarse cada semana y replanificarse cada día. Estos valores serán los que harán que el proceso de planificación se ejecute.

• ¿Para cuánto tiempo se programa (horizonte de planificación)? Aunque se realice el proceso semanalmente, el período que se planifica puede ser mayor. También puede definirse un período congelado que no se modifica y un periodo de planificación prevista. Por último podría programarse un grupo de pedidos determinado, sin importar el período de tiempo que suponen.

• ¿Cuál es la capacidad máxima (HR, HE, ETT), el calendario laboral y los turnos? ¿se puede adelantar trabajo y acumular inventario? Si estos datos no se conocen, las técnicas de planificación agregada que se presentan ayudan a definir estas variables.

• ¿Qué hacen los principales competidores? ¿qué plazo de entrega ofrecen? ¿Es la empresa competitiva en plazo en su sector?

• ¿Qué nivel de subcontratación tiene la empresa?


2.1.1 Planificación agregada La palabra agregada se añade para denotar que se emplea una medida global de

producción; es decir, la demanda agregada se obtiene sumando la demanda de todos los artículos, aunque sean distintos entre sí.

Cuenta la leyenda que una alumna americana fue suspendida por realizar mal una operación matemática. El profesor alegaba que el error cometido era como sumar peras y manzanas. Si la niña conseguía sumarlas aprobaría el examen.

La alumna llegó a la conclusión de que, si tenía en cuenta el tiempo de maduración de cada una de las frutas (distintos entre sí) podría sumar los dos artículos. El resultado de la suma correspondía a unidades de tiempo, pero se inventó una nueva unidad (Unit Apple-Pear: UAP).

Con el aprobado en el bolsillo corrió a casa y se lo contó a su madre, que

trabajaba en una fábrica de herramientas de mano y tenía problemas para determinar el número de operarios que le hacían falta para cumplir con las previsiones de demanda. Calcando la idea de su hija resolvió el problema, pero empleando las horas-hombre como unidad común. Denominó a las nuevas unidades Unidades Agregadas de Producción (uap).

Esta leyenda, que puede ser cierta o no, define el sentido de las uaps. Así es posible tener un dato agregado de la producción necesaria para un período y, si la capacidad de la empresa se expresa también en esas unidades, se pueden comparar y tomar las medidas oportunas para ajustarlas.

En la mayoría de los casos se empleará la unidad agregada de las horas máquina o las horas hombre, pero también es frecuente utilizar unidades como los metros cuadrados o las toneladas.

El problema de la agregación es su posterior desagregación una vez realizados los ajustes para determinar el plan maestro de producción. Sin embargo, la información que ofrece trabajar con uaps hace que su uso, aunque sin desagregación sea positivo para fijar la estrategia general de la empresa.


2.2 Fundamentos teóricos 2.2.1 Métodos de planificación

Con los métodos de planificación se pretende optimizar el uso de los recursos evitando cambios bruscos de producción y, al mismo tiempo, reducir el coste total de la planificación.

Es posible utilizar la programación lineal, siempre que se suponga que la relación entre las variables que intervienen en la planificación agregada es lineal. Si la función se define de forma correcta y se contemplan todas las restricciones, la solución que se obtiene es óptima.

No es el objetivo de este capítulo profundizar en la programación lineal, ni en métodos de planificación agregada complejos. Simplemente se presentarán las estrategias puras que pueden seguirse y se estudiará una herramienta (el método gráfico) que permite plantear y resolver problemas de planificación sencillos.

Cualquier método de planificación debe cumplir unas condiciones:

• Minimizar los costes de la planificación.

• Respetar las restricciones de capacidad de la planta, ya que las instalaciones son fijas, es decir, en el intervalo en que se planifica no es posible comprar nuevas máquinas. Por otro lado, puede existir una tasa mínima de producción por debajo de la cual no sea rentable producir.

• Dejar la empresa en una buena situación para el futuro.


2.2.2 Estrategias puras de planificación Las estrategias puras son aquellas que se centran sólo en un aspecto de los tres

que influyen en la planificación agregada: Mano de obra, inventario y producción.

2.2.2.1 Cambio del nivel de inventario Una primera estrategia consiste en variar sólo el nivel del inventario. Así, en

previsión de períodos de alta demanda la empresa acumula producto terminado. Cuando la demanda desciende, se reducen los niveles de stock.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50

Producción

Demanda

Inventario

La ventaja de esta política es que asegura las ventas y evita roturas de stock.

Como contrapartida se puede decir que, con esta estrategia, se elevan los costes de posesión de inventario. Si el producto es caro, o se vuelve obsoleto con facilidad, no resulta una buena estrategia.

2.2.2.2 Cambio en el nivel de mano de obra También es posible adecuarse a la demanda realizando contrataciones

temporales. De esta forma se aproxima la capacidad de la empresa a las necesidades de producción.

Como consecuencia de esta estrategia se consiguen bajos niveles de inventario, pero los gastos en formación, contratación y despido aumentan de forma considerable. Además, al no formar parte de la empresa, un gran número de propuestas de mejora no se podrán llevar a cabo, ya que los operarios temporales no estarán interesados en ellas.

Esta estrategia se emplea de forma generalizada en empresas de servicios.


2.2.2.3 Variación de la tasa de producción Por último, se puede variar la tasa de producción para satisfacer la demanda.

Existen distintas formas de aumentar la capacidad de la planta sin recurrir a la compra de nuevos equipos:

• Horas extra. Existe un número máximo de horas extraordinarias fijado por el convenio de la empresa. Además, su uso supone un coste adicional.

• Añadir un turno. Similar al caso anterior, y siempre que sea posible añadirlo ya que en algunas ocasiones resultará imposible, bien por falta de personal o bien porque la empresa ya trabaja a 5 turnos. También supone un coste adicional debido fundamentalmente a la estructura necesaria para que funcione la empresa.

• Subcontratación. En muchas empresas se subcontratan algunas operaciones de forma habitual, pero esta estrategia se refiere a subcontratar el pedido completo. Por ejemplo, una empresa que se dedique a la fabricación de utillajes para prensas puede ceder a la competencia un pedido, por falta de capacidad y para evitar perder el cliente. En algunos sectores es una práctica habitual.

• Aumentar los pedidos pendientes. Esta política sólo puede aplicarse con clientes pacientes y será necesario compensar al cliente por la falta de puntualidad en la entrega. No hay que confundir esta estrategia con entregar fuera de plazo los pedidos.

2.3 Herramientas de planificación 2.3.1 Método gráfico

Este método resulta sencillo de aplicar y conduce a soluciones aceptables, aunque no tienen por qué ser óptimas. Además, no especifica la mano de obra necesaria en cada período. Sin embargo, existen en la bibliografía reglas empíricas que resuelven este último punto.

En este capítulo se estudiarán dos planes extremos, el Plan Constante Mínimo (PCM), que obliga a fabricar en todos los períodos la misma cantidad de unidades, y el Plan Acumulado Mínimo (PAM), cuyo objetivo es mantener el nivel de inventario más bajo posible. Sin embargo el método gráfico permite representar cualquier plan que se imagine.


2.3.1.1 Conceptos previos Demanda (Dt). Es la demanda (en uaps) en cada período t. Lógicamente

corresponde a la demanda de períodos que aún no han ocurrido y su valor suele obtenerse a partir de los datos de una previsión, como se verá al final del capítulo:

0

5

10

15

20

1 2 3 4 5 Demanda acumulada (DAt). En las empresas productivas es posible acumular

inventario en algunos períodos para satisfacer la demanda de un período posterior; por lo tanto, es preferible representar la demanda en forma acumulada:

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 En empresas de servicios, en las que no es posible acumular inventario, la

representación en forma de barras es suficiente.

Stock de Seguridad (SSt). Corresponde a un número de unidades que se emplean para compensar la variabilidad de la demanda. Se puede definir como un porcentaje de la demanda del período o una cantidad fija e igual para todos los períodos.

Necesidades (Nt). En cada período, la necesidad de fabricación se calcula sumando la demanda que hay que satisfacer en ese período y el stock de seguridad del que se quiere disponer.

ttt D+SS = N Necesidades acumuladas (NAt). Se emplean para representar gráficamente las

necesidades. Es importante notar que no corresponde a la suma de las necesidades en cada período, ya que de esta forma se estaría considerando el stock de seguridad más de una vez.

∑t

0=i

it D = DA


0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6

DA(t)

NA(t)

Inventario (It). Unidades que quedan en el almacén al final del período. Su valor

se obtiene sumando al inventario que había en el período anterior las unidades que se ha producido en el período actual y restando las que se han retirado, es decir, las demandadas.

tt1t-t D-P+I = I Si se sustituye It-1 por su valor y se continúa hasta el valor de I0,(inventario

inicial que proviene de la última etapa de la planificación anterior) se obtiene la expresión siguiente:

∑∑t

0=i

i

t

0=i

i0t D-P+I = I

En el gráfico, el inventario corresponde a la distancia entre la producción acumulada y la demanda acumulada, por lo tanto, se incluye el stock de seguridad, ya que no se puede distinguir físicamente del resto.

2.3.1.2 Condiciones generales Hasta el momento se han presentado los datos de partida para elaborar

cualquier planificación agregada. A partir de este punto se pueden definir infinidad de planes de producción, combinando producción (capacidad regular y capacidad con horas extraordinarias) y acumulación de inventario. Sin embargo, existen unas condiciones mínimas que deben cumplir todos ellos.

• Cualquier plan debe quedar por encima de la curva de necesidades acumuladas.

• El punto de partida de todos los planes es fijo y corresponde con el punto I0. Este valor no puede modificarse.

• En algunas empresas existen tasas de producción mínima y máxima. La tasa máxima corresponde a la capacidad máxima de la empresa y la mínima al número mínimo de unidades que debe fabricar por motivos económicos, aunque la demanda para ese período sea menor.

∑t

1=i

itt D+SS = NA


2.3.1.3 Coste de la planificación El coste total de la planificación es la suma de los costes para cada uno de los

períodos. En el coste se deberán incluir los conceptos correspondientes a los recursos empleados en la planificación (mano de obra, horas extras, posesión de inventario, costes fijos por turno…)

Se ha comentado ya cómo es posible obtener distintos planes de producción, y para llevar a cabo cada uno de ellos, se emplearán los recursos disponibles de la mejor manera posible.

Cuando se comparan dos planificaciones no es necesario incluir el coste fijo de producción de las unidades, ya que, independientemente de la forma de fabricarlas, la necesidad de satisfacer la demanda obliga a producirlas. Además, al tratarse de planificación agregada se desconoce el reparto exacto de productos, por lo que no se sabe cómo repartir los costes de producción.

El coste para cada período se podría calcular mediante la siguiente expresión:

( ) tItStUtO+tFtH IC+SC+UC+OCFC+HC=Costet ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ CH = Coste contratación. Ht = Operarios contratados. CF = Coste despido. Ft = Operarios despedidos. CO = Coste adicional uap con horas extras. Ot = uap con horas extras. CU = Coste subproducción. Ut = uap subproducidas. CS = Coste subcontratación. St = uap subcontratadas. CI = Coste posesión uap. It = uap en inventario al final del período.

2.3.1.4 Plan Constante Mínimo (PCM) De todos los planes posibles, existe un grupo definido por una característica

común: son líneas rectas. Esto implica que la tasa de producción es la misma en todos los períodos.

Esta situación tiene la ventaja de no variar la tasa de un período a otro, lo que facilita la gestión de la producción.

El límite inferior de los planes constantes es el Plan Constante Mínimo (PCM), que corresponde a la recta con pendiente mínima que satisface las necesidades acumuladas. Cualquier plan con una pendiente menor no cumplirá las condiciones generales expuestas en un apartado anterior.

La pendiente del PCM se calcula de la forma siguiente:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

tINA

maxb0t

tPCM


El plan que resulta puede verse en la siguiente figura. El inventario acumulado durante los períodos anteriores al punto de apoyo se emplea en ese período. A ese punto se le denomina horizonte natural de planificación, ya que en él, el inventario coincide con el stock de seguridad.

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6

PCM(t)

NA(t)

DA(t)

Horizonte naturalde planificación.

El plan constante mínimo siempre se puede calcular porque es un plan

matemáticamente posible, pero no siempre será viable. Habrá que comparar la tasa de producción que exige con la capacidad máxima de la fábrica.

2.3.1.5 Plan Acumulado Mínimo (PAM) El segundo plan que se va a analizar corresponde a aquel que tiene como

principal objetivo, acarrear el menor inventario posible en cada período, al tiempo que se respetan las tasas de producción mínima y máxima.

El Plan Acumulado Mínimo (PAM) se obtiene calculando la pendiente mínima en cada período que cumple con las restricciones de producción.

t-1 t t+1

PAMt-1

NAt

El denominador generalmente será 1, salvo que, en cada período, se considere distinto número de días productivos, es decir, cuando la distancia entre dos períodos varíe.

Puede ocurrir en un período que no sea posible, debido a la tasa máxima de producción, alcanzar el punto NAt. En ese caso será necesario replantearse la

( )[ ]1ttPAMNA

b1tt

nec−−

−=

−


planificación del período anterior, acumulando el inventario mínimo necesario para satisfacer las necesidades. Esta situación se refleja en la siguiente figura.

t-1 t

bnec

NAt

PAMt-1bmáx

t-1 t

bt=bmax

NAt

PAMt-1 PAMt-1 (necesario)

Lógicamente, la forma de llegar al punto de necesidades con el mínimo

inventario posible es realizar el esfuerzo más grande en el período t, lo que fija el punto al que se debería llegar en el período anterior, y de nuevo hay que plantearse si es posible acceder a ese punto desde el período t-2.

Este proceso se repetirá hasta que la perturbación causada desaparezca. En el ejemplo PA2 se comprobarán numéricamente estas reflexiones.

De esta forma se determina el Plan Acumulado Mínimo.

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6

PAM(t)

NA(t)

DA(t)

La única forma de que el plan obtenido no sea viable es que la replanificación, si

se tiene que realizar, obligue a comenzar desde un punto más alto que el que corresponde al inventario inicial (I0).

2.3.2 Planificación contra pedido Existe un tipo de empresas que no puede almacenar productos con el fin de

satisfacer la demanda porque no fabrican hasta no tener un pedido en firme: las que fabrican máquinas, vehículos especiales, edificios…


Sin embargo, todas las empresas necesitan conocer si disponen de recursos suficientes para hacer frente a demandas futuras, aunque se basen en previsiones.

El método gráfico también puede emplearse para determinar planes agregados en empresas que trabajan contra pedido, si se hacen algunos cambios.

2.3.2.1 Cartera de pedidos Los pedidos recibidos por estas empresas se guardan en la cartera de pedidos

hasta que se les puede atender. Los plazos de entrega de este tipo de industria son largos, pero aceptados por el mercado.

En lugar de controlar el nivel de inventario, las empresas controlan el nivel de la cartera de pedidos para que no exceda un límite fijado, ya que no sería posible hacer frente al pedido sin retrasar el plazo de entrega.

2.3.2.2 Método gráfico La determinación del PCM y del PAM en este tipo de empresas puede hacerse de

idéntica manera a la estudiada anteriormente si se calculan las necesidades teniendo en cuenta el concepto de cartera de pedidos.

La empresa no necesita alcanzar la curva de demanda acumulada en cada mes, sino que fabricará menos, guardando el resto en la cartera de pedidos máxima permitida por la política de la empresa.

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6

DA(t)

NA(t)

El nivel inicial de la cartera de pedidos (CP0) es equivalente al inventario inicial

del caso anterior.

Cualquier plan viable deberá estar por encima de la curva de necesidades acumuladas pero, en este caso, quedará por debajo de la curva de demanda acumulada.

En el gráfico, la distancia entre la producción acumulada y la demanda acumulada es la cartera de pedidos de la empresa.


2.4 Plan Maestro de Producción La siguiente etapa en el proceso de planificación después de la planificación

agregada es la determinación del plan maestro de producción. Debido a que no existen herramientas óptimas para determinar el plan maestro, no se le dedicará un capítulo completo.

El plan maestro supone una concreción del plan agregado, es decir, se trata de desagregar el plan obtenido indicando qué cantidad de cada producto va a fabricarse, considerando la capacidad de producción que se ha determinado para cada período.

La planificación maestra se emplea, de forma generalizada, en aquellas empresas que emplean el MRP para determinar las necesidad de materiales en función de la demanda de productos finales. Esta técnica se explica en el siguiente tema.

Una vez determinado el plan maestro, es preciso comprobar si se dispone de capacidad para llevarlo a cabo, lo que se conoce como planificación aproximada de la capacidad o Rough-Cut. Para ello pueden emplearse herramientas, como las listas de capacidad o los perfiles de recursos. En ambas técnicas se analiza la carga que provocará el plan en los recursos clave si se ejecutara el Plan Maestro. Para ello, es necesario saber qué componentes será necesario fabricar y cuánto tiempo se tarda en hacerlo.

El horizonte de planificación del plan maestro no suele ser superior a tres meses, divididos en semanas. El horizonte suele ser rodante, con la siguiente barrera temporal:

En firme(completo)

Abierto(previsto)

Congelado

2 semanas 2 semanas 2 meses En el período congelado no se permiten modificaciones en los pedidos y los

clientes (generalmente una empresa de un nivel superior en la cadena de fabricación) se comprometen a no variar el contenido de los pedidos.

El período en firme (completo) puede sufrir variaciones Se basa en previsiones y en pedidos en firme y la planta no dispone de más capacidad en ese período.


En el último período, el abierto (previsto) la planta dispone de capacidad para recibir más pedidos y la incertidumbre en los pedidos es mayor, pudiendo variar de forma importante.

2.5 Previsiones Se ha comentado que la planificación agregada parte de datos de la demanda

que pueden no conocerse con exactitud, pero es necesario disponer de información aproximada de los recursos necesarios. Muchas veces se oye la frase “si hubiera sabido que iba a ocurrir … pero ya es demasiado tarde”.

La previsión es la predicción de lo que ocurrirá con una variable en el futuro, y es el punto de partida de la función de planificación de la producción.

Es necesario dejar claro que la previsión nunca es exacta, aunque su objetivo sea acercarse lo más posible a la realidad. Sin embargo, las previsiones son necesarias, ya que adelantarse a los acontecimientos sitúa a la empresa en una posición más competitiva.

Los requisitos básicos para realizar una previsión son, por un lado, conocer la variable que quiere preverse (en este caso será la demanda) y, por otro lado, fijar el método de previsión que se empleará.

El primer paso será, por tanto, conocer las distintas formas de demanda y, a continuación, analizar diferentes métodos para realizar previsiones. Son numerosas las técnicas que pueden emplearse para realizar previsiones. Se pueden agrupar en cuatro categorías principales.

• Métodos explicativos o causales: Emplean datos históricos y su objetivo es determinar el comportamiento de la variable en función de las causas que producen las variaciones.


• Técnicas cualitativas: Se basan en la opinión subjetiva de determinados colectivos. Por ejemplo, los estudios de mercado se emplean para probar hipótesis.

• Modelos de simulación: El ordenador posibilita la elaboración de pronósticos mediante modelos en los que se representan todas las variables que afectan a la demanda de un artículo.

• Métodos descriptivos o extrapolación de series temporales: Basados en modelos estadísticos utilizan la demanda del pasado para realizar las previsiones del futuro. Los métodos más empleados son el valor medio móvil y el alisamiento exponencial, tanto para la componente básica como para la tendencia.

2.5.1 Componentes de la demanda La demanda de cada producto es particular, pero se pueden identificar ciertos

comportamientos básicos que facilitan su estudio. Además, dependiendo de los elementos que forman la demanda, se aplicarán diferentes técnicas. Si se aplica una técnica errónea el resultado puede ser negativo.

2.5.1.1 Componente básica Corresponde al comportamiento aproximadamente constante de la demanda.

Rara vez la demanda se comporta de forma perfectamente idéntica en todos los períodos, debido a causas que no se pueden explicar, y que se conocen como aleatoriedad o ruido.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50

2.5.1.2 Tendencia En ocasiones la demanda ofrece cierta evolución a largo plazo. Esta evolución

puede ser positiva o negativa, y no tiene por qué ser lineal. Por ejemplo, la demanda de teléfonos móviles en los últimos años está lejos de aproximarse a una línea recta.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 Algunas veces este efecto es transitorio debido, por ejemplo, a las mejoras

realizadas en el producto, y entonces se produce un escalón en la demanda.

2.5.1.3 Efecto estacional En la demanda de algunos productos influyen ciertos factores que se presentan

estacionalmente. Por ejemplo, la demanda de turrón es elevada en invierno y prácticamente nula durante el resto del año.

Se puede combinar el efecto estacional con la tendencia, de forma que la gráfica de la demanda puede llegar a ser muy compleja.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50

Estacionalidad

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50

Estacionalidad

Para que pueda afirmarse que existe estacionalidad, la demanda debe

comportarse de manera similar en cada intervalo de tiempo.

2.5.1.4 Efectos cíclicos Por último, la demanda puede sufrir variaciones debidas a factores conocidos.

Así, la demanda de armas aumenta en época de conflictos, y se reduce en caso de que éstos desciendan.

2.5.2 Media móvil simple Es el más empleado por su sencillez. Calcula la previsión como el valor medio de

la demanda en los últimos T períodos.


T= F

-1T

0=iT

∑ iD

A pesar de ser el más usado, el método tiene dos limitaciones importantes:

• No es útil si hay tendencia o estacionalidad, ya que se eliminan sus efectos al calcular el valor medio de todos los datos.

• Todos los períodos tienen el mismo peso.

2.5.3 Media móvil ponderada Con el fin de resolver el segundo de los problemas del método del valor medio

se asignan pesos wi a los períodos tales que

1w1-T

0=i

T =∑ La previsión para el período T se calcula entonces como

1-T1-T11 00T Dw...DwDwF +++= Al transcurrir un período se recalcula, eliminando el primer dato histórico.

Esta técnica tampoco es útil si hay tendencia o estacionalidad y la asignación de pesos es subjetiva.

2.5.4 Alisamiento exponencial simple para la componente básica

Este método asigna pesos a la demanda del pasado, que decrecen de manera exponencial; de ahí su nombre.

Sus ventajas principales son que necesita invertir pocos recursos y que sólo se precisan los datos de la demanda en el período anterior para realizar la previsión.

La previsión de la demanda FT se obtiene mediante la expresión:

( )1T1-T1-TT F-DFF − α+= α es la constante de alisamiento, y representa la importancia que se le concede

al error cometido en la previsión del período anterior. Los valores típicos de α oscilan entre 0,05 y 0,5. Si el valor de α es bajo, se tiene más en cuenta la influencia de los valores antiguos de la demanda y si es alto, se priorizan los valores de las demandas más recientes.


40

50

60

70

80

90

0 10 20 3040

50

60

70

80

90

0 10 20 30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 3040

50

60

70

80

90

0 10 20 30

α = 0,01 α = 0,03

α = 0,6 α = 1

2.5.4.1 Condiciones iniciales Se deben fijar dos parámetros. El valor de α y el primer valor de F (F0).

Se recomienda que α sea alto si la demanda varía mucho, ya que así se sigue muy bien su evolución, y un valor de α bajo si la demanda es estable, de forma que se reduce la aleatoriedad y se alisa la producción.

En lo referente al valor inicial de F, si se dispone de datos históricos puede tomarse la media de las observaciones anteriores. Si no, se recomienda tomar un valor subjetivo de la previsión y un valor de α alto.

Por último, resulta interesante simular con datos históricos, ya que así se ayuda a ratificar el valor elegido de α. Este proceso intenta “adivinar el pasado”, de forma que se pueden comparar los resultados que ofrece el método con los valores reales que han tenido lugar, de forma que se pueden tomar medidas para ajustar las previsiones.

Para ello se eligen dos valores de α y se calcula la desviación absoluta media:

n

)FD(

n

erroresmedia absoluta Desviación

ii∑∑ −==

El valor de α que ofrezca un menor valor de la desviación es el elegido.

2.5.5 Alisamiento exponencial simple para la demanda con tendencia

Es análogo al método anterior pero, además, tiene en cuenta también la tendencia, por lo que obliga a realizar una previsión de la tendencia (MT). La previsión se calcula según la siguiente expresión:


( )( )[ ]⎪⎩

⎪⎨

⎧

+=α+=

+=

−

−

1T1-TT1-TT

1T1-T1-TT

TTT

M-F-F βMMF-D FF

MFPLS

En la expresión anterior α es la constante de alisamiento de la componente básica y β es la constante de alisamiento para la tendencia. La influencia de α y β se puede observar en las siguientes figuras en las que queda claro en las gráficas que la influencias de α es mayor que la de β.

15

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

1 2 3 4 5 6 7 8 915

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

15

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

1 2 3 4 5 6 7 8 915

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

α = 0,5β = 0,05

DemandaPrevisiónDemandaPrevisión




α = 0,6β = 0,6

α = 0,06β = 0,6

α = 0,06β = 0,06

2.5.5.1 Condiciones iniciales Se deben fijar las condiciones iniciales, es decir, el valor de α, β, la tendencia

inicial M y un primer valor de la previsión de la componente básica F.

Tanto α como β siguen las mismas reglas que el método anterior. Se recomienda que sean altos si la demanda o la tendencia varían mucho, y bajos si las variables son estables.

En lo referente al valor inicial de M y F, si existen datos históricos puede calcularse la recta de regresión con los puntos de la demanda. Si no, se recomienda tomar un valor subjetivo de la previsión y unos valores de α y β altos.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60

y = a + bt

PLS1 = a + b(N+1)

Por último resulta interesante simular con datos históricos, ya que así se ayuda a

ratificar los valores elegidos de α y β. Este proceso intenta “adivinar el pasado”, de forma que se pueden comparar los resultados que ofrece el método con los valores reales que han tenido lugar, de forma que se pueden tomar medidas para ajustar las previsiones.

Para comparar dos escenarios diferentes se calcula la desviación absoluta media:

n

)PLSD(

n

erroresmedia absoluta Desviación

ii∑∑ −==

Los valores de α y β que ofrezca un menor valor de la desviación son los elegidos.

2.6 Bibliografía recomendada Richard B. Chase, Nicholas J. Aquilano, F.Robert Jacobs, Administración de Producción y Operaciones. 8ª edición. Colombia : McGrawHill, 2000.

Libro de carácter general que contiene numerosos ejemplos y casos para resolver. Preparado por profesores de Universidad para ser empleado como libro de texto. El único fallo es el excesivo celo en traducir las palabras del inglés.

Esteban Fernández, Dirección de la Producción. Madrid: Civitas, 1993.

Dos volúmenes (Fundamento Estratégicos y Métodos Operativos) dedicados a la gestión de la empresa. El primer tomo está más dirigido a la administración de empresas. Bastante matemáticos pero interesantes.

⎪⎩

⎪⎨

⎧

==

bMM- PLSF

1)+b(N+a=PLS

1

111

1

Planificación contra stock 37

Protagonistas 3 MRP.

El primer objetivo de esta segunda etapa del método SCENE es conocer qué elementos forman parte de las órdenes de fabricación y de compra que emite la empresa. Estas órdenes no tienen por qué coincidir en todos los casos con un pedido de un cliente, pero en la mayoría de los casos precisan componentes y materias primas en cantidades establecidas. Por tanto, la primera parada en la elección de los protagonistas que sitúan el problema en la gestión de los almacenes de materias primas.

Los sistemas tradicionales de gestión de almacenes no se pueden aplicar a los artículos con demanda dependiente. A mediados del siglo XX se solucionó este problema con el desarrollo de la metodología MRP (Material Requirement Planning).

La evolución de estos sistemas de gestión de información no ha terminado y la problemática que surgió con el efecto del año 2000 potenció la aparición de numerosos programas de gestión integral que no son más que la evolución natural de los antiguos MRPs.

En este tema se analizará, de forma general, la historia de estos sistemas informáticos y la metodología que emplean. Para el funcionamiento eficiente de cualquier programa MRP es preciso utilizar ordenadores.

También se analizará el efecto de la capacidad en la planificación, con el estudio de la metodología CRP (Capacity Requirement Planning).


3.1 Introducción En los años 60 algunas empresas comprobaban cómo el suministro de piezas para

el montaje de sus productos no funcionaba como se esperaba. Eran frecuentes las ocasiones en que no podían ensamblar los productos finales por falta de algún componente.

Con un sencillo cálculo estadístico se puede demostrar por qué los sistemas de gestión tradicionales no son válidos para productos con demande dependiente.

Si se supone un producto formado por 20 componentes cuyos stocks se gestionan por el método tradicional estudiado y están protegidos contra roturas de stock en un 95% de los casos. Además, Si falta un componente no puede realizarse el montaje. La probabilidad de que no pueda realizarse el montaje correcto por falta de un componente resulta ser del 64%.

La solución que se encontró a este problema comenzó con la definición de la Lista de Materiales (en inglés BOM - Bill of Materials). Se trata de estructuras jerarquizadas análogas a las padre-hijo que recogen los árboles genealógicos.

La creación de la Lista de Materiales se conoce como “explosión de necesidades”.

Sin embargo, las limitaciones de la lista de materiales eran numerosas. Por

ejemplo, no calculaba las fechas en las que debían realizarse los pedidos. Para paliar estas deficiencias se desarrolló el MRP (Material Requierement Planning) que proyecta en el tiempo las necesidades de materiales. Este proceso se conoce como “decalaje en el tiempo”.


Gracias al MRP, gestionando los productos según la previsión del artículo “padre” (que se obtiene del plan maestro de producción) la demanda de los “hijos” se sabe con certeza, gracias a la lista de materiales. Conociendo los plazos de entrega de los proveedores (o de fabricación si los componentes se realizan en la misma empresa) resulta trivial determinar cuándo hay que realizar el lanzamiento de los pedidos.

El proceso de planificación para la obtención de los materiales es diferente si la empresa trabaja contra pedido o contra stock. Además, en caso de que la empresa trabaje contra pedido existen distintas alternativas, representadas en el esquema siguiente y que, a continuación, se explican brevemente.

Pedido AlmacénContrastock

Contrapedido Pedido OF, OCMRP

Reservas

Bolsa¿T?

Punto pedido

1 OF = M pedidos

1 OF = 1 pedido

1 OF = 1 pedido interno

• Si la empresa trabaja contra stock los pedidos son retirados

directamente de almacén. Generalmente, cuando éste alcanza el punto de pedido correspondiente a cada producto se emiten las órdenes.

• Si la empresa trabaja contra pedido pueden definirse distintos procedimientos.

o Cada Pedido puede ejecutar el MRP para determinar los componentes necesarios, hacer reservas en el almacén y dar lugar a órdenes independientes.

o Cada Pedido puede acumularse en una bolsa y, cada TP, se ejecuta el MRP para determinar los componentes necesarios, hacer reservas en el almacén y dar lugar a las órdenes correspondientes. Los pedidos de los clientes se preparan una vez finalizadas las órdenes agrupadas.

• Por último, en el caso de las células de producción autogestionadas no se realiza ningún proceso de planificación, sino que sólo se definen el número de Kanbans que se incluirán en la célula (este concepto se explicará en el capítulo siguiente).


3.1.1 Evolución de los sistemas MRP El beneficio principal derivado de la implantación de las aplicaciones MRP era

una considerable reducción del inventario. Por lo tanto, la reducción del inmovilizado ofreció a las empresas importantes ahorros económicos y, como consecuencia, importantes beneficios económicos al obtener un rendimiento financiero del dinero que antes se tenía en forma de inventario.

Sin embargo, la situación, una vez estabilizada, no ofrecía otros beneficios. El paso de los años ha hecho que, aquellos sistemas MRP, quedaran reducidos a un módulo incorporado en sistemas de información mayores.

Las funcionalidades que se exigían a los MRP eran cada vez más altas y pronto comenzó a solicitar que realizaran la planificación en función de la capacidad de la planta.

En un primer momento los resultados que se obtenían con un programa MRP eran introducidos como datos de entrada en otros programas, llamados CRP (Capacity Requirement Planning) que, teniendo en cuenta las restricciones de capacidad, determinaban si la planificación ofrecida era o no posible.

En caso de resultar inviable se volvían a calcular nuevos lanzamientos con el programa MRP y las recomendaciones ofrecidas por el módulo CRP. Este proceso se repetía hasta que se hallaba una solución posible.

Era sólo cuestión de tiempo que el módulo CRP se incorporara a los sistemas MRP, pero claro, el nombre ya no servía porque, no sólo se planificaban los materiales, sino que también se incluían los recursos internos. Se aprovechó también para incorporar módulos de gestión de compras, ventas, almacenes y la contabilidad.

Este nuevo modelo de sistema de información, nacido en los años 70, se conoció con el nombre de MRP II, aunque el significado de cada letra es diferente (Manufacturing Resource Planning).

Los problemas de final del siglo XX, derivados del efecto del año 2000 y de la conversión al euro favoreció el desarrollo de nuevos productos, llamados ERP (Enterprise Resource Planning). Realmente no existe ninguna diferencia, en la práctica, entre los ERP y los antiguos sistemas MRPII y su nombre responde más a una estrategia comercial.

3.2 Funcionamiento del sistema MRP Empezando por el sistema más antiguo, el MRP, se van a estudiar las técnicas de

cálculo y se resolverán pequeños casos, similares en todo, salvo en volumen de información manejada, a los sistemas reales utilizados en las empresas.


El primer paso es determinar cuál es el objetivo de los cálculos de un sistema MRP. Se podría resumir en una frase: “Determinar cuánto pedir de cada componente para asegurar la disponibilidad de la cantidad deseada, en el lugar adecuado y en el momento en que sean necesarios partiendo de los datos del plan maestro”.

Este objetivo principal se concreta en logros menores, pero no por ello menos importantes:

• Asegurar la disponibilidad de materiales y componentes.

• Mantener un bajo nivel de inventario.

• Reaccionar ante posibles imprevistos.

• Adelantar o retrasar pedidos en función de cambios en la fecha de entrega.

La planificación de requerimientos de materiales (MRP) es una de las funciones del entorno productivo que puede automatizarse de forma eficiente, siempre y cuando los datos de los que se disponga para tomar decisiones estén convenientemente actualizados.

El sistema MRP parte del plan maestro de producción; evalúa, en función a las características de los componentes, que se describirán más adelante, el momento más oportuno para lanzar los pedidos; por último, elabora múltiples informes para controlar el sistema: pedidos, estado de inventario,...

3.2.1 Entradas al sistema MRP La principal entrada corresponde al Plan Maestro de Producción (PMP). Es

importante señalar que, fruto de este plan se determinarán de manera exacta, las necesidades de componentes y que, por tanto, no se incluyen otro tipo de demandas

MRP

PMPPedidos

Previsiones

Lista demateriales

Maestro deartículos

Ordenesde compra

Lanzamiento deOrdenes proyectadas

Ordenesde fabric. Reajustes

Ordenesde calidad


de componentes que, en algunos casos, pueden ser importantes. Así, los pedidos de componentes para recambios se deberán incluir como entrada independiente o formar parte del plan maestro. Su valor se calculará en base a previsiones específicas.

3.2.2 Datos principales para tomar decisiones Una de las principales ventajas del sistema MRP es que, para tomar decisiones,

no es necesario un número elevado de datos. Ahora bien, es fundamental que los pocos datos que se precisan sean correctos y estén actualizados.

Concretamente, todos los datos que se necesitan en la metodología se recogen

en dos documentos: la lista de materiales y el maestro de artículos. En los siguiente apartados se supone como producto la silla representada en la figura.

3.2.2.1 Lista de materiales La lista de materiales representa la estructura del producto, es decir, el tipo de

componentes y la cantidad de cada uno de ellos. Además se presenta en forma de árbol, lo que se conoce como explosión de necesidades. La forma más común de representar la estructura es la explosión uninivel:

• Explosión, porque se representa de arriba a abajo, es decir, de producto final a componentes, pasando por submontajes. Otra forma de presentarlo sería la implosión, pero se emplea mucho menos.

• Uninivel, ya que se detallan los componentes de cada componente, lo que hace que un mismo elemento pueda aparecer más de una vez en distintos niveles.

En el caso de la silla de la figura, la explosión de necesidades, es muy sencilla. EL MRP puede trabajar con módulos, derivados de una implantación de la tecnología de grupos.


La forma de implementarlo en un sistema informático es mediante una tabla en

la base de datos, en la que cada registro recoge el código (o el nombre) del artículo, el código del componente (o su nombre) y la cantidad de cada componente.

Artículo Componente Cantidad

Silla Patas 4Silla Asiento 1Silla Respaldo 1

Respaldo Tabla 1Respaldo Barrotes 2

3.2.2.2 Maestro de artículos El maestro de artículos es el fichero de control de inventario, es decir, presenta

el estado actual y futuro del inventario de componentes y de productos finales.

Además, deben incluirse, como datos fundamentales, el plazo de entrega, o de montaje o de fabricación de cada componente. De esta forma se sabe el momento en el que debe empezar a fabricarse o pedirse el componente. El período de planificación del MRP suele denominarse cubo de tiempo y, generalmente su unidad es la semana.

La forma gráfica de representar el maestro de artículos se denomina decalaje en el tiempo y consiste en un diagrama de Gantt que se empieza a dibujar desde el producto terminado.

BarrotesTablaRespaldoAsientoPatasSilla

8 95 6 7 8 9 10

5 6 7

En el diagrama puede comprobarse cómo las líneas verticales representan el

principio de cada período, por lo que entre dos líneas se desarrolla el período. No se trata de determinar la secuencia de fabricación, sino de asegurar que los componentes estarán disponibles.


En la implementación del maestro de artículos se pueden incluir otros datos en cada uno de los regristros de la tabla, como el coste, la cantidad mínima de pedido, el proveedor, etc.

Artículo Inventario Pedido Mínimo PF o montaje

Silla 0 50 1Respaldo 0 50 1Tablas 30 50 1Patas 160 100 2

Es preciso tener certeza absoluta en los datos de esta tabla, concretamente la cantidad disponible en el almacén y las recepciones previstas.

En ocasiones no se incluye el Stock de Seguridad (SS) porque se emplea stock de seguridad sólo en el inventario de productos finales y en componentes con demanda parcialmente independiente, es decir, aquellos que se emplean como repuestos.

En productos con demanda dependiente, aunque el stock de seguridad no puede eliminarse por completo (existirán pérdidas de componentes debidos a mermas o defectuosos) puede reducirse de forma importante.

3.2.3 Salidas del MRP Uno de los principales problemas de los sistemas MRP antiguos (y de algunos más

modernos) es la enorme cantidad de información que producen. Algunos informes son importantes, pero la mayoría no tienen apenas utilidad.

Para evitarlo, los programadores crearon los sistemas de variación neta que recogen en un informe el estado final del almacén en el período concreto (por ejemplo un día), independientemente de los movimientos que se hayan producido.

3.2.3.1 Informes primarios Los principales informes que produce el sistema MRP son las ordenes de

fabricación o de compra, denominados plan de materiales y los informes de reprogramaciones debidas a cambio en los pedidos. Además, se pueden acompañar las ordenes de compra con las especificaciones de calidad.

Por último, resultan importantes los documentos que presentan el estado del inventario y que indican las cantidades actuales de cada producto así como las futuras recepciones de material.

3.2.3.2 Informes Secundarios Son numerosos los informes que preparan los sistemas MRP y como ejemplo se

pueden citar las previsiones de roturas de stock, análisis ABC,...


3.2.4 Cálculos internos de un sistema MRP En los sistemas MRP, en un intento de estandarización, se definieron los

siguientes conceptos:

Requerimientos Brutos B(t)

Recepciones programadas R(t)

Proyectado en Mano M(t)

Requerimientos netos N(t)

Recepción órdenes ROP(t)

Lanzamiento órdenes LOP(t)

PATAS 1 2 3 4 5 6 7 8 940 60 100 100 120 180 80 120

100

160 120 160 60 60 40 0 20 0

40 60 140 80 100

100 100 140 100 100

0 100 100 140 100 100 0 0

3.2.4.1 Requerimientos Brutos B(t) Corresponde a la producción total anticipada de productos terminados y, como

se veía al principio, proviene del Plan Maestro. Ahora bien, es necesario tener en cuenta las posibles mermas que se producirán durante el proceso.

Para el caso de los componentes los requerimientos brutos se determinarán en función de los lanzamientos de órdenes de sus “padres” incluyendo, además, las mermas que se puedan producir.

3.2.4.2 Recepciones Programadas R(t) Las Recepciones Programadas corresponden al material pedido en un período de

planificación anterior que llegará en el período que se está planificando. Si se separan del resto es porque no es posible modificar las fechas de recepción debido a que los pedidos ya están en curso.

3.2.4.3 Requerimientos Netos N(t) Las necesidades reales de fabricación (o pedido) no coinciden con lo que se

demandan, ya que existen componentes que se pueden emplear y que están, o bien en el almacén, o bien en proceso.

N(t) = B(t) - R(t) - M(t-1)

De esta forma se determinan las necesidades netas de producción o pedido.

3.2.4.4 Recepción de Ordenes Proyectadas ROP(t) La cantidad que se pedirá no siempre coincidirá con las necesidades netas,

porque, en este punto, entran en juego las distintas políticas de aprovisionamiento o fabricación de la empresa:


Lote a lote: La cantidad pedida coincide con las necesidades netas.

Período constante: Se suman las cantidades de un período y se realiza un pedido.

POQ (Periodic Order Quantity): Lo que es fijo es la cantidad que se pide, por lo que el período varía.

EOQ (Economic Order Quantity): Se pide la cantidad económica de pedido correspondiente a cada pedido.

Lote mínimo: La cantidad mínima de pedido es fija, de forma que, si la cantidad solicitada es superior, se envíe un pedido igual a las necesidades netas. Pero si la cantidad es inferior se pide la cantidad mínima.

Todavía no se ha lanzado la orden pero ésta se deberá recibir justo en el momento en que sea necesaria. En caso de que el cubo de tiempo sea diario, para simplificar, se entiende que los pedidos solicitados se reciben a primera hora de la mañana, por lo que las unidades que los forman se pueden emplear ese mismo día.

En el caso en que la cantidad solicitada sea diferente a la necesitada, el exceso se incluirá en el inventario.

3.2.4.5 Proyectado en Mano M(t) El proyectado en mano es el inventario esperado al final del período. Su cálculo

se realiza de la misma forma que en el tema de planificación agregada, aunque la notación sea diferente.

M(t) = M(t-1) + R(t) + ROP(t) - B(t) = ROP(t) – N(t)

Se trata de sumar al inventario del día anterior las recepciones esperadas durante el período (provenientes de una planificación anterior y de las recepciones de los lanzamientos que se realicen) y restar la demanda de ese período.

3.2.4.6 Lanzamiento de Ordenes Proyectadas LOP (t) Se obtiene mediante el decalaje en el tiempo de las Recepciones de Ordenes

Proyectadas (ROP(t)).

Es, en este punto, cuando la tabla se completa. Así, al llegar un período en el que se debe lanzar un pedido se emitirá la orden y los componentes se recibirán en el momento en que se necesitan en el montaje final, según la política de aprovisionamiento de la empresa.


3.2.5 Casos particulares Analizando la forma de realizar los cálculos de este sistema enseguida aparecen

posibles problemas que se convierten en casos particulares y que los programas de MRP ya han analizado y solucionado.

3.2.5.1 Programación de artículos antes de la fecha actual Dada la forma de trabajar de los sistemas MRP, desde la fecha de entrega de los

pedidos, decalando en el tiempo los lanzamientos, puede ocurrir que se intente lanzar una orden antes de la fecha actual.

En este caso el sistema emite un mensaje de excepción, de forma que, el analista puede cambiar la programación o comprimir los plazos de entrega o fabricación.

3.2.5.2 Requerimientos procedentes de más de un artículo En el caso de que más de un producto contenga el mismo componente, y sea

necesario fabricar ambos para la misma fecha, se suman los requerimientos netos del componente de los dos pedidos.

3.3 CRP. Planificación de la Capacidad En los cálculos de un sistema MRP no se tiene en cuenta la capacidad de la

planta para fabricar o montar los componentes necesarios para completar el pedido.

En la mayoría de las empresas la premisa de capacidad infinita no es válida. Y es necesario saber si se puede fabricar o no. En otras fábricas, suponer que la capacidad es infinita, resulta suficiente.

El sistema CRP funciona de la siguiente forma:


PMPprovisional

MRP

Convertir anecesidadesde recursos

Convertir el PMPen definitivo

Modificarla capacidad

Revisarel PMP

¿Sonsuficientes

los recursos?

¿Puedeaumentarse

la capacidad?

Plan denecesidades

Plan maestrodefinitivo

SI SI

NO

NO

La capacidad de la empresa puede elevarse momentáneamente mediante el uso de horas extras o la subcontratación. En caso de no poder ampliarse por estos medios, las posibilidades consisten en revisar el programa maestro fabricando antes y almacenando (soportando el coste de almacenamiento que aparezca) o fabricar más tarde (corriendo con posibles penalizaciones por retraso).

Para simplificar los cálculos se supondrá que, las operaciones secuenciales de un mismo producto se realizan cada una en un período, es decir, si un producto tiene tres operaciones, cada una de ellas se realizará en un día o una semana diferente. Si la máquina tiene capacidad suficiente podrá realizar el mismo período otros pedidos. El motivo de esta simplificación es que el CRP estudia la carga y no la secuencia de producción.

En los sistemas reales, el CRP está unido, en algunos casos, a los módulos de planificación (Schedulers), por lo que se considera la duración real de las tareas. El motivo de no considerarlo es debido a la complejidad que alcanzarían los cálculos.

3.3.1 Datos principales para tomar decisiones Lógicamente, los datos recogidos en la lista de materiales, y en el maestro de

artículos no son suficientes para tomar decisiones con respecto a la capacidad.

El sistema CRP incluye dos nuevas tablas referentes, principalmente, a las características del proceso.


3.3.1.1 Lista de operaciones (BOO) o tabla de rutas Se conoce como Bill Of Operations y recoge los datos necesarios para conocer la

forma en que se fabrica un artículo. Por lo tanto, es suficiente recoger el código del artículo, el número de la operación (para mantener la secuencia), la máquina o centro de trabajo donde se realiza la operación, el tiempo de procesamiento o la capacidad (tp) y el tiempo de preparación (s).

Artículo Operación CDT Capacidad

Patas 1 Torno1 30Patas 2 Torno2 15

Los desplazamientos de un centro de trabajo a otro pueden considerarse operaciones independientes. Así, se puede conocer su duración para posteriormente intentar reducirlos, e incluso, eliminarlos.

3.3.1.2 Centros de trabajo o máquinas Las características de las máquinas que son independientes del producto que

fabrican se recogen en una tabla, la de centros de trabajo (o máquinas).

Los datos más frecuentes de esta tabla son el código de la máquina y el número de máquinas. En ocasiones se incluye la capacidad, cuando ésta es la misma para todos los productos. Otras veces el dato de capacidad se expresa en horas totales.

CDT Nombre Nº Máquinas

1 Torno1 12 Torno2 1

3.3.2 Salidas del módulo CRP El módulo CRP avisa de la carencia de capacidad pero no toma decisiones de

cómo resolver estos problemas de capacidad descubiertos. En sistemas completos se muestran diferentes soluciones al usuario, que debe elegir la más idónea.


0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7 8

Prevista

Planificada

CAPACIDAD

En la actualidad son muy pocos los sistemas de gestión empresarial que no

incluyen el módulo CRP junto con el módulo de MRP, evitando así el flujo continuo de información entre programas diferentes.

Además, debido a que pueden unirse con aplicaciones o módulos encargados de obtener la secuencia de producción óptima es posible reducir los cubos de tiempo a días en lugar de semanas, como unidad estándar.

3.4 Bibliografía recomendada Dirección de la Producción. Decisiones tácticas J. Heizer y B. Render, Prentice Hall, Madrid, 1997

Posiblemente la mejor de las parejas de libros dedicados a los mismos aspectos. Con ejemplos de casos reales de empresas para ilustrar los capítulos. Lástima que sólo sean ejemplos de empresas americanas.

Administración de Producción y Operaciones. 4ª edición N. Gaither y G. Frazier; International Thomson; México; 2000

Libro de carácter general que contiene numerosos ejemplos y casos para resolver. Pretende ser una alternativa al Chase-Aquilano, pero no es tan completo. También se excede en las traducciones literales del inglés.

Analysis and Control of Production Systems. E. A: Elsayed y T. O. Boucher, Practice-Hall, New Jersey, 1985

Bastante general. Incluye, además de MRP, la planificación detallada de operaciones.

TOC. Teoría de las Limitaciones 51

Protagonistas 4 Teoría de las Limitaciones

Una vez determinada la forma de abastecerse de los componentes se deben concretar el resto de actores o protagonistas de la escena, es decir, las tareas y los recursos. Sin embargo no todos los recursos resultan igual de importantes en una empresa y hay uno, denominado cuello de botella que resulta crítico en el correcto funcionamiento de la producción de la empresa.

En este tema se analizará en detalle la Teoría de las Limitaciones aplicada a la producción y la importancia de la gestión de los recursos con capacidad limitada. El concepto de cuello de botella, tan antiguo como la producción en línea, ha sido explotado y analizado por Goldratt hasta el punto de que parece que lo hubiera inventado él.

Pocas teorías han sido tan rebatidas en los últimos años como las expuestas por Eliyahu Goldratt en su libro La Meta. Todos los analistas en temas de producción tienen su propia opinión al respecto y están muy repartidas, tanto a favor como en contra.

Lo que resulta incuestionable es que las ideas de Goldratt, tomadas en su justa medida, resultan prácticas para todas las empresas y las aplicaciones exitosas de los pasos descritos en su libro son numerosas.


4.1 Introducción El siguiente objetivo de la segunda etapa del método SCENE consiste en

seleccionar los pedidos o productos que se incluirán en la planificación. De nuevo son varias las preguntas que deben contestarse:

• ¿Cómo se eligen los pedidos que se planificarán?

• ¿Qué datos hacen falta de esos pedidos?

• ¿Qué datos hacen falta de los productos?

• ¿Qué datos hacen falta de los recursos?

A continuación se analizan las distintas alternativas a estas preguntas.

4.1.1 ¿ ¿Cómo se eligen los pedidos que se planificarán? La forma de automatizar la respuesta a esta pregunta requiere que la base de

datos donde se almacenan cierta información sobre los pedidos y las operaciones en curso. De esta forma resulta sencillo elegir los pedidos protagonistas:

• Todos los pedidos. Se obtendrían mediante una consulta a la base de datos de los Pedidos sin terminar.

• Todos los que no se han planificado. Sería necesario poder marcar su estado en la base de datos.

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