- Planeación y control de
la producción - Secuencias y
Asignaciones - Balanceo de Líneas
(Análisis de la Producción) - Líneas del
Multi-Modelo - Líneas del
Mezclar-Modelo - Balancear una Línea
del Mezclar-Modelo - Balanceo de
líneas de una planta de
fabricación
INTRODUCCIÓN:
Usted
habrá estudiado previamente métodos de
balancear las plantas de fabricación donde solamente se
produce un solo modelo. La
fuerza de tal
línea es que los elementos del trabajo se
pueden asignar a las estaciones de tal manera en cuanto a
maximizan la eficacia, que
enarbola en un índice particular de la salida.
Las debilidades de una línea del mono-modelo son que llega
a ser ineficaz cuando baja la demanda o las
subidas, y que es solamente eficiente al producir el modelo para
el cual fue diseñada. Si la demanda del mercado cambia
para requerir otros productos, la
otra necesidad de los productos de ser producido. Esto puede ser
hecha instalando las líneas separadas, dedicadas para
otros productos, pero éste es solamente económico
cuando las líneas adicionales ellos mismos están
funcionando eficientemente en el cumplimiento de la mayor
demanda. Eso es que no hay una solución para el plano de
demanda total con la mezcla del producto que
varía.
Dos soluciones a
este problema de la demanda que fluctuaba se han utilizado en el
pasado: líneas del multi-modelo y líneas del
mezclar-modelo. Cada uno tiene sus propias fuerzas y
debilidades.
Unidad I
Planeación
y control de la
producción
1.1 HORIZONTES DE
PLANEACION, CLASIFICACION Y DETERMINACION
Para el sistema de
dirección de la empresa las
funciones de
planificación, programación y control representan su
verdadero contenido científico y práctico. Son el
medio de planteamiento de objetivos y la
medida de la eficacia de dicho sistema. La planificación
proporciona unas claves de referencia para la toma de
decisiones, la cual se concibe en el marco de determinada
organización, la que permitirá
controlar la ejecución de aquellas. En todo este proceso
será preciso elaborar determinadas previsiones
económicas a corto, medio y largo plazo para apoyar
adecuadamente las decisiones empresariales.
Es necesario tratar dichas funciones de la producción recordando los conceptos
básicos que mostramos en este capítulo. Para el
tratamiento práctico que se requiere, veremos la función de
la producción desde los aspectos más relevantes
económicamente, como son la eficiencia, la
productividad
y la rentabilidad,
a partir de sus respectivas formas teóricas y matemáticas.
1.2 MODELOS
DINAMICOS DE LA PLANEACION DE LA
PRODUCCION
La actividad productiva propiamente dicha o
transformación de unos factores en productos, es un
proceso que no existe en todas las empresas. Por
ejemplo, una empresa
destinada a la distribución no realiza ninguna
transformación física sobre los
productos que adquiere a los fabricantes y vende a sus
compradores. Por tanto, el concepto de
producción puede venir determinado o por la actividad
económica global que desarrolla un sistema o agente
económico, o por la etapa concreta de la actividad, que
supone el proceso de transformación del nuevo valor.
De cualquier manera, la expresión
producción ofrece tanto consideraciones de índole
técnica como económica. Según la primera se
entendería como un proceso físico de
transformación de los factores (entradas o inputs) en un
conjunto de elementos producidos (salidas o outputs). Y en cuanto
a la segunda se considera como el proceso encaminado a la
obtención de unos bienes y
servicios
aptos para satisfacer necesidades humanas; por tanto, esta
transformación producirá determinado incremento de
valor planificado y controlado según los objetivos
planteados
Tanto uno como otro, estos argumentos representan
actividades productivas desde el punto de vista de la economía, pues ambos
contribuyen a incrementar la utilidad del
bien. En cambio, dentro
de la economía de la empresa, la
expresión actividad productiva tiene un significado
ligeramente diferente. Una empresa, con independencia
del tipo de producto o servicio que
obtenga, realiza en su interior una gran cantidad de actividades
diversas. Así, la empresa da a conocer su producto,
contrata personal,
adquiere maquinaria e instalaciones, transporta sus productos a
los distribuidores, etc. Las actividades que la firma desarrolla
relacionadas con la transformación física de los
recursos para
obtener los productos terminados reciben el nombre de actividades
productivas en economía de la empresa; entre ellas podemos
incluir la fabricación de los componentes que
formarán parte del producto final, el almacenamiento de
estos componentes, el montaje del producto, etc.
Dentro del sistema global que es la empresa, el desarrollo de
la actividad productiva en sentido específico corresponde
al llamado subsistema de producción. Éste, de mayor
carácter técnico, está
compuesto por un conjunto de elementos y procesos que
interactúan con la finalidad y función
específica de transformar factores en productos. Es en
sí un verdadero sistema que se compone de elementos, como
pueden ser explotaciones, procesos, talleres, secciones de
trabajo, máquinas y
herramientas,
y que también participa de la actividad de otros
subsistemas de la empresa como los de aprovisionamiento,
personal, comercial, financiero y administrativo.
El subsistema de producción se ocupa de todos los
planes, decisiones, actividades y controles que permiten el
proceso de conversión de los inputs en outputs.
Según Ballestero, los factores de producción o
inputs podemos definirlos como aquellos elementos, sean o no
bienes y servicios, que intervienen en el proceso productivo de
modo variable o susceptible de variación y cuya
alteración ocasiona modificaciones en el resultado de
dicho proceso
Las formas más usuales de clasificar a los
factores productivos son según su naturaleza o
según su variabilidad. En el primer caso, hablaremos del
factor mano de obra, factor energía, factor materia prima,
factor maquinaria, etc. Y en el segundo, hablamos de factores
variables y
factores fijos dependiendo de si pueden emplearse en cantidades
que varíen o no, respectivamente, en periodos cortos de
tiempo. De
esto último, hay que señalar que los factores fijos
lo son sólo a corto plazo, ya que a largo plazo todos los
factores son variables, puesto que la empresa puede eliminar las
limitaciones que impedían su alteración
Las salidas del sistema de producción son los
outputs o productos, esto es, los bienes y servicios que como
resultado de la combinación productiva obtiene la empresa,
bienes y servicios capaces de satisfacer unas necesidades
sentidas por el mercado y que el subsistema comercial de la
empresa se encargaría de situar en el mismo, el lugar y
momentos oportunos. Los productos poseen una serie de
características de calidad, que
dependen de todo el conjunto de factores de producción
empleados en su obtención y de la técnica
aplicada.
La relación entre los elementos del sistema de
producción se puede contemplar gráficamente con
arreglo al esquema de Bueno, Cruz y Durán
Como se observa en la figura los elementos del sistema
se agrupan en la relación: inputs —>
proceso —> outputs. En consecuencia, la
empresa tendrá determinada función de
producción en relación a estos tres
componentes.
FIGURA Subsistema
productivo
Para ver el
gráfico seleccione la opción "Descargar" del
menú superior
La función de producción en un sentido
estricto relaciona unos factores o recursos consumidos con unos
productos obtenidos, y de forma simplificada se puede definir
independientemente de cuál es el intervalo temporal en que
se produce la transformación, según la siguiente
expresión:
Para ver la fórmula seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Siendo Q la cantidad de producto lograda con la
aplicación de la n factores variables y fijos,
respecto a él, en las cantidades v1,
v2,…, VN. Si Q es un conjunto
de productos diferenciados, habremos pasado de una función
monoproductora a otra multiproductora, tal y como se indica a
continuación:
Para ver la fórmula seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Es decir, que para una combinación dada de
factores v1, v2, …, vn
habrá generalmente varias combinaciones de productos
Q1, Q2, …, Qm . Todo
esto dentro de la hipótesis simplificativa de que la tecnología no
varía en el periodo de tiempo en que actúa el
proceso productivo considerado.
Estas dos ecuaciones son
diferentes formas de la que llamamos función de
producción, que podemos definir como la relación
técnica que describe el subsistema productivo de una
empresa, es decir, la expresión matemática
que relaciona las cantidades de factores empleados con la
cantidad de producto obtenido, según un sistema productivo
determinado.
Sin embargo, es muy difícil identificar todas las
dependencias entre el resultado del proceso y los factores
empleados, que es lo que implica determinar las funciones de
producción lo suficientemente precisas, y por lo que en la
práctica resulta imposible. Para que una función de
producción pudiera decirse que es precisa debería
reflejar todos los factores que intervienen en la
producción del bien -conocidos y desconocidos,
controlables y no controlables-, así como la naturaleza
real de las relaciones entre los factores y el producto
logrado.
1.3
MODELOS OPTIMOS DE PLANEACON DE LA PRODUCCION
Podemos considerar como característica principal
de la gestión
económica de la empresa la del proceso de convertir la
información en acción.
Proceso que comúnmente denominamos toma de decisiones. Es
precisamente la dirección de la producción tiene
por misión la
toma de decisiones en el subsistema productivo, con la finalidad
de conseguir los objetivos asignados al respecto.
Estos objetivos generalmente consistirán en la
obtención de una producción para unos recursos
determinados, o bien en la reducción del empleo de
recursos en la Siguiendo a Bueno, Cruz y Durán, la
eficiencia del subsistema de producción se puede medir
tanto desde una perspectiva técnica como económica.
Desde un punto de vista técnico la eficiencia
será:
Para ver la fórmula seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Las magnitudes del cociente anterior se
expresarán en las mismas unidades físicas. Como se
observa, el consumo de
factores será siempre mayor que el producto útil
obtenido, debido a la normal existencia de defectos, mermas o
roturas de los materiales en
el proceso de transformación. En el caso teórico
más óptimo, este cociente sería igual a 1,
significando que no se produciría ningún tipo de
desgaste; de ahí que el sistema será más
eficiente cuando exista el menor nivel de despilfarro posible de
recursos, es decir, cuanto más se acerque el ratio a
1.
1.2 modelos óptimos de planeación
de la producción
Son variados y similares los enfoques que con respecto
al proceso de planificación, programación y control
de la producción han sido tratados por
diversos autores tales como Schroeder [1992], Tawfik &
Chauvel [1992], Nahmias [1997], Rigss [1998], Buffa & Sarin
[1995], Meredith & Gibbs [1986] entre otros, quienes
establecen, en términos generales, que este se inicia con
las previsiones, de las cuales se desprenden los planes a largo,
mediano y corto plazo. Este enfoque, a juicio del autor presenta
algunas falencias, ya que carece del concepto integrador que en
el sentido vertical, debe comenzar en la estrategia
empresarial y que en el sentido horizontal, debe relacionarse con
los demás subsistemas de la
organización.
Otros autores como Starr, [1979], Companys Pascual, [1989],
Ploss, [1987] y Chase & Aquilano [1995], Adam & Ebert
[1991], ofrecen en sus obras modelos de gestión de la
producción que, a pesar de establecer un concepto
integrador en el sentido vertical, no expresan claramente la
integración en el sentido horizontal. Tal
vez son Vollmann et al [1997] y Domínguez Machuca et al
[1995], debe seguir un enfoque jerárquico, en el que se
logre una integración vertical entre los objetivos
estratégicos, tácticos y operativos y además
se establezca su relación horizontal con las otras
áreas funcionales de la compañía.
Básicamente las cinco fases que componen el proceso de
planificación y control de la producción
son:
- Planificación estratégica o a largo
plazo. - Planificación agregada o a medio
plazo. - Programación maestra.
- Programación de componentes.
- Ejecución y control.
Estas fases se deberán llevar a cabo en cualquier
empresa manufacturera, independientemente de su tamaño y
actividad, aunque la forma como estas se desarrollen
dependerá de las características propias de cada
sistema productivo. La figura , resume las principales fases
mencionadas junto con los planes que de ellos se derivan,
relacionando por un lado, los niveles de planificación
empresarial y por otro la planificación y gestión
de la capacidad.
Teniendo en cuenta los aspectos que se deben considerar en el
proceso de planificación, programación y control de
la producción y en aras de su importancia en las acciones de
mejoramiento de la capacidad competitiva de una
organización, a continuación se procederá a
analizar de manera detallada los aportes de distintos autores en
cuanto a conceptos, métodos y técnicas
más empleados en cada una de sus fases.
Para ver el gráfico seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Proceso de Planificación,
programación y control de la producción
Pronósticos
En aproximación se puede afirmar, que los
pronósticos son el primer paso dentro del
proceso de planificación de la producción y estos
sirven como punto de partida, no solo para la elaboración
de los planes estratégicos, sino además, para el
diseño
de los planes a mediano y corto plazo, lo cual permite a las
organizaciones, visualizar de manera aproximada
los acontecimientos futuros y eliminar en gran parte la
incertidumbre y reaccionar con rapidez a las condiciones
cambiantes con algún grado de precisión.
Desde el punto de vista conceptual, algunos autores [Tawfik &
Chauvel, 1992; Adam & Ebert, 1991; Kalenatic & Blanco,
1993] expresan la importancia de diferenciar entre los
términos predicción y pronóstico, ya que de
acuerdo a su criterio, las predicciones se basan meramente en la
consideración de aspectos subjetivos dentro del proceso de
estimación de eventos futuros,
mientras que los pronósticos, se desarrollan a
través de procedimientos
científicos, basados en datos
históricos, que son procesados mediante métodos
cuantitativos.
En lo referente a los tipos de pronósticos, estos pueden
ser clasificados de acuerdo a tres criterios: según el
horizonte de tiempo, según el entorno económico
abarcado y según el procedimiento
empleado.
Los pronósticos según el horizonte de tiempo pueden
ser de largo plazo, mediano plazo o corto plazo y su empleo va
desde la elaboración de los planes a nivel
estratégico hasta los de nivel operativo.
Los pronósticos según el entorno económico
pueden ser de tipo micro o de tipo macro y se definen de acuerdo
al grado en que intervienen pequeños detalles vs. Grandes
valores
resumidos.
Los pronósticos según el procedimiento empleado
pueden ser de tipo puramente cualitativo, en aquellos casos en
que no se requiere de una abierta manipulación de datos y
solo se utiliza el juicio o la intuición de quien
pronostica o puramente cuantitativos, cuando se utilizan
procedimientos matemáticos y estadísticos que no
requieren los elementos del juicio.
Tal vez esta última clasificación es la más
generalizada por los distintos autores consultados de acuerdo con
los cuales, los métodos
cualitativos y cuantitativos que se pueden aplicar en la
elaboración de los pronósticos son los
siguientes:
- Métodos Cualitativos: Método Delphi,
método del juicio informado, método de la
analogía de los ciclos de vida y método de la
investigación de mercados. - Métodos cuantitativos: Métodos por
series de
tiempo y métodos causales.
Una clasificación de los métodos aplicados
en la elaboración de pronósticos, realizada con
base en Hanke & Deitsch [1996] y Schroeder [1992], se
presenta en la tabla1 .Clasificación de los métodos
de pronóstico
1.4 Métodos gráficos y empíricos de
plantación de la producción
Para ver el gráfico seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Resulta evidente que uno de los principales
problemas del
administrador
de operaciones,
es el de seleccionar el mejor método de pronóstico,
que debe obedecer, en el caso de los métodos
cuantitativos, al comportamiento
histórico de los datos, con base en el análisis de los patrones de comportamiento
medio, tendencia, ciclos estacionales y elementos aleatorios. En
el caso de que los datos históricos no existan o sean poco
confiables, lo mejor es emplear un método cualitativo, los
cuales, aunque no ofrecen un alto grado de seguridad,
resultan mejores que nada.
Uno de los elementos de juicio que permiten la selección
del método, lo proporciona el análisis de error, el
cual expresa la diferencia entre los datos reales y los
pronosticados. Los métodos de cálculo
del error del pronóstico más comunes son: Error
promedio, Desviación Absoluta Media (MAD), Error Cuadrado
Medio (MSE), Error Porcentual Medio Absoluto (MAPE) y la Media de
las Desviaciones por Periodo (BIAS).
De cualquier forma, el mejor pronóstico es aquel, que
además de manipular los datos históricos mediante
una técnica cuantitativa, también hace uso del
juicio y el sentido común empleando el
conocimiento de los expertos. [Hanke & Deitsch
1996]
Una de las necesidades expresas, en el camino para
mejorar la competitividad, es la adopción
de una correcta estrategia de operaciones, la cual es definida
por Schroeder [1995] como una visión de la función
de operaciones que depende de la dirección o impulso
generales para la toma de decisiones. Esta visión, se debe
integrar con la estrategia empresarial y con frecuencia, aunque
no siempre, se refleja en un plan formal.
La estrategia de operaciones debe dar como resultado un
patrón consistente de toma de decisiones en las
operaciones y una ventaja competitiva para la
compañía. Así mismo, Chase & Aquilano
[1995], expresan, como aspecto importante a considerar, que dicha
estrategia debe especificar la manera en que la empresa
empleará sus capacidades productivas para apoyar la
estrategia corporativa. Todo esto significa, que la estrategia de
operaciones debe surgir de una estrategia empresarial a largo
plazo y a su vez, debe integrarse de manera horizontal con las
estrategias de
los demás subsistemas de la compañía.
De acuerdo con esta afirmación y en concordancia con
Domínguez Machuca et al [1995], la estrategia de
operaciones se constituye como un plan a largo plazo para el
subsistema de operaciones, en el que se recogen los objetivos a
lograr y los cursos de acción, así como la
asignación de recursos a los diferentes productos y
funciones. Todo ello debe perseguir el logro de los objetivos
globales de la empresa en el marco de su estrategia corporativa,
constituyendo además un patrón consistente para el
desarrollo de las decisiones tácticas y operativas del
subsistema. Lo anterior, no difiere del concepto de Schroeder
[1992], quien agrega además que la estrategia de
operaciones debe ser una estrategia funcional que debe guiarse
por la estrategia empresarial y cuyo corazón
debe estar constituido por la misión, la competencia
distintiva, los objetivos y las políticas.
En consonancia con lo anterior, Domínguez Machuca et al
[1995] plantea, que las dos funciones básicas que ha de
cumplir la estrategia de operaciones son:
- Servir como marco de referencia para la
planificación y control de la producción, de la
cual es su punto de partida. - Marcar las pautas que permitan apreciar en qué
medida el subsistema de operaciones esta colaborando el logro
de la estrategia corporativa.
Dentro de este propósito, las decisiones
básicas que deben ser contempladas dentro de la estrategia
de operaciones son:
- Decisiones de posicionamiento, que afectan la dirección
futura de la compañía y dentro de la cual se
incluyen los objetivos a largo plazo, el establecimiento de las
prioridades competitivas, la fijación del modelo de
gestión de la calidad, la selección de productos
y la selección de procesos. - Decisiones de diseño, concernientes al
subsistema de operaciones, que implican compromiso a largo
plazo y entre las cuales se encuentran el diseño del
productos y procesos, la mano de obra, la apropiación de
nuevas
tecnologías, decisiones de capacidad,
localización y distribución de instalaciones y
sistemas de
aprovisionamiento.
La planeación agregada denominada también
planeación combinada , se encuentra ubicada en el nivel
táctico del proceso jerárquico de planeación
y tiene como misión fundamental, la de establecer los
niveles de producción en unidades agregadas a lo largo de
un horizonte de tiempo que, generalmente, fluctúa entre 3
y 18 meses, de tal forma que se logre cumplir con las necesidades
establecidas en el plan a largo plazo, manteniendo a la vez
niveles mínimos de costos y un buen
nivel de servicio al
cliente.
El término agregado, en este nivel de planeación,
implica que las cantidades a producir se deben establecer de
manera global o como lo expresa Schroeder [1992] para una medida
general de producción o cuando mucho para algunas pocas
categorías de productos acumulados. De acuerdo con Nahmias
[1997], puede ser aconsejable utilizar unidades agregadas tales
como familias de productos, unidad de peso, unidad de volumen, tiempo
de uso de la fuerza de trabajo o valor en dinero. De
todas maneras, cualquier unidad agregada que se escoja debe ser
significativa, fácilmente manejable y comprensible dentro
del plan. De otra parte, dentro del proceso de elaboración
del plan agregado y en áreas del cumplimiento de su
objetivo
fundamental, es importante el manejo de las variables que pueden
influir en este, las cuales pueden ser clasificadas en dos
grandes grupos. En primer
lugar, están las variables de oferta, las
cuales permiten modificar la capacidad de producción a
través de la programación de horas extras,
contratación de trabajadores eventuales,
subcontratación de unidades y acuerdos de
cooperación; en segundo lugar, están las variables
de demanda, las cuales pueden influir en el comportamiento del
mercado mediante la publicidad, el
manejo de precios,
promociones, etc.
Así mismo, existen varias estrategias para la
elaboración del plan agregado, las cuales han sido
clasificadas por la mayoría de los autores en dos grupos,
subdivididos así:
- Estrategias puras:
- Mano de obra nivelada (con empleo de horas extras o
trabajadores eventuales) - Estrategia de persecución, adaptación
a la demanda o de caza: (con o sin empleo de la
subcontratación).
- estrategias mixtas: Se realizan mezclando varias
estrategias puras.
Debido a las diferentes estrategias que se pueden
adoptar, se debe obtener un plan que satisfaga las restricciones
internas de la organización y a la vez mantenga el
costo de
utilización de los recursos lo más bajo
posible.
En cuanto a las técnicas existentes en la
elaboración de planes agregados, de :
- Métodos manuales de
gráficos y tablas - Métodos matemáticos y de simulación: programación
lineal (método
simplex y método del transporte),
programación cuadrática, simulación con
reglas de búsqueda y programación con
simulación. - Métodos heurísticos: método de
los coeficientes de gestión, método PSH
(Production Switching Heuristic), reglas lineales de
decisión (LDR) y búsqueda de reglas de
decisión (SDR).
Un análisis comparativo acerca de algunas de las
citadas técnicas fue desarrollado por Chase & Aquilano
[1995] y se presenta en la tabla
Comparación entre algunos métodos de
planificación agregada
METODOS | HIPOTESIS | TÉCNICA |
Gráficos y tablas | Ninguna | Pruebas alternativas de planes por medio del |
Programación con | Existencia de un programa de | Prueba los planes agregados desarrollados por |
Programación lineal, método del | Linealidad, plantilla laboral | Útil para el caso especial donde los costos |
Programación lineal, método | Linealidad | Puede manejar cualquier numero de variables, pero |
Reglas de decisión lineal. | Funciones cuadráticas de costos | Utiliza coeficientes derivados |
Coeficientes de gestión | Los gerentes toman básicamente buenas | Emplea el análisis estadístico de |
Reglas de búsqueda de decisiones | Cualquier tipo de estructura de costos | Usa procedimientos de búsqueda de patrones |
Cabe anotar que, debido a su fácil
comprensión, tal vez las de mayor utilización por
parte de los empresarios son las de tipo manual a
través de gráficos y tablas.
Una vez concluido el plan agregado, el siguiente paso
consiste en traducirlo a unidades o ítems finales
específicos. Este proceso es lo que se conoce como
desagregación, subdivisión o descomposición
del plan agregado y su resultado final se denomina programa
maestro de producción (Master Production Schedule, MPS).
Básicamente, se puede afirmar que un programa maestro de
producción, es un plan detallado que establece la cantidad
específica y las fechas exactas de fabricación de
los productos finales . Al respecto, Vollmann et al [1997] agrega
que un efectivo MPS debe proporcionar las bases para establecer
los compromisos de envío al cliente, utilizar
eficazmente la capacidad de la planta, lograr los objetivos
estratégicos de la empresa y resolver las negociaciones
entre fabricación y marketing. Las
unidades en que puede ser expresado un MPS son:
- Artículos acabados en un entorno
continuo. - Módulos en un entorno repetitivo
- Pedido de un cliente en un entorno de
taller
En cuanto al horizonte de tiempo de un MPS, la
mayoría de los autores coinciden en que este puede ser
variable y que dependiendo del tipo de producto, del volumen de
producción y de los componentes de tiempo de entrega, este
puede ir desde unas horas hasta varias semanas y meses, con
revisiones, generalmente, semanales. Así mismo, agregan
que, en áreas de mantener el control y evitar el caos en
el desarrollo del MPS, es importante subdividir su horizonte de
tiempo en tres marcos:
- Fijo: Periodo durante el cual no es posible hacer
modificaciones al PMP. - Medio fijo: Aquel en el que se pueden hacer cambios
a ciertos productos. - Flexible: Lapso de tiempo más alejado, en el
cual es posible hacer cualquier modificación al
MPS.
En lo referente a los insumos para la obtención
del MPS es importante la consideración de los siguientes
elementos el plan agregado en unidades de producto, las
previsiones de ventas a corto
plazo en unidades de producto, los pedidos en firme comprometidos
con los clientes, la
capacidad disponible de la instalación o el centro de
trabajo y por último, otras fuentes de
demanda.
Dentro del proceso de formalización del MPS, algunas de
las funciones claves que este debe cumplir son:
- Traducir los planes agregados en artículos
finales específicos. - Evaluar alternativas de
programación. - Generar requerimientos de materiales.
- Generar requerimientos de capacidad y maximizar su
utilización. - Facilitar el procesamiento de la
información. - Mantener las prioridades
válidas.
Con respecto a las técnicas existentes para
desagregar el plan agregado y traducirlo a un MPS, se han
desarrollado algunos modelos analíticos y de
simulación los cuales, a juicio de los autores citados,
adolecen de los mismos problemas de la planificación
agregada, siendo los de mayor uso por parte de los empresarios,
los métodos de prueba y error. No obstante, plantea la
existencia de otros métodos para la desagregación,
a saber:
- Método de corte y ajuste: Pone a prueba
diversas distribuciones de la capacidad para los productos en
un grupo hasta que se determine una combinación
satisfactoria. - Métodos de programación
matemática: Modelos de optimización que
permiten la minimización de los costos. - Métodos heurísticos: Al igual que en
la planeación agregada, permiten llegar a soluciones
satisfactorias aunque no óptimas.
Por último y de acuerdo con Vollmann [1997], es
importante anotar que un buen MPS debe tomar en cuenta las
limitaciones de capacidad y mantenerse factible desde este punto
de vista, lo cual puede lograrse aplicando las siguientes
técnicas:
- Planificación de capacidad usando factores
agregados. - Listas de capacidad.
- Perfiles de recursos.
De estas, las más utilizadas son las dos
últimas por su mayor exactitud.
En lo referente a la programación de componentes, que se
corresponde con la siguiente etapa del enfoque jerárquico,
se ha preferido darle un tratamiento diferenciado y por tanto se
publicará en un documento posterior.
Unidad II Secuencias y Asignaciones
2.1 Balanceo de líneas
Ejecución y control de la
producción
El último paso dentro del proceso
jerárquico de planificación y control, lo
constituye el programa final de operaciones, el cual le
permitirá saber a cada trabajador o a cada responsable de
un centro de trabajo lo que debe hacer para cumplir el plan de
materiales y con el, el MPS, el plan agregado y los planes
estratégicos de la empresa.[Domínguez Machuca et
al, 1995].
Estas actividades, se en marcan dentro de la fase de
ejecución y control, que en el caso de las empresas
fabriles se denomina gestión de talleres. Un taller de
trabajo, de acuerdo con Chase & Aquilano [1995], se define
como una organización funcional cuyos departamentos o
centros de trabajo se organizan alrededor de ciertos tipos de
equipos u operaciones; en ellos, los productos fluyen por los
departamentos en lotes que corresponden a los pedidos de los
clientes.
Es importante dentro de esta fase de gestión, tomar en
consideración el tipo de configuración productiva
que tiene el taller, pues dependiendo de esta, así mismo
será la técnica o procedimiento a emplear en su
programación y control. Básicamente, la generalidad
de los autores consultados, plantea, que la configuración
de los talleres puede ser de dos tipos:
- Talleres de configuración continua o en serie:
Aquellos en donde las máquinas y centros de trabajo se
organizan de acuerdo a la secuencia de fabricación
(líneas de ensamblaje), con procesos estables y
especializados en uno o pocos productos y en grandes lotes. En
ellos, las actividades de programación están
encaminadas principalmente, a ajustar la tasa de
producción periódicamente. - Talleres de configuración por lotes: En los
que la distribución de máquinas y centros de
trabajo, se organizan por funciones o departamentos con la
suficiente flexibilidad para procesar diversidad de productos.
Estos pueden ser de dos tipos:
- Configurados en Flow Shop: Donde los distintos
productos siguen una misma secuencia de
fabricación. - Configurados en Job Shop: Aquellos donde los
productos siguen secuencias de fabricación
distintas.
Así mismo, en la práctica, muchos talleres
debido a las necesidades de fabricación y exigencias
competitivas del mercado actual, han adoptado configuraciones
híbridas, de las cuales, la más generalizada es la
configuración celular o células de
manufactura.
Estas constituyen un sistema de fabricación
diseñado para procesar familias de piezas, con una
distribución física tal, que permite simplificar
los procedimientos de planificación y control.
En términos generales y en el caso más complejo,
las actividades que se presentan en la programación y
control de operaciones son :
- ¿Qué capacidad se necesita en el centro
de trabajo? - ¿Qué fecha de entrega se debe prometer
en cada pedido? - ¿En qué momento comenzar cada
pedido? - ¿Cómo asegurar que los pedidos terminen
a tiempo?
Las pregunta 1 puede ser resuelta a través de los
análisis de carga; las preguntas 2 y 3 se resuelven con la
aplicación de las técnicas de Secuenciación
y la programación detallada y la pregunta 4 con el
análisis de fluidez y el control insumo producto.
Asignación de carga: En aproximación a los
conceptos de Heizer & Render [1997], Adam & Ebert [1991],
Lockyer [1995], Schroeder [1992] y Domínguez Machuca et al
[1995], esta se define como la asignación de tareas a cada
centro de trabajo o de proceso, que permite controlar la
capacidad y la asignación de actividades
específicas en cada centro de trabajo. En general las
técnicas más empleadas en la asignación de
carga son: Gráficos Gantt, perfiles de carga o diagramas de
carga, métodos optimizadores (algoritmo de
Kuhn o método Húngaro) y soluciones
heurísticas (método de los índices).
Secuenciación de pedidos: Esta actividad consiste, en la
determinación del orden en que serán procesados los
pedidos en cada centro de trabajo, una vez establecida la
existencia de capacidad. El problema de la Secuenciación
se hace más complejo en la medida que aumenta el
número de centros de trabajo, sin importar la cantidad de
pedidos; así mismo, es importante tomar en cuenta el tipo
de configuración del taller, pues de esto depende la
aplicabilidad de las diferentes técnicas. En lo referente
a talleres configurados en Flow Shop, las técnicas
más conocidas son:
- Técnicas de Secuenciación en una
máquina: algoritmo húngaro, algoritmo de
Kauffman, regla SPT y el método de persecución de
objetivos utilizado en los sistemas Kanban. - Técnicas de Secuenciación en varias
máquinas: regla de Johnson para N pedidos y dos
máquinas, regla de Johnson para N pedidos y tres
máquinas y reglas para N pedidos y M máquinas
(algoritmo de Campbell-Dudek-Schmith, algoritmo de Bera,
técnicas de simulación, sistemas
expertos y más recientemente los Sistemas
Cooperativos Asistidos).
Para los talleres configurados en Job Shop, debido a la
diversidad en la secuencia de operaciones, no es posible emplear
alguna técnica de optimización, por lo cual, la
secuencia de operaciones, se establece en función de los
objetivos específicos de cada programador, a través
del uso de reglas de prioridad. recopilación realizada en
las obras de varios autores, permite determinar que las reglas de
prioridad más empleadas son:
- FCFS: First come/ First serve (primero en llegar,
primero en ser atendido). - FISFS: First In System/ First Serve (primero en el
sistema, primero en ser atendido) - SPT: Shortes Processing Time (menor tiempo de
procesamiento). - EDD: Earliest Due date (fecha de entrega más
próxima). - CR: Critical Ratio (razón critica o ratio
crítico). - LWR: Least Work Remaining (mínimo trabajo
remanente). - FOR. Fewest Operations Remaining (número
mínimo de operaciones remanentes). - ST : Slack Time (tiempo de holgura).
- ST/O: Slack Time per Operation (tiempo de holgura
por operación). - NQ: Next Queue (siguiente en la cola).
Programación detallada: Determina los momentos de
comienzo y fin de las actividades de cada centro de trabajo,
así como las operaciones de cada pedido para la secuencia
realizada. Las técnicas más utilizadas son:
programación adelante y hacia atrás, listas de
expedición, gráficos Gantt y programación a
capacidad finita. Fluidez: Permite verificar que los tiempos
planeados se cumplan, de tal forma que, si existen desviaciones
en la producción real, se puedan tomar medidas correctivas
a tiempo.
Control de insumo / Producto: Controlan los niveles de
utilización de la capacidad de cada centro de trabajo,
mediante los informes de
entrada/salida.
es importante aclarar, que con independencia de la técnica
escogida, la programación detallada y el control de
operaciones a corto plazo, deben ser diseñadas y
ejecutadas en función del alcance de dos objetivos
básicos: la reducción de costos y el aumento del
servicio al cliente.
BALANCEO DE LÍNEAS
(ANÁLISIS DE LA PRODUCCIÓN)
El problema de
diseño para encontrar formas para igualar los tiempos de
trabajo en todas las estaciones se denomina problema de balanceo
de línea.
Deben existir ciertas condiciones para que la producción
en línea sea práctica:
1) Cantidad. El volumen o cantidad de producción debe ser
suficiente para cubrir el costo de la preparación de la
línea. Esto depende del ritmo de producción y de la
duración que tendrá la tarea.
2) Equilibrio.
Los tiempos necesarios para cada operación en línea
deben ser aproximadamente iguales.
3) Continuidad. Deben tomarse precauciones para asegurar un
aprovisionamiento continuo del material, piezas, subensambles,
etc., y la prevención de fallas de equipo.
Los casos típicos de balanceo de línea de
producción son:
1) Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el
número de operarios necesarios para cada
operación.
2) Conocido el tiempo de ciclo, minimizar el número de
estaciones de trabajo.
3) Conocido el número de estaciones de trabajo, asignar
elementos de trabajo a la misma.
Para poder aplicar
el balanceo de línea nos apoyaremos de las siguientes
fórmulas:
Para ver el gráfico seleccione la
opción "Descargar" del menú
superior
EJEMPLO 1:
Se desea saber el Costo Unitario de
la fabricación de 500 artículo en un turno de 8
horas, donde el salario es de
$50, entonces aplicando el tiempo estándar obtenido,
tenemos que por cada elemento tenemos, teniendo en cuenta que se
tiene una eficiencia del 90%
Para ver la tabla seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Ya que determinamos nuestro tiempo estándar, por
cada elemento de nuestra tarea definida, que es la
laminación, pulido, etc., planteamos el costo unitario
para la fabricación de 500 artículos, en un jornada
de 8 horas de trabajo, observando la situación de la
condiciones de trabajo en
LÍNEAS DEL
MULTI-MODELO
Este acercamiento trata la planta de
fabricación como recurso reconfigurable, que produce
diversos modelos en las hornadas una después de la otra.
Antes de producir una hornada, los líneas que el equipo
(gente, herramientas, fuente material) se fija hasta juego el
modelo o la variante requirieron. Este proceso toma tiempo. La
hornada de productos entonces se produce según
horario.
La ventaja de una línea del multi-modelo es que instalado
una vez para un modelo particular es tan eficiente como una
línea convencional. La desventaja es que el setting-up
toma el tiempo, que significa la producción y la
ineficacia perdidas.
Los problemas para el planificador de una línea del
multi-modelo son:
1. ¿Cómo balancear la línea para cada
producto por separado? Esto es bastante directo, puesto que la
función de la viabilidad tecnológica seguida por el
uso de un método que balancea estándar
(véase Helgeson y Birnie [ 1 ] o Moodie y jóvenes [
2 ] ).
2. ¿Cómo ordenar las hornadas para reducir al
mínimo pérdidas del cambio? Es a menudo el caso que
los cambios a partir del uno a otro tomarán menos tiempo
que el cambio reverso.
Este segundo problema no se discute más lejos aquí:
es un problema que ordena estándar que el lector
encontrará ocupado en de la mayoría de los textos
en la gerencia de
las operaciones.
LÍNEAS DEL MEZCLAR-MODELO
El
acercamiento del mezclar-modelo es más realista en el
mundo moderno, dado la subida de equipo de fabricación
flexible software-configurable. La
premisa básica es que los productos múltiples son
manejados por cada sitio de trabajo sin paradas para cambiar
encima entre ellas. Esto permite una secuencia al azar del
lanzamiento para poder hacer productos en la orden y la mezcla
que el mercado exige.
Una dificultad es que el contenido de trabajo en cada sitio de
trabajo puede diferenciar de modelo al modelo. Otro, que sigue de
esto, es que el tiempo ocioso en cada estación
varía a partir de tiempo al tiempo dependiendo de la
secuencia de modelos a lo largo de la línea.
Los problemas para el planificador de un multi-modelo alinean son
otra vez dobles:
1. ¿Cómo balancear la línea cuando diversos
productos tienen diverso contenido de trabajo?
2. ¿Cómo determinar la secuencia óptima del
lanzamiento que reduce al mínimo pérdidas?
El segundo problema es una edición
de gerencia de las operaciones que, otra vez, el estudiante
afilado puede investigar de los textos de OM. Qué reparto
del mejor o bien con aquí es el DISEÑO (el
balancear) de una línea del mezclar-modelo.
BALANCEAR UNA
LÍNEA DEL MEZCLAR-MODELO
Aunque el problema puede
aparecer desalentador, el método de la solución es
absolutamente directo. Hay apenas una advertencia de
eliminación: debe ser tecnológico factible producir
los diversos modelos en la misma línea. ¡Así,
it?s razonables intentar mezclar la producción, por
ejemplo, de 10 diversos modelos del video, o de 15
diverso TV’s en la misma línea, pero de estos no
realistas para hacer los tractores y el avión en la misma
línea! Realmente, debemos hablar de diversas VARIANTES del
mismo producto, más bien que de PRODUCTOS totalmente
diversos.
Hay varias maneras de ir sobre esto, pero aquí y
adaptación del procedimiento de Helgeson y de Birnies que
es conceptual simple y fácil aplicarse. El procedimiento
del contorno para solucionar el problema es éste:
1. Reúna el proceso y los datos tecnológicos para
la gama del producto, es decir tiempos de la operación y
precedences (qué deben seguir lo que si el producto debe
ir junto)
2. Consiga los datos de la demanda en qué volumen de cada
producto se requiere y en qué tarifa. Esto puede estar
disponible como volúmenes variables absolutos, o puede
estar como volumen agregado más datos de la mezcla del
producto.
3. Utilice esta información para producir una tabla de
épocas de proceso compuestas . La tabla debe contener,
para cada operación, un rato de proceso cargado por la
proporción de productos usando esa operación.
Así, una operación que toma 10 minutos en la cual
ocurre el solamente 35% de la demanda total se convierte en los
minutos 3½.
4. Calcule la duración de ciclo y el número
mínimo de las estaciones requeridas.
5. Construya un diagrama de la
precedencia para el producto compuesto, demostrando qué
operaciones dependen de otras, tomando cuenta de todas las
variantes que se producirán.
6. Determine el peso posicional (picovatio) de cada
operación, como usted para un ejercicio que balanceaba
normal. Utilice los tiempos cargados para determinarse
PWs.
7. Asigne las operaciones a las estaciones , teniendo respeto a PWs,
precedencia y tiempo restante en el sitio de trabajo. Dependiendo
de los objetivos y de los apremios, usted puede tener que repetir
este paso final varias veces, intentando reducir al mínimo
el número de sitios de trabajo, maximiza rendimiento de
procesamiento o maximizar eficacia.
COmo Puede ver todo viene abajo a crear un producto ficticio de
la composición existe qué no esta realmente pero
que tiene las características de toda la gama, entonces
aplicando la técnica estándar de la libra. Vamos a
hacer un ejemplo. Las gracias van a Vonderembse [ 3 ] para su
inspiración.
Ejemplo: Información de fondo
Una planta
de fabricación flexible debe ser fijada hasta el paquete
una gama de los kits médicos del hospital. Todos los kits
utilizan los mismos elementos básicos, pero hay
variación. En el estándar el producto contiene un
sistema de los componentes, el básico tiene un sistema
más pequeño, mientras que la versión de lujo
contiene los mismos artículos que el kit estándar
pero en mayor cantidad más un par de artículos
adicionales.
Los datos operacionales y del producto de la mezcla para las tres
variantes se 1 dan en la tabla siguiente
Para ver la tabla seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Tabla 1 Datos operacionales y del
producto de la mezcla para los tres productos
Una salida agregada de 6.000 unidades se
requiere a partir de una semana de trabajo eficaz de 40
horas.
Solución
¿Primero, vamos a determinar los tiempos de proceso del
producto, multiplicando la época de proceso real para cada
elemento por la proporción de la demanda para ese
elemento.
Cada uno de las primeras tres demostraciones de las columnas el
tiempo básico de la operación, y en negrilla el
resultado cuando esto es multiplicada por la proporción de
la demanda. ¿La columna final demuestra la suma de estas
épocas cargadas, el tiempo de la operación del
producto el cuál es la época eficaz para esta
operación. En este modelo, los tiempos de la
operación son en segundos y las sesiones de trabajo son
sobre horas y semanas. Usted necesita estar seguro que usted
es constante en su uso de unidades, usando multiplicadores como
apropiado. (hacer la conversiones correctas como buen Ingeniero
industrial)
Para ver la tabla
seleccione la opción "Descargar" del menú
superior
Después, los vamos determinan el número
mínimo de los sitios de trabajo necesitados.
Duración de ciclo = (horas/semana disponible x
3600)/(semana hecho salir) = 40 x 3600/6000 = 24
segundos
Número ideal de sitios de trabajo = contenido de
trabajo/duración de ciclo compuestos
= 1061/24
= 4,42
No podemos tener 0,42 de una estación, así que el
número mínimo de estaciones es 5 (cinco). Se
redondea como se puede apreciar.
Después, los vamos a dibujar un diagrama de la
precedencia.
Para ver el gráfico seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Diagrama de la precedencia para el
montaje del kit médico
Observe que en este caso no hay operaciones
únicas a una sola variante. Si hubiera, serían
justas dirigido como cualquier otra de Op. Sys.. El diagrama es
constante con la columna final
Ahora, los let?s determinan los pesos posicionales de cada
operación. El picovatio de una operación es la suma
de los tiempos de proceso para TODAS LAS operaciones que dependen
de ella, más su propio tiempo de proceso. En la tabla
todas las operaciones dependen de la operación A. En el
caso de una línea del mezclar-modelo, el PWs se calcula a
partir de los tiempos compuestos establecidos anterior. El
picovatio de A de Op. Sys. aquí es así 106,1 .
Demuestra el PWs para el resto de ops, alineado en orden
descendente. Nota cómo el picovatio cambia cuando las
operaciones paralelas (B, C, D y F, G, H), están
implicados.
Fila del picovatio | Operación | Peso Posicional | Comentario |
1 | A | 106,1 | ¿Primer de Op. Sys.? todos los otros |
2 | B | 80,4 | B, C, D es independiente E y ops más últimos dependen de |
3 | D | 76,3 | |
4 | C | 78,1 | |
5 | E | 71,4 | Suma de todo el después de |
6 | F | 51,6 | F, G, H es independiente I Y J dependa de cada uno |
7 | H | 40,0 | |
8 | G | 37,2 | |
9 | I | 32,4 | F, G y H deben toda preceder I |
10 | J | 22,4 | De Op. Sys. pasado, tan Picovatio = tiempo de |
pesos posicionales alineados de
operaciones
Ahora podemos asignar operaciones a las estaciones
de la manera normal. El procedimiento heurístico
es:
1. En la estación I, considere todas operaciones (es decir
ésas para las cuales no hay operaciones precedentes). Si
hay más de uno, seleccione eso con el picovatio más
alto.
2. Continúe procurando asignar operaciones a la
estación I hasta que no más de operaciones
elegibles no existen ni cabrán en el tiempo restante.
Registre el tiempo ocioso, si lo hay.
3. Muévase a la estación II. Repita las tentativas
de asignar operaciones elegibles, en la orden descendente del
picovatio, hasta que no hay operación elegible que
cabrá. Observe que eligibility/precedence viene siempre
antes del picovatio; El picovatio se utiliza para romper
lazos.
4. Repetición hasta que se han asignado todas las
operaciones, incluso si significa crear más que el
número mínimo teórico de
estaciones.
5. Finalmente, calcule el equilibrio retrasa cociente del (=
100-efficiency) la hora laborable disponible y el tiempo ocioso
total.
En la siguiente tabla se demuestra el procedimiento
gradualmente.
Para ver la tabla seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Paso a Paso determinamos estaciones de trabajo de manera
Heurística
Estación | Operaciones Asignadas | Tiempo |
I | A, B | 0.9 |
II | D, C, E | 5.0 |
III | F, G | 0 |
IV | H, I | 6.4 |
V | J | 1.6 |
| Tiempo Total | 13.9 |
Sumatoria del tiempo asignado de las
estaciones de trabajo
Para Calcular el Tiempo de Balanceo, el tiempo de
ciclo fue de 24 segundos, entonces el tiempo Total Trabajando en
Línea Balanceada = Tiempo del ciclo x Numero de
Estaciones
Eficiencia del Tiempo:
Para ver las fórmulas seleccione
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BALANCEO DE LÍNEAS DE UNA
PLANTA DE FABRICACIÓN
La planta de la
asamblea final para el barco de vela one-person de Mach 10
está en Cupertino, California. En este tiempo solamente
200 minutos están disponibles cada día para
resolver una demanda diaria para 60 barcos de vela.
a) Dado el drenaje siguiente de la información el diagrama
de la precedencia y asigne las tareas a los pocos sitios de
trabajo posibles resolver la demanda.
Tarea | Tiempo | Precedentes |
A | 1 | – |
B | 1 | A |
C | 2 | A |
D | 1 | C |
E | 3 | C |
F | 1 | C |
G | 1 | D, E, F |
H | 2 | B |
I | 1 | G, H |
b) ¿Cuál es la eficacia de la
línea?
c) Repita los pasos arriba con 300 minutos de tiempo de montaje
de disponible cada día. ¿Cuál ahora es la
eficacia de la línea?
d) Repita los pasos arriba con 400 minutos de tiempo de montaje
de disponible cada día. ¿Cuál ahora es la
eficacia de la línea?
Respuestas:
a)
b)
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Eficacia el = 78%
(las disposiciones múltiples en esta eficacia son
posibles)
c)
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Eficacia = 86,7%
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(las disposiciones múltiples en esta eficacia son
posibles)
d)
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Eficacia = 64,9%
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