El Sistema de Planificación

EL SISTEMA DE PLANIFICACIÓN, PROGRAMACIÓN Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN Ing. Rogelio A. A. Morán

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*

LA GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN Y LA PLANIFICACIÓN

1.1 Estrategia y táctica La estrategia de una empresa apunta a la elección de un mercado, a la definición de la parte del mercado pretendida, y al reconocimiento de los medios a desplegar para alcanzar ese objetivo. La estrategia interesa al largo plazo y necesita hipótesis de trabajo que a menudo son difíciles de justificar dado que las mismas se basan en la evolución futura del mercado, de las restricciones sociales, de la moneda, de las estrategias de la competencia, etc. En particular, es la estrategia de quienes toman las decisiones la que fija el nivel de automatización de los sistemas de fabricación, así como de su flexibilidad. Cuanto más grande es el número de productos diferentes que el sistema debe fabricar mayor flexibilidad se requiere y, además, a mayor flexibilidad el sistema puede absorber más fácilmente las variaciones del ambiente (demoras, diferentes ritmos de producción) y también sus propias variaciones (casos de desperfectos en las máquinas, por ejemplo). De la estrategia corporativa se deducen las estrategias de cada una de las áreas (Operaciones, Comercialización, Comercialización, Finanzas, etc.). El nivel táctico agrupa el conjunto de medios que permiten hacer evolucionar la empresa de la mejor manera posible, teniendo en cuenta las restricciones externas e internas aceptadas en la elaboración de la estrategia, o bien no previstas. Concierne al mediano y corto plazo. La gestión de la producción, en el sentido habitual del término, se sitúa en el nivel táctico. MERCADO

ESTRATEGIA CORPORATIVA

ESTRATEGIA DE COME COMERC RCIAL IALIZ IZAC ACII N

ESTRATEGIA DE OPERACIONES

ESTRATEGIA DE FINANZAS

DIRECC DIRECCII N DE OPER OPERACI ACION ONES ES

PERSONAS

PLANTAS

PARTES

PROCESOS PROCESOS

PLANIFICACIÓN, PROGRAMACIÓN Y CONTROL

Figura 1

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Profesor Titular y Director del Departamento de Optimización y Control. Escuela de Ingeniería Industrial. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura. Universidad Nacional de Rosario. © 2011. 1

En el nivel táctico es la Dirección de Operaciones, o Dirección de la Producción, la que trata con todos los recursos de producción de la empresa (Figura 1). Estos recursos, que suelen ser llamados “las 5 P” de las operaciones, son los siguientes:    

Personas: El personal de producción. Plantas: Las fábricas o lugares donde se realiza la producción o se presta el servicio. Partes: Los materiales o insumos que pasan a través del sistema. Procesos: Los equipos y procesos necesarios para lograr la producción de los bienes o servicios.



Planificación: El sistema de planificación, programación y control constituido por los datos, los modelos y procedimientos y la información utilizados para la gestión de todo el sistema.

1.2 Automatización, Flexibilidad y Gestión Conviene remarcar aquí algo que es esencial: mientras más elevado es el grado de automatización, más se desplaza la gestión de la producción del nivel táctico al estratégico. En el límite, un sistema totalmente automatizado tiene incorporada la gestión apropiada en función de los objetivos fijados por el usuario, con lo que escapa a la consideración de decisiones en tiempo real que son las que deben elaborarse en los plazos otorgados por la propia evolución del sistema. La automatización total implica que la gestión de la producción haya sido pensada en el momento de la concepción del sistema y sea parte integrante del mismo. Pero una gestión de la producción totalmente prevista como ésta exige el conocimiento exhaustivo de los diferentes estados posibles del sistema y de su ambiente. Evidentemente la flexibilidad del sistema se encuentra así muy limitada. De esta forma, más allá de la tecnología que la haga posible, la automatización es una elección estratégica que limita la flexibilidad y tiende a integrar la gestión al sistema de producción. En el polo opuesto, una flexibilidad elevada es la que mejor se adapta a automatizaciones localizadas, pero exige un sistema de gestión sofisticado, pues debe reaccionar a decisiones en tiempo real en un ambiente complejo. ALTA

SISTEMAS CLÁSICOS

Entre estos casos extremos hay una gama de situaciones intermedias, como muestra la Figura 2.

CÉLULAS FLEXIBLES

La tendencia actual es, siempre que sea posible, avanzar hacia la TALLERES FLEXIBLES automatización total a fin de responder a las restricciones sociales, LÍNEAS FLEXIBLES de mercado, etc. que demandan LÍNEAS AUTOMÁTICAS productos de complejidad creciente BAJA y de calidad cada vez más elevada. BAJA AUTOMATIZACIÓN ALTA Sólo los sistemas que requieren una flexibilidad elevada se conforman Figura 2 con automatizaciones localizadas. En el primer caso, un error de diseño afecta la totalidad del sistema, de aquí la importancia de conocer lo más completamente posible, desde el estudio inicial, su comportamiento dinámico. Por el contrario, un sistema muy flexible tiene tal cantidad de parámetros a controlar que hace prácticamente imposible elaborar las decisiones en tiempo real. El camino adoptado D A D I L I B I X E L F

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El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. Producción. © 2011 R. Morán.

generalmente es el de aplicar reglas de gestión; y entonces hace falta conocer a priori la respuesta del sistema frente a cada una de las reglas posibles.

1.3 Planificación, Programación y Control Mientras la productividad de los puestos de trabajo se mejora por la automatización, es posible todavía obtener mejoras sustanciales por medio de una mejor organización y una mejor gestión del flujo de materiales y productos en la planta. Es aquí donde intervienen las 1 funciones de planificación, programación y control de la producción. La calidad de esta gestión tiene consecuencias directas sobre el nivel de productos en curso de elaboración, la tasa de utilización de los equipos, las demoras en las entregas, que son características de la productividad, así como sobre la capacidad de reacción a los imprevistos.

1.4 Posición de la función de Planificación, Programación y Control La Figura 3 esquematiza conceptualmente el proceso de producción y su sistema de gestión. El sistema físico de producción está formado por: •

Un sistema de fabricación, donde son transformados los materiales a través de los recursos disponibles en las unidades de producción.

•

Un sistema de almacenamiento para las materias primas y productos elaborados o semielaborados. SISTEMA DE GESTIÓN GESTIÓN DE DATOS TÉCNICOS

GESTIÓN DE MATERIALES

SISTEMA FÍSICO SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

El sistema de gestión es el que organiza el proceso de producción a fin de fabricar los productos deseados. Esquemáticamente se puede descomponer en: •

GESTIÓN DE DATOS COMERCIALES

GESTIÓN DE LOS RECURSOS

SEGUIMIENTO DE LA PRODUCCIÓN PLANIFICACIÓN Y PROGRAMACIÓN

Figura 3 •

SISTEMA DE FABRICACIÓN

La gestión de datos técnicos, que maneja todos los datos relativos a los productos, procesos, equipos, tiempos estándar, etc. •

La gestión de datos comerciales, que recibe los pedidos, establece los programas de entregas deseados, etc. •

La gestión de materiales, que asegura el suministro y seguimiento de materias primas y componentes, así como la gestión de productos terminados.

La gestión de los recursos, que organiza en el tiempo la realización de las tareas necesarias para fabricar los productos, asociándoles los recursos necesarios. Asume un rol de comando del conjunto y juega un papel central en el sistema de producción. Utiliza la información del seguimiento de la producción como control del cumplimiento de los planes y programas.

El objetivo de las funciones de Planificación y Programación es precisamente asegurar esa gestión de los recursos (personas, equipos), de los materiales y del t iempo. Para ello utiliza las informaciones contenidas en los otros módulos del sistema de gestión.

El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. © 2011 R. Morán.

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1.5 Características de la función Planificación-Programación El objetivo de esta función es responder las siguientes preguntas:   

¿Cuántos productos de cada tipo deben fabricarse? ¿Cuándo se los debe fabricar? ¿Cómo organizar su fabricación?

La información básica para resolver este problema está dada por:    

Datos comerciales. Datos sobre los productos. Datos sobre los recursos y los materiales. Datos sobre el estado real del proceso de fabricación.

La característica esencial de esta función es que debe organizar la realización de tareas interdependientes originadas en la descomposición de los trabajos o productos a fabricar. La interdependencia proviene fundamentalmente de las relaciones de orden entre las tareas originadas en el método de fabricación (o ruta de proceso) y en el compartir recursos comunes. Además esta función debe satisfacer objetivos más o menos contradictorios como la minimización del costo o del tiempo de fabricación, el control de demoras, la minimización del nivel de productos en curso de elaboración, la suavización de la curva de carga de producción, etc.

1.6 Enfoque multinivel (jerárquico) En los problemas reales generalmente hay numerosos y variados productos cada uno de los cuales requiere la ejecución de un número a menudo elevado de operaciones. Todo esto conduce a modelos de gestión de gran dimensión en los cuales hay que enfrentar un contenido combinatorio elevado. Además la heterogeneidad de los objetivos torna ilusoria, en general, la posibilidad de una optimización global. Esta es la razón por la que se utiliza habitualmente una estructura multinivel para la toma de decisiones en esta función. La estructura se basa en una descomposición vertical y en general comporta tres niveles fundamentales, como muestra la Figura 4.

1) Planificación de largo plazo

PLANIFICACIÓN DE LARGO PLAZO FAMILIAS DE PRODUCTOS

PLANIFICACIÓN DE MEDIANO PLAZO PRODUCTOS

PROGRAMACIÓN DE CORTO PLAZO OPERACIONES

SISTEMA DE PRODUCCIÓN

Figura 4 4

Define la estrategia general de la empresa: implantación de nuevas fábricas, ampliación de instalaciones, definición de nuevos productos, incorporación de nuevos materiales, adquisición de nuevos equipos de producción, etc.

2) Planificación de mediano plazo Es el nivel táctico. Sobre la base de una estructura de producción bien definida obtiene un plan de producción sobre un cierto horizonte (típicamente un año, con períodos mensuales o trimestrales), teniendo en cuenta los datos comerciales, las materias primas y los recursos disponibles. El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. © 2011 R. Morán.

3) Programación de corto plazo Organiza la ejecución del plan de mediano plazo definiendo el ordenamiento detallado de las operaciones en un horizonte que depende del tipo de producción y por lo tanto es muy variable: puede ser de un día, de una semana (con períodos diarios) o un mes (con períodos semanales), de manera de asegurar la realización de los productos deseados. De esta forma las decisiones de gestión resultan de una sucesión de decisiones elaboradas por refinamiento progresivo: la decisión tomada en un cierto nivel constituye el objetivo del nivel inmediato inferior. El objetivo de tal descomposición es el de llevar la resolución de un problema de gran dimensión, con características muy variadas, a l a resolución de una sucesión de problemas de dimensiones razonables y con características más homogéneas. Este enfoque multinivel es muy utilizado en la práctica y tiene ciertas consecuencias que no siempre son correctamente tenidas en cuenta, en particular en el nivel de los sistemas (software) de gestión de la producción. Son las siguientes:

a) Adaptación de los modelos según el nivel El carácter de los problemas de decisión tratados en los diferentes niveles se hace cada vez más global a medida que se consideran niveles más elevados en la estructura. En el más alto nivel estos problemas conciernen esencialmente a la alta dirección de la empresa, que es la que requiere información global. Esto implica entonces la noción de agregación de datos y de información, y se necesitan modelos de decisión apropiados para generar esa información agregada. Por otra parte, cuando se desciende hacia el nivel operativo se necesita un grado de detalle cada vez mayor, lo que aumenta enormemente el contenido combinatorio y aleatorio de los problemas. Por estas razones todas las decisiones son necesariamente de plazo cada vez más corto cuanto más bajo es el nivel y se requieren modelos de gestión apropiados para estas situaciones. Es claro entonces que los modelos de gestión utilizados para la planificación y programación se deben adaptar a la naturaleza del problema de decisión propia de cada nivel.

b) Adaptación del horizonte según el nivel La toma de decisiones en un cierto nivel, si se la considera como un proceso dinámico, supone el conocimiento de dos intervalos de tiempo: 



Un horizonte de decisión, que corresponde al intervalo de tiempo en el cual la decisión tomada es aplicable. Un horizonte de previsión o planificación que corresponde al intervalo de tiempo que hay que considerar para tomar convenientemente la decisión.

S E N O I S I V E R HORIZONTE

PERÍODOS REVISADOS

PERÍODO AGREGADO

HORIZONTE DE PLANIFICACIÓN

DE DECISIÓN

PERÍODOS Figura 5 El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. © 2011 R. Morán.

5

El horizonte de planificación se divide en períodos, de manera que el primero constituye el horizonte de decisión, que es el que se ejecuta. Las decisiones consideradas para los períodos siguientes sirvieron para evaluar las consecuencias de la decisión retenida para el primero y podrán ser modificadas en sucesivas revisiones, a través de un procedimiento de horizonte deslizante, como muestra la Figura 5. Esto es, transcurrido el primer período se revisan todos los períodos siguientes y se agrega uno nuevo al final, de manera que siempre se considera el mismo número de períodos, y se dice que el horizonte de ha deslizado o desplazado. El nuevo primer período es el nuevo horizonte de decisión. En el enfoque multinivel los dos horizontes decrecen a medida que descendemos en la estructura (Figura 6). Esto se debe, como hemos visto, a que las decisiones son cada vez de plazo más corto. En efecto, los datos agregados son en general muy estables (por ejemplo la demanda agregada), mientras que los datos desagregados presentan gran variabilidad (por ejemplo la demanda de los productos individuales); la razón es que al agregarlos disminuye la variabilidad relativa (coeficiente de variación). Por lo tanto con datos agregados se pueden realizar pronósticos –y consecuentemente planificar– en un horizonte mayor que con datos desagregados; con datos desagregados que presentan gran variabilidad sólo se pueden realizar pronósticos razonables en horizontes muy cortos. ALTO

HORIZONTE DE PLANIFICACIÓN

HORIZONTE DE E N DECISIÓN Ó D I L S E I C V I E N D

BAJO

PERÍODOS Figura 6 Además, en general, el horizonte de decisión de un nivel constituye el nivel de previsión del nivel inmediato inferior. Esto implica entonces que hay que transformar la decisión de un nivel en objetivos adaptados a las características del nivel inferior, lo que introduce el problema de la desagregación de las decisiones. Este carácter dinámico del proceso de decisión constituye uno de los puntos importantes para la consistencia de la estructura multinivel, esto es, que las sucesivas desagregaciones sean factibles.

c) Autonomía de los niveles En una estructura multinivel la decisión tomada en un nivel constituye una definición de objetivos para el nivel inferior, los que son para ese nivel sus restricciones. Pero para que un nivel de decisión tenga una función real, debe disponer de una cierta autonomía en la ejecución de las decisiones del nivel superior. En particular esto le permite adaptarse a las perturbaciones que debe tomar en cuenta sin dejar de cumplir la decisión del nivel superior. Para tener tal autonomía es necesario que la decisión tomada en un nivel deje al nivel inferior la posibilidad de elegir las soluciones posibles para sus propias decisiones. Esto deja, en consecuencia, a cada nivel una cierta independencia, una cierta flexibilidad. Esta autonomía, 6


lejos de ser una desventaja, es fundamental para un funcionamiento armonioso del conjunto, pues permite a cada nivel tratar las perturbaciones que son de su competencia sin dejar de cumplir, en general, las decisiones de los niveles superiores.

d) Flexibilidad de las decisiones en cada nivel Para asegurar su función en la estructura, cada nivel realiza los objetivos del nivel superior mediante una sucesión de decisiones elementales que se encadenan: en el caso de la planificación, decisiones relativas a cada intervalo en un horizonte discretizado o, en la programación, decisión de realizar una operación en un cierto momento y con ciertos medios. En estos procesos de decisión secuenciales un punto importante parece ser la medida de la flexibilidad que cada decisión deja para la toma de decisiones posteriores. En efecto, es por esta flexibilidad que es posible adaptar las decisiones de un nivel a las perturbaciones que se producen sin impedir el cumplimiento de la decisión del nivel superior. Por esta razón es importante introducir el concepto de flexibilidad, es decir de capacidad de adaptación, en el proceso de elección de una decisión, como un complemento de los criterios de evaluación del comportamiento normalmente utilizados. En lo que sigue consideraremos solamente los niveles de planificación-programación de mediano y corto plazo. En el mediano plazo se trata de la gestión de los productos a fabricar. Los modelos agregados que se utilizan son a menudo de tipo continuo, donde las variables indican las cantidades a fabricar, y el tiempo en general se descompone en intervalos. En el corto plazo se trata de organizar la ejecución de las operaciones de fabricación de cada producto, caracterizadas por la duración y los medios necesarios. Se trata entonces de un problema combinatorio en el que se deben determinar las fechas de comienzo de fabricación para cada producto.

1.7 Planificación jerárquica de la producción Consideremos la planificación de una unidad de producción. Los productos terminados entregados a los clientes, también llamados artículos, los indicaremos por el subíndice k (k = 1, 2, … , K ), donde K es la cantidad de productos distintos. La planificación se efectúa sobre un horizonte T suficientemente largo como para tener en cuenta el carácter eventualmente estacional de la demanda de esos productos. El horizonte se subdivide en períodos t DEMANDA d k,t (t = 1, 2, … , T ). Se trata entonces de deCOSTOS terminar, para cada período t la cantidad xk,t a PLANIFICACIÓN DE LIMITACIONES EN MEDIANO PLAZO producir de cada artículo de manera de satisLOS RECURSOS facer una demanda d k,t supuesta conocida, y PLAN: xk,t teniendo en cuenta las limitaciones de los meSTOCKS: sk,t dios disponibles. Además esta producción se debe realizar minimizando el costo global de Figura 7 la fabricación. La Figura 7 representa la situación. En general el planteo de este tipo de problema es dinámico: se utiliza la noción de horizonte deslizante que permite tomar en cuenta las fluctuaciones de los datos. Debe destacarse que las decisiones efectivamente aplicadas conciernen únicamente a las cantidades xk,1 y sk,1 (k = 1, 2, … , K ) asociadas al primer período del horizonte considerado. El gran número de variables y de restricciones que habría que considerar limita seriamente las posibilidades de aplicar un modelo global para el problema. Además, dicha modelización El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. © 2011 R. Morán.

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requeriría el conocimiento de las demandas para todos los artículos en todos los períodos del horizonte. La importancia de los errores en el pronóstico de las demandas detalladas en tan largo plazo tornaría irreal el modelo. Estas observaciones conducen a un enfoque jerárquico del problema, descomponiendo la planificación de mediano plazo en una estructura de dos niveles: un nivel agregado y uno desagregado, como indica la Figura 8. El nivel agregado se obtiene agrupando en tipos o familias los productos que tienen características de producción comunes, es decir:   

Mismo costo de producción y almacenamiento. Misma tasa de productividad. Similares demandas estacionales.

DEMANDA AGREGADA d i,t o d t COSTOS RECURSOS DISPONIBLES

NIVEL AGREGADO (PLAN AGREGADO)

PERÍODOS: t = 1, … , T FAMILIAS: i = 1, … , I

PLAN: zi,t o zt STOCKS: si,t o st DEMANDA DETALLADA: d k ,t CAPACIDAD

NIVEL DESAGREGADO (PROGRAMA MAESTRO)

PRODUCTOS: k = 1, … , K

PLAN: xk,t STOCKS: sk,t

Figura 8 Cada familia constituye un producto agregado . En muchos casos todos los productos se pueden agrupar en una única familia, es decir en un único producto agregado. Indicaremos las familias con i (i = 1, 2, … , I ), donde I es el número de familias consideradas (que puede ser I = 1), con d i,t la demanda de la familia i en el período t (t = 1, 2, … , T ), o bien con d t si el producto agregado es único. La planificación en este nivel agregado consiste en decidir las cantidades agregadas zi,t (o zt si el producto agregado es único) a producir de cada familia en cada período y determinar los stocks resultantes si,t (o st ), a partir de las demandas agregadas supuestas conocidas, teniendo en cuenta los recursos disponibles (restricciones de capacidad) y los costos de producción y almacenamiento. El resultado es el Plan Agregado de Producción ( APP: Aggregate Production Plan). En el nivel desagregado la planificación consiste en decidir las cantidades xk,t a fabricar de cada producto en cada período y determinar los stocks resultantes sk,t , teniendo en cuenta el plan agregado, las demandas d k,t de cada artículo y las restricciones de capacidad. El resultado se conoce con el nombre de Programa Maestro de Producción ( MPS : Master Production Schedule ), aunque en rigor es un plan y no un programa porque sólo indica cantidades por período sin especificar cuándo se produce cada artículo dentro de los períodos. Si las cantidades agregadas se obtienen por suma directa de las unidades desagregadas dentro de una dada familia, para que el plan desagregado sea coherente con el agregado es evidente que se debe cumplir

8


∑ xk ,t = zi,t

,

i = 1, 2, L , I ,

t = 1, 2 , L , T

,

i = 1, 2 , L , I ,

t = 1, 2 , L , T

k ∈K i

∑ sk ,t = si ,t

(1)

k ∈K i

donde K i es el conjunto de productos que forman la familia i. Sin embargo, como se verá más adelante, hay muchos casos en los que las unidades desagregadas se deben convertir en unidades agregadas mediante un factor de conversión ak ∈ℜ, esto es: una unidad desagregada equivale a ak unidades agregadas. Las restricciones de coherencia de la desagregación son entonces

∑ ak xk ,t = zi ,t

,

i = 1, 2, L , I ,

t = 1, 2 , L , T

,

i = 1, 2 , L , I ,

t = 1, 2 , L , T

k ∈K i

∑ ak sk ,t = si ,t

(2)

k ∈K i

Cabe observar aquí que el cumplimiento de las restricciones de coherencia (1) o (2) no asegura que un Plan Agregado se pueda desagregar necesariamente en un Programa Maestro factible; esto es, que se satisfagan todas sus restricciones. Se dice que un Plan Agregado es consistente si puede ser desagregado en un Programa Maestro factible. El problema de la consistencia en el proceso de agregación-desagregación lo veremos más adelante, al estudiar los modelos de desagregación.

2

EL SISTEMA DE PLANIFICACIÓN, PROGRAMACIÓN Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN

2.1 Objetivos El propósito de la Planificación, Programación y Control de la Producción (PPCP) es la utilización eficiente de recursos escasos en la producción de bienes y servicios satisfaciendo ciertas restricciones generales. Los recursos escasos son los equipos, la mano de obra, los materiales; las restricciones generales son la disponibilidad de recursos, el mercado (demanda, plazos de entrega, etc.) y las políticas de gestión de la empresa. 2

El rol de la PPCP es reducir los desperdicios en la utilización de los recursos (equipos, personas, materiales), mediante la inteligente coordinación de las disponibilidades de ellos. El agregado de valor de la función de PPCP resulta del incremento de la productividad global (cociente entre el valor de los bienes y servicios producidos, y el valor de los recursos usados en producirlos) que ella produce. Otros elementos que afectan la productividad son los métodos de producción y el diseño de los productos.

2.2 El control de la producción como actividad organizacional La PPCP debe interpretar el conflicto de objetivos entre Producción, Comercialización y Finanzas y compatibilizarlos en un plan de producción coherente y en una política de existencias. El conflicto de intereses es bien conocido: •

Producción. Su meta es cumplir un programa, por lo tanto quiere que éste no sea muy exigente como para poder cumplirlo a pesar de las perturbaciones que son habituales (fallas de máquinas, absentismo de personal, falta de material, etc.).


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•

Comercialización. Su rol es despachar lo más posible con la menor demora y, en consecuencia, desea existencias elevadas de productos terminados.

•

Finanzas. Su objetivo es minimizar las inversiones en equipos, personal y existencias; desea plantas pequeñas y existencias bajas.

La empresa debe encontrar un balance satisfactorio de estos intereses contrapuestos, que no es otro que un plan que maximice la contribución económica. Y en este sentido la PPCP desempeña un rol esencial. ¿Cuál es entonces la ubicación de PPCP en la empresa? No hay una sola respuesta, puesto que el tipo de producción y las empresas pueden ser muy diferentes. En la mayoría de los casos las funciones de PPCP se centralizan en un departamento, en el área de la Dirección de Operaciones, con las responsabilidades de: 



 

Pronosticar la demanda y planificar los niveles de producción teniendo en cuenta la estacionalidad que puede tener la demanda. Planificar y programar la producción y determinar los requerimientos de compra de materia prima y de insumos para la producción. Fijar las necesidades de mano de obra (horas normales y extras). Controlar los despachos de productos terminados y los ingresos de materia prima.

No obstante, la emisión de órdenes de producción específicas puede ser dejada a cargo de las unidades productivas individuales, que pueden hacer mejor los ajustes de corto plazo en función de los cambios que constantemente ocurren (situaciones cambiantes dinámicamente). Más aún, los programas detallados que indican qué sigue a qué, en qué máquina, se delegan al nivel más bajo de control, que tiene una vinculación estrecha con la planta. La mejor decisión relativa a la ubicación organizacional es poner las actividades de PPCP razonablemente próximas a las fuentes de información necesarias para tomar buenas decisiones, pero suficientemente equidistantes como para que ninguna actividad individual (Producción, Comercialización, Finanzas) pueda condicionar sus decisiones. En general se puede decir que la función de PPCP está bien estructurada y organizada si se cumplen los siguientes requisitos: 









Todas las actividades relativas a la planificación, programación y control de la producción y de las existencias están bien identificadas y asignadas. Están bien definidos los límites entre PPCP y las demás funciones que interactúan con ella. Los responsables de tomar decisiones comprenden claramente sus funciones, los objetivos de las mismas, los procedimientos y la información disponible para la toma de decisiones. Las personas responsables de tomar las decisiones tienen un sistema de información que les provee información precisa y a tiempo. Están claramente definidos los procedimientos para identificar las situaciones de excepción y las decisiones a tomar si éstas ocurren.

A partir de aquí el problema es si la gente del área conoce y dispone de las mejores técnicas de ayuda a la toma de decisiones.

2.3 La PPCP como sistema El objetivo de la gestión de la producción es asegurar que todo funcione suavemente a través del proceso. Los modelos utilizados en la PPCP para la gestión de la producción se 10


implementan a través de un sistema de información: el sistema de PPCP. Este sistema toma como información de entrada la planificación de largo plazo o estratégica de la empresa y los datos del mercado. Como todo sistema de gestión ha tenido una evolución a lo largo del tiempo, desde sus orígenes a fines de la década de 1960 y comienzos de la de 1970, debida a los cambios en la tecnología de los sistemas y procesos de producción, en la de los sistemas de información, y también en los requerimientos de calidad de los mercados y en las políticas de gestión de las empresas. Comenzaremos describiendo las características generales de un sistema básico, que corresponde a lo que hoy se suele llamar “sistema tradicional”, para pasar a considerar luego las modificaciones debidas a la evolución posterior. Desde el punto de vista de las actividades que se desarrollan en el sistema, éstas pueden ser clasificadas en tres grandes áreas: 

Administración de la Demanda: Es el enlace entre la función de planificación y programación de la producción y el mercado.



Administración de la Producción: Es la determinación de los planes y programas de producción y de las existencias.



Administración de la Capacidad: Es la identificación y resolución de las restricciones de capacidad.

Desde el punto de vista temporal el sistema sigue las pautas de la planificación jerárquica y se divide en: 



Planificación de mediano plazo, que se subdivide en: o

Planificación Agregada.

o

Planificación Desagregada.

Planificación de corto plazo, que se subdivide en: o

Planificación Detallada de Materiales, Capacidad y Distribución.

o

Control de las Actividades de Producción.

La Figura 9, en la página siguiente, esquematiza los principales subsistemas o módulos componentes de este sistema y las interacciones entre ellos. El sistema de PPCP tiene complejas interacciones con su entorno tanto como entre sus partes componentes. Las decisiones se toman para diferentes horizontes en el tiempo y con diferentes grados de precisión para cumplir los objetivos. Es claro que las decisiones tomadas en un componente afectan a otros, de ahí la realimentación entre ellos. Es importante observar que los planes de capacidad de cada nivel no surgen de un proceso de desagregación del nivel superior, como en la producción y la demanda, sino que consisten en la verificación de los planes de producción del mismo nivel, realizando los ajustes necesarios en el plan de producción y/o de capacidad para asegurar la factibilidad de la producción. Es decir, las funciones de planificación de la producción y de la capacidad, si bien conceptualmente deben diferenciarse claramente, en la ejecución se realizan en forma conjunta puesto que se realimentan mutuamente. Este proceso de verificación por niveles asegura que al pasar al nivel inferior sólo se deban ajustar discrepancias menores.


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O Z A L P O N A I D E M

O Z A L P O T R O C

ADMINISTRACIÓN DE LA DEMANDA

ADMINISTRACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

ADMINISTRACIÓN DE LA CAPACIDAD

PRONÓSTICOS DE DEMANDA AGREGADA

PLANIFICACIÓN AGREGADA (PLANIFICACIÓN DE VENTAS Y OPERACIONES)

PLANIFICACIÓN DE LOS RECURSOS

PRONÓSTICOS DE DEMANDA DE ARTÍCULOS Y PEDIDOS EN FIRME

PLANIFICACIÓN DESAGREGADA (PROGRAMACIÓN MAESTRA DE LA PRODUCCIÓN)

PLANIFICACIÓN APROXIMADA DE LA CAPACIDAD

PLANIFICACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS DE DISTRIBUCIÓN

PLANIFICACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS DE MATERIALES

PLANIFICACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS DE CAPACIDAD

PROGRAMACIÓN DEL ARMADO FINAL

PROGRAMACIÓN Y CONTROL DE LAS OPERACIONES DE PLANTA PROGRAMACIÓN Y CONTROL DE LOS ABASTECIMIENTOS CONTROL DE LAS ACTIVIDADES DE PRODUCCIÓN

Figura 9 Las principales funciones de los subsistemas de este sistema básico son las siguientes.

2.3.1 Planificación Agregada ( AP: Aggregate Planning) a) Pronósticos de demanda agregada ( ADF : Aggregate Demand Forecasting) Es la estimación de la demanda del producto agregado o de las familias de productos, en unidades de producto o en otra unidad apropiada (como horas de producción, por ejemplo), con un horizonte típico de un año (que puede llegar hasta dos años en algunos casos), con períodos mensuales o trimestrales. El horizonte y los períodos de pronóstico deben ser los mismos que los de la planificación agregada de la producción.

b) Planificación agregada de la producción ( APP: Aggregate Production Planning) También llamada planificación de ventas y operaciones. Especifica las cantidades a producir del producto agregado o de las familias de productos, en unidades de producto o en otra unidad apropiada, con un horizonte típico de un año (que puede llegar hasta dos años en algunos casos), con períodos mensuales o trimestrales. Su información de entrada es el pronóstico de demanda agregada y la planificación de recursos de producción. Su objetivo es determinar los niveles de producción y de existencias, por período, que minimicen los costos totales de producción y de mantenimiento de las existencias en el horizonte de planificación. Las existencias aparecen aquí como un amortiguador de variaciones para regular la producción. En efecto, en los sistemas de producción clásicos las existencias, tanto de productos elaborados como de materia prima y de materiales en curso de elaboración, son un parámetro que debe determinarse por cuanto se acepta su función de amortiguación. Sin embargo, en los sistemas de fabricación Justo a Tiempo ( JIT : Just in Time), que consisten esencialmente en la producción sin stocks (y esto por razones mucho más profundas que las 3 consecuencias financieras que resultan del capital inmovilizado en existencias), este concepto no es aplicable. Por lo tanto el sistema de PPCP, como veremos más adelante, es considerablemente afectado por la naturaleza del producto y/o del proceso de producción, especialmente en la planificación de corto plazo. 12


c) Planificación de los recursos ( RRP: Resource Requirements Planning) Prevé la capacidad de producción necesaria para ejecutar el plan agregado de producción: instalaciones, equipos, mano de obra. A su vez fija restricciones para el plan agregado. Requiere la conversión de unidades de producto agregado a unidades de capacidad agregada, como horas de trabajo, horas de máquinas y espacio de planta. La planificación agregada, como toda planificación, requiere revisiones periódicas con horizonte deslizante. En este nivel en particular debe hacerse por lo menos una revisión de mitad de año.

2.3.2 Planificación Desagregada ( DP: Disaggregate Planning) a) Pronósticos de demanda de artículos y pedidos en firme ( DF&O:

Demand

Forecasting and Orders)

Esencialmente es la estimación de la demanda de los productos específicos, en unidades, teniendo en cuenta los posibles pedidos en firme. Esta actividad se integra con el plan agregado de la producción para obtener el Programa Maestro de Producción, por lo que se requieren pronósticos de los productos individuales para todo el horizonte de planificación, que típicamente es de un año con períodos mensuales. Como en general es prácticamente imposible obtener pronósticos razonables de artículos individuales en ese horizonte, se recurre a hacer pronósticos sólo para los primeros períodos y a algún proceso de desagregación del pronóstico agregado para los períodos restantes. Es importante destacar que esta función se ubica en el mediano plazo por los pronósticos, pero incluye actividades de corto plazo en la gestión de pedidos.

b) Programación maestra de la producción ( MPS : Master Production Scheduling) Consiste en decidir las cantidades a fabricar y las existencias a mantener de cada artículo en cada período, típicamente con un horizonte de un año y períodos mensuales. El Programa Maestro de Producción ( MPS : Master Production Schedule) depende del plan agregado, de los pronósticos de los artículos y pedidos en firme y de la planificación de la capacidad. En el proceso de revisión con horizonte deslizante, el MPS en general es fijo en el corto plazo (uno a dos meses), con posibilidad de cambios moderados en los siguientes (por ejemplo, hasta el sexto mes), y de cambios drásticos después de ese plazo. Si bien se lo llama Programa Maestro, en muchos casos es un plan y no un programa, pues sólo establece para cada producto las cantidades a fabricar por período, sin establecer fechas precisas de comienzo y terminación ni los recursos específicos a utilizar.

c) Planificación aproximada de la capacidad ( RCCP: Rough-Cut Capacity Planning) Es una primera aproximación de las necesidades de recursos claves considerando productos y centros de trabajo individuales. Verifica si hay asignada capacidad suficiente (instalaciones, equipos, mano de obra) para cumplir con el MPS . Si hay restricciones se debe modificar la capacidad y/o revisar el MPS para adaptarlo a las limitaciones de capacidad.

2.3.3 Planificación detallada de materiales, capacidad y distribución a) Planificación de los requerimientos de materiales ( MRP: Material

Requirements

Planning)

Consiste en la determinación, por período, de las necesidades de materiales para la producción, desde la materia prima al producto terminado. Toma los requerimientos de los El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. © 2011 R. Morán.

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productos finales que fija el MPS y determina los requerimientos de subconjuntos, piezas y materiales componentes, teniendo en cuenta las estructuras de los productos, los tiempos de producción y las existencias de cada componente. Especifica cuándo hay que emitir las órdenes de producción y de compras de cada parte para terminar a tiempo los productos finales. El período de planificación es generalmente la semana o el día, con un horizonte de corto plazo que depende de las restricciones que fije el MPS . Incluiremos también en este nivel la Programación del Montaje Final (FAS : Final Assembly Schedule), que especifica las cantidades exactas de productos finales que se deberán armar por período. Si bien se refiere a producto final como el MPS , es de muy corto plazo y establece el programa real de armado; es el último refinamiento posible del MPS . Este programa es muy importante cuando el producto final tiene muchas opciones de terminación (por lo que su demanda es muy difícil de pronosticar), pero basadas en componentes comunes, de manera que el armado final es muy rápido y puede hacerse prácticamente sobre pedido.

b) Planificación de los requerimientos de capacidad (CRP:

Capacity Requirements

Planning)

La CRP determina las necesidades de capacidad de los centros de trabajo para cumplir con el plan detallado de materiales producido por la MRP, suministrando un plan detallado de capacidad. Utiliza como información básica las cantidades de la MRP, los trabajos en proceso, las órdenes planificadas, la secuencia de las operaciones de cada producto y los tiempos estándar de esas operaciones. Si en un centro de trabajo, en un período dado, la capacidad requerida supera la disponible se debe decidir su ampliación (por ejemplo, agregando horas extras, utilizando máquinas alternativas, etc.), o bien adaptando la MRP a la capacidad disponible, lo que puede ocasionar a su vez la modificación del MPS .

c) Planificación de los requerimientos de distribución ( DRP: Distribution Requirements Planning)

Es el módulo que vincula el sistema de PPCP con la Cadena de Suministros. Está en el corto plazo pero se relaciona con el MPS porque trabaja con productos finales. Utiliza pronósticos de artículos individuales por Centro de Distribución, establece las cantidades a despachar a éstos, por período, determina las necesidades de transporte y controla las existencias en tránsito. Recopila información detallada de los Centros de Distribución que puede ser incorporada en el MPS . Por todas estas funciones está en el área de Administración de la Demanda, sin embargo es importante observar que es una función de planificación porque esencialmente establece las cantidades a despachar.

2.3.4 Control de las actividades de producción (PAC : Production Activity Control) a) Programación y control de las operaciones de planta La planificación detallada de materiales y capacidad se hace sin tener en cuenta los cambios dinámicos en la situación de planta (paradas de máquinas por desperfectos, falta de material, absentismo de personal, etc.). También se debe ajustar el plan si hay un porcentaje de rechazo no previsto o alguna máquina no está disponible. Es decir, la MRP fija los objetivos para cada sector de producción pero no dice cómo alcanzarlos. Este es el rol de la Programación y Control de las Operaciones de Planta (SFC : Shop Floor Control), que establece qué se debe hacer en cada centro de trabajo y en qué orden, y controla el cumplimiento de esas actividades. Al comienzo de cada período se revisan los trabajos a 14


realizar y los recursos disponibles, y luego se decide qué se hará durante el período, la secuencia en la que se cumplirán las órdenes de producción y los recursos destinados a ellas. La asignación de las operaciones a los centros de trabajo se denomina usualmente carga de máquinas, y la definición del orden en que se deben realizar es el secuenciamiento de las operaciones que se materializa en las listas de despacho. El control consiste en el seguimiento de la utilización real de la capacidad durante la ejecución de lo planificado por la MRP. Puede indicar la necesidad de modificar los planes de materiales y capacidad.

b) Planificación y control de los abastecimientos Es la programación y control de los pedidos a los proveedores. Realiza el seguimiento del cumplimiento de lo planificado por la MRP. La gestión de Compras no es parte del sistema de PPCP, pero una vez fijadas las relaciones, condiciones y términos con los proveedores, la liberación de los pedidos individuales y el seguimiento de los mismos sí lo son. Esta función se integra cada vez al sistema en la medida en que las empresas tienden a los abastecimientos justo a tiempo.

El concepto de fase de tiempo Es importante destacar que todas las funciones que hemos descripto brevemente hasta ahora, y que serán desarrolladas en detalle más adelante, se basan en períodos: las cantidades pronosticadas y planificadas son por períodos, se pasa de un nivel al inferior y las cantidades se desagregan por períodos, en la MRP-CRP las operaciones se planifican por períodos. Este modo de expresar la demanda futura, los abastecimientos, la producción y los stocks por períodos se conoce con el nombre de fase de tiempo. Se dice entonces que la planificación y la programación se realizan en fase de tiempo. Es uno de los elementos claves de la MRP.

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EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE PPCP

En la evolución de los sistemas de PPCP se deben considerar dos aspectos: la evolución del grado de integración de funciones, y la evolución de los modelos y técnicas empleados en ellas, que se han desarrollado concurrentemente, y continúan haciéndolo, para adaptarse a los permanentes cambios del mercado, la tecnología, los productos y los procesos de fabricación.

3.1 Evolución del grado de integración Históricamente el primer intento de optimización de la producción fue la utilización de la 4 famosa fórmula del lote óptimo ( EOQ: Economic Order Quantity), pero no constituía un sistema de programación de la producción, fundamentalmente porque no toma en cuenta los tiempos de puesta a punto y de producción ni la secuencia de las operaciones. Como sistema 5 de planificación se acepta que el de la MRP, basado en el trabajo pionero de Joseph Orlicky y otros investigadores, fue el inicial. Al sistema MRP original se le fueron agregando luego los demás módulos, que se realimentan mutuamente, dando origen al sistema MRP de bucle cerrado (también llamado MRP I , aunque es un nombre muy poco utilizado). Desde el punto de vista de la planificación y programación de la producción exclusivamente, este sistema ya incluía todas las funciones esenciales que hemos considerado en nuestro sistema básico representado en la Figura 9. Posteriormente (década de 1980) se amplió el sistema MRP de bucle cerrado con la integración de informes financieros como, por ejemplo, el presupuesto de la empresa, los compromisos de compras, las proyecciones de inventarios en unidades monetarias, etc., y una cierta capacidad de simulación para responder preguntas del tipo ¿qué pasaría si…? Así El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. © 2011 R. Morán.

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apareció una amplia gama de sistemas, denominados genéricamente de Planificación de los Recursos de Manufactura ( Manufacturing Resources Planning), más conocidos por las siglas MRP II . El paso siguiente en esta evolución, cuyo comienzo corresponde a la década de 1990 y desde luego continúa, lo constituyen los sistemas de Planificación de los Recursos de la Empresa ( ERP: Enterprise Resources Planning), que amplían los sistemas MRP II para abarcar la gestión de la totalidad de las funciones de la empresa. Son sistemas integrados que consolidan todas las operaciones de la empresa en un ambiente de sistemas uniforme con una base de datos única. Tienen una estructura modular, lo que permite realizar implementaciones parciales. 6

La APICS , una organización ampliamente reconocida, ha definido todas estas etapas de la 7 evolución. Sin embargo, como dichas definiciones son muy genéricas, los sistemas comerciales de los distintos proveedores de software difieren notablemente entre sí en cuanto a estructuras y alcances, sin que se pueda decir que se apartan de ellas. Por esta razón habitualmente estos sistemas son conocidos mucho más por sus nombres comerciales que por aquellas definiciones. Por lo tanto, dado que nos interesa fundamentalmente lo que se refiere a la planificación, programación y control de la producción, nos basaremos en las funciones del sistema básico y estudiaremos los modelos y técnicas que les conciernen y que, de una manera u otra, se encuentran en los sistemas comerciales.

3.2 Evolución de los modelos y técnicas El enfoque descripto en el sistema básico de la Figura 9 es el que hoy llamamos clásico o tradicional: en todos los niveles primero se planifican los materiales y luego se verifica la capacidad y se resuelven posibles incompatibilidades modificando los planes. Además se trabaja en fase de tiempo: todas las cantidades se refieren a períodos. Por ejemplo, la MRP en fase de tiempo comienza con los ítems listados en el MPS y determina las cantidades netas de todos los componentes y materiales requeridos para fabricar esos ítems (teniendo en cuenta las existencias y órdenes en curso) y los períodos en los que se los necesita. Luego calcula los períodos en los que se los debe pedir o comenzar a fabricar para que estén listos cuando se los necesita. En este cálculo utiliza tiempos de producción ( lead times) apropiados expresados en períodos. Por ejemplo, si un lote de una pieza debe estar listo en el período n y tiene un tiempo de producción de 2 períodos, su fabricación debe comenzar (se debe liberar la orden de producción) en el período n–2. El período es la unidad de tiempo. Es más, los tiempos de producción se suelen fijar de la siguiente manera. Supongamos que la mencionada pieza requiere, para su fabricación, dos operaciones en dos máquinas distintas, M1 y M 2, cuyos tiempos son, para todo el lote incluidas las puestas a punto, de 3 y 5 horas respectivamente. Como la pieza debe esperar en cada máquina porque comparte los recursos con muchas otras piezas y además están los tiempos de transporte entre máquinas, se asigna la primera operación a un período y la segunda al siguiente, y así el tiempo de producción ( lead time) resulta de dos períodos. Luego, cuando la MRP está terminada, la CRP asigna las 3 horas a M1 en el período n–2 y las 5 horas a M 2 en el período n–1. Cuando este proceso se completa para todos los componentes de todos los productos del MPS , la CRP obtiene la carga de trabajo para todas las máquinas y las compara con la capacidad disponible de las mismas para verificar la factibilidad del plan, lo que puede ocasionar modificaciones en la MRP y en el MPS . Este proceso de retroalimentación hacia la MRP y el MPS es el concepto de bucle cerrado mencionado antes. Cabe observar que en el momento en que se asignan los requerimientos de capacidad a las máquinas no se tienen en cuenta las capacidades de éstas, 16


recién al final se verifica si son superadas o no, y por esa razón se dice que la carga se hace con capacidad infinita. La posterior programación de los trabajos en cada máquina en cada período queda a cargo del PAC . La forma de planificación descripta es típica de la producción basada en lotes en los sistemas de producción clásicos, llamados también “sistemas de empujar” ( push system ): los materiales se compran en lotes y la fabricación se realiza por lotes, que van pasando por los distintos centros de trabajo en los que forman colas de espera. Es un tipo de producción que mantiene altos niveles de existencias en curso de elaboración y largos plazos de entrega. La necesidad de reducir tanto los stocks de materiales en proceso como los tiempos de entrega ha conducido a realizar profundas modificaciones en el sistema de planificación y programación, especialmente en todo lo que se refiere al corto plazo. El concepto de fase de tiempo deja de tener sentido y se consideran las restricciones de capacidad en la propia planificación, lo que se conoce con el nombre de planificación con capacidad finita. Así, por ejemplo, en los sistemas más modernos las funciones MRP-CRP son reemplazadas por la planificación simultánea de materiales y capacidad, que puede tener diferentes variantes y alcances. Es más, la manufactura sincronizada, tiende a unificar en un solo sistema la planificación de materiales, de capacidad y la programación de las operaciones de planta. La incorporación de estas técnicas implica un cambio muy grande en los sistemas tradicionales de planificación. Además el sistema de producción por arrastre o de “tirar de la producción” ( pull system), típico de la manufactura justo a tiempo ( JIT ), considerado en su expresión más pura, elimina totalmente la necesidad de planificación y programación de corto plazo, y el MPS indica tasas de producción en lugar de cantidades por período. Cuando se programa sobre la base de tasas de producción el concepto de fase de tiempo no es apropiado. Algo completamente análogo ocurre en la producción por procesos continuos. Es claro entonces que los requerimientos a tener en cuenta en el diseño de un sistema de PPCP varían con las características del sistema de producción, y éstas dependen, básicamente, de la estructura del producto y del volumen de producción. Es decir, el sistema de PPCP se debe adaptar a la naturaleza de la producción.

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ADAPTACIÓN DEL SISTEMA DE PPCP AL SISTEMA DE PRODUCCIÓN

Desde el punto de vista de los sistemas de PPCP los sistemas de producción se pueden clasificar en los siguientes tipos. 





Producción basada en el flujo de trabajo, que se subdivide por la naturaleza de los productos en: o

Producción por procesos continuos o en flujo.

o

Producción repetitiva.

Producción intermitente, en la que se diferencian dos casos por el volumen de producción: o

Producción en lotes.

o

Producción en lotes de bajo volumen.

Producción por proyectos.

Tradicionalmente estos sistemas son del tipo de empujar ( push system). Sin embrago, desde hace ya varias décadas se sabe que, especialmente en la producción repetitiva y en la El Sistema de Planificación, Programación y Control de la Producción. © 2011 R. Morán.

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intermitente en lotes, se obtienen muy importantes ventajas si se los transforma en “sistemas de tirar” de la producción ( pull system). Como estos sistemas son típicos de la fabricación justo a tiempo ( JIT ), se los suele indicar con este nombre y, dado que su impacto en los sistemas de PPCP es muy grande, los incluiremos explícitamente en esta clasificación. PROYECTOS D A D I J E L P M O C

INTERMITENTE (LOTES/BAJO VOL.) JUSTO A TIEMPO REPETITIVA FLUJO SEGUNDOS

MINUTOS

HORAS

DÍAS

TIEMPO DE CICLO

Figura 10

SEMANAS

MESES / AÑOS

Si expresamos el volumen de producción del sistema a través del tiempo del ciclo de producción (tiempo entre dos unidades sucesivas), y tenemos en cuenta la complejidad del producto (dada por su estructura), la clasificación anterior se puede esquematizar como muestra la Figura 10.

Por otra parte, de acuerdo a las características de la demanda, la producción puede ser: 

Producción para stock, para abastecer la demanda independiente (debida a los clientes, aleatoria).



Producción sobre pedidos de los clientes (pedidos en fi rme).



Armado final sobre pedidos, con producción de componentes para stock.

Estas distintas formas de la demanda se combinan con los sistemas de producción y también afectan el diseño del sistema de PPCP, especialmente el MPS . Si bien en algunos sistemas de producción sólo se presenta una de estas formas (por ejemplo, la producción por procesos continuos sólo puede ser para stock), en otros pueden ocurrir las tres (por ejemplo, en la fabricación intermitente en lotes), dependiendo del tipo de producto en particular. En lo que sigue describiremos los elementos básicos que definen los diferentes sistemas de producción y sus efectos sobre el sistema de PPCP, teniendo en cuenta las características de la demanda.

4.1 Producción basada en el flujo de trabajo (Flow Shop) 4.1.1 Producción por procesos continuos o en flujo Es el sistema de producción en el que los equipos están organizados de acuerdo al proceso de fabricación, puesto que el flujo de material es continuo durante el proceso, aunque diferentes productos pueden fabricarse en forma secuencial dentro de ese flujo. Los artículos forman parte de las existencias de productos terminados para abastecer la demanda independiente, no hay existencias de productos en proceso y las existencias de materias primas suelen ser altas. Los equipos son especializados y por lo tanto de alta inversión inicial cuando el grado de automatización es elevado. A este tipo de producción se lo suele llamar también industrias de procesos. Ejemplos típicos: industria química, petroquímica, textil, siderúrgica, alimentos, etc. El problema de la programación de la producción está resuelto en buena medida en el propio diseño del proceso porque el producto fluye de manera uniforme a través de las instalaciones, y el tiempo entre unidades sucesivas es prácticamente nulo. El sistema de control de la producción para este tipo de producción se denomina control de flujo. En el 18


caso de un único producto el MPS simplemente indica la y es toda la programación necesaria.

tasa diaria o mensual de producción

Sin embargo se pueden presentar otros casos, cuando se produce más de un artículo en el mismo sistema. La programación consiste entonces en decidir las cantidades a producir de cada uno de los productos en un determinado horizonte de programación (por ejemplo un año), y establecer la secuencia en la que deben producirse dentro de ese horizonte, con algún criterio de optimización. Las cantidades, usualmente expresadas como tasas de producción, y la secuencia constituyen el MPS . Por lo general estos productos tienen muy pocos elementos componentes por lo que el cálculo de los requerimientos de materiales, de ser necesario, es trivial. La producción es necesariamente para stock para abastecer la demanda independiente, puesto que mientras se produce un artículo no se puede producir ninguno de los otros, cuyas demandas se deben atender con stocks.

4.1.2 Producción repetitiva Se caracteriza por la producción o el ensamblado de grandes cantidades de productos similares. Es una producción en serie o masiva, en la que se fabrican unidades discretas de manera planificada, que se realiza de acuerdo a un programa, habitualmente con velocidad y volúmenes relativamente altos. Las instalaciones consisten en un conjunto de equipos, en general especializados y por lo tanto de alta inversión inicial si el grado de automatización es importante, que forman líneas de producción o armado en las que el trabajo fluye en serie ( flow shop). El material se mueve en un flujo ininterrumpido durante la producción, pero diferentes productos pueden fabricarse en forma secuencial dentro de ese flujo. Cada producto, aunque tenga diferentes especificaciones de materiales, utiliza las mismas instalaciones en el mismo orden a través de la planta. En cada estación de trabajo se realizan las mismas operaciones de manera sucesiva y por lo tanto son altamente eficientes. Los artículos forman parte de las existencias de productos terminados para abastecer la demanda independiente, se trabaja con bajo nivel de materiales en proceso y las existencias de materias primas pueden ser altas. Las expresiones “producción en serie”, “producción continua”, “producción en masa”, “líneas de producción”, “líneas de armado”, son equivalentes de producción repetitiva. Ejemplos típicos: fabricación de lámparas eléctricas, automóviles, televisores, productos farmacéuticos, relojes de cuarzo, artículos de consumo masivo, etc. Una diferencia fundamental con la producción por procesos continuos, además de tratarse de unidades discretas, es que en general los productos finales son compuestos, es decir tienen una estructura, y por lo tanto se deben determinar los requerimientos de materiales. Pero esta MRP es muy simple puesto que si el producto final se produce con una tasa constante, los materiales componentes también se requieren con una tasa constante. El PAC es innecesario. La programación de las líneas de producción consiste entonces en decidir las tasas producción de los productos finales (u/hora, u/día, por ejemplo), que constituyen el MPS .

de

Lo que sí es importante en este tipo de producción es administrar el flujo de las partes componentes de manera coordinada con la velocidad de armado de los artículos finales, para evitar que se produzcan faltantes o se acumulen existencias. Esta coordinación la puede proporcionar directamente la MRP, pero también se puede lograr a través de la producción JIT .


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4.1.3 Producción Justo a Tiempo ( JIT: Just in Time) En la fabricación JIT el sistema de producción es de tirar de la producción ( pull system): en el armado del producto final se toman los elementos que se necesitan, cuando y en las cantidades en que se los necesita, de los centros de trabajo que los produjeron. Esto crea la necesidad en esos centros de reponer los componentes retirados, para lo cual toman los materiales que necesitan de los centros que les preceden en el proceso de producción, y así sucesivamente hasta llegar a las materias primas. En este sistema las piezas quedan en el centro que las procesó (o en un lugar de almacenamiento especificado) hasta que sean retiradas desde el siguiente cuando las necesite. La señal para el movimiento del material parte entonces de quien lo usa, cuando lo necesita, y no de una programación central; es decir, los centros de trabajo no reciben un programa de trabajo o una lista de despacho. El programa de armado final es el comienzo del sistema y constituye el MPS , usualmente expresado como tasas de producción, que es toda la programación necesaria. Los sistemas de producción JIT se pueden aplicar a una amplia gama de productos cuya fabricación, tradicionalmente, se realiza con sistemas de empujar y se planifica y programa utilizando sistemas tipo MRP. Para ello es necesario lograr condiciones de fabricación repetitivas con ciclos de producción cortos, reducidos tiempos de puesta a punto, bajos niveles de existencias y muy alta calidad. En este sentido, en muchas empresas el sistema MRP puede ser importante como primer paso en el ordenamiento de la producción para la implantación de las metodologías justo a tiempo: una vez que se alcanzan operaciones rutinarias con la MRP se pueden ir seleccionando partes del proceso de producción para ejecutarlas según JIT . Cuando toda la producción pasa a este sistema no se necesita ninguna planificación ni programación de corto plazo.

4.2 Producción intermitente ( Job Shop) Se caracteriza por la producción en lotes de los mismos o similares productos que se procesan en forma periódica. Se deben diferenciar dos casos basados esencialmente en el volumen de producción: producción en lotes y producción de bajo volumen en lotes.

4.2.1 Producción en lotes Es la producción de volúmenes relativamente altos de los mismos o similares productos que se procesan en forma periódica, tanto por pedidos de los clientes como para existencias para atender la demanda independiente. En general los recursos están agrupados de acuerdo con la función en departamentos por procesos ( job shop), porque no hay una secuencia estándar de las operaciones a través de la planta cuyo volumen de producción justifique el uso de equipos especializados como en la producción repetitiva, por lo que el sistema de producción no es muy eficiente y se pueden acumular grandes cantidades de materiales en proceso. Ejemplos típicos: fabricación de camiones, tractores, artefactos del hogar, aviones, equipos pesados, prendas de vestir, componentes para alimentar una línea de armado, etc. En este tipo de producción típicamente el MPS fija las cantidades a producir por período de cada producto, y la planificación de materiales y capacidad se realiza con MRP-CRP en fase de tiempo. Además, dado que en un mismo centro de trabajo se deben realizar operaciones correspondientes a distintos trabajos, la programación y control de las operaciones, esto es el PAC , adquiere una gran importancia. Los problemas en los recursos (fallas de máquinas, absentismo del personal, mala calidad, falta de material, etc.), obligan a reprogramar permanentemente. Sin embargo, es precisamente en estos sistemas de producción en los que

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se puede avanzar hacia la planificación simultánea de materiales y capacidad, e inclusive hacia la manufactura sincronizada. No obstante lo anterior, pueden predominar algunos procesos con lotes grandes y justificarse la instalación de células de producción basadas en la Tecnología de Grupos (GT : Group Technology). En este último caso el proceso de producción se aproxima al de las líneas de producción y es posible que se puedan aplicar los métodos de programación para éstas, sobre la base de tasas de producción. Más aún, en muchos casos se pueden aplicar los principios de la fabricación JIT . Para el montaje de los artículos finales puede ser necesaria la programación de las estaciones que forman las líneas a través del balanceo de las líneas de armado . Cuando la producción es para stock el MPS fija las cantidades a partir de pronósticos de la demanda de los artículos, y/o por desagregación del plan agregado. Si en cambio la producción es sobre pedidos en general no hay stocks, y si la variedad de productos o de configuraciones distintas que se pueden presentar es grande hay pocas posibilidades de anticipar la demanda. El cliente sabe que debe esperar por la fabricación y el MPS indica cantidades y fechas de entrega (compromiso) de cada producto terminado particular. Una variante muy importante en este tipo de producción es la del armado sobre pedidos, con producción de componentes comunes para stock en grandes cantidades. Es el caso de los productos que presentan una gran variedad de terminaciones, o de formas de envasado, pero con los principales elementos componentes comunes. Generalmente el armado final (o el envasado) es muy rápido si se dispone de los elementos componentes y se lo puede realizar prácticamente a partir de los pedidos. Debe anticiparse la producción de los componentes con planes basados en los pronósticos de demanda de éstos. En este tipo de producción el MPS expresa cantidades de grupos o familias de artículos, independientemente de la presentación final. El armado o presentación final se programa en el FAS .

4.2.2 Producción de bajo volumen en lotes Producción de pequeñas cantidades de una gran variedad de artículos diferentes, en la mayor parte de los cuales las operaciones siguen distintas secuencias en la planta con base en lotes. Los equipos no son especializados, tienen bajo nivel de automatización y requieren personal especializado, lo que le otorga gran flexibilidad al sistema de producción, que puede realizar muchos trabajos diferentes en la misma instalación, pero con una eficiencia relativamente baja. En estas plantas los equipos están dispuestos de acuerdo con la función en departamentos por procesos ( job shop), los trabajos pasan a través de ellos en lotes y cada lote tiene una secuencia distinta de operaciones de procesamiento, llamada ruta, acumulándose grandes cantidades de materiales en proceso. Muchos productos se fabrican bajo especificaciones del cliente, lo cual requiere altos volúmenes de materias primas y bajas existencias de productos elaborados. Este tipo de producción es el que se encuentra más frecuentemente en la industria y cubre una amplia gama de manufacturas. Algunos ejemplos típicos: fabricación de máquinas, herramientas, repuestos, etc. En la producción para stocks el MPS fija las cantidades por período de cada producto a partir de pronósticos de demanda. En la producción sobre pedidos, dada la gran cantidad de productos o de configuraciones distintas que se suelen presentar, en general no se puede anticipar la demanda. El cliente sabe que debe esperar por la fabricación, e inclusive por el diseño, y el MPS indica cantidades y fechas de entrega (compromiso) de cada producto terminado particular.


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Si la estructura de los productos lo justifica la planificación de materiales y capacidad se realiza en fase de tiempo con MRP-CRP. Como los trabajos utilizan recursos comunes por los que compiten, es decir en un mismo centro de trabajo se deben realizar operaciones correspondientes a distintos trabajos, la programación de las operaciones es un problema muy complejo por la gran cantidad de alternativas que se presentan. Por ejemplo, en las em presas que trabajan sobre la base de pedidos son importantes las fechas en las que se promete terminar los trabajos y por lo tanto se debe determinar el orden en que se deberán realizar las operaciones en los diversos centros de trabajo para cumplir las fechas de entrega. Así el PAC es de gran importancia. No obstante, igual que en el caso anterior, en estos sistemas de producción se puede avanzar hacia la planificación simultánea de materiales y capacidad o hacia la manufactura sincronizada.

4.3 Producción por proyectos Un proyecto consiste en una serie de actividades interrelacionadas que deben ejecutarse en un determinado orden para lograr un resultado importante, y que demandan un tiempo significativo para realizarse. La secuencia de operaciones y el proceso incluido en cada una de ellas son únicos para cada proyecto. Los proyectos en general son complejos y de larga duración, requiriendo un importante esfuerzo de coordinación para la realización de la gran cantidad de actividades que los componen. Ejemplos típicos: construcción de una fábrica, construcción de barcos, construcciones civiles, desarrollo de un nuevo producto o servicio; un trabajo de consultoría; etc. En general se asocia la palabra proyecto a algo que se realiza una sola vez, aunque hay casos en los que un mismo proyecto se repite. En la planificación, programación y control de los proyectos la principal preocupación es la administración del tiempo, dado que el costo en general está en relación con el tiempo de realización de las actividades, por lo que se utilizan técnicas específicas para esas funciones que no responden a la estructura del sistema básico de Figura 9. No obstante, en algunos casos se puede integrar el enfoque de la MRP con la administración de proyectos para planificar y controlar las actividades combinadas de ingeniería, producción y abastecimientos. En los capítulos siguientes desarrollaremos en detalle los modelos y técnicas aplicables a las distintas funciones del sistema básico de PPCP y su implementación, teniendo en cuenta muy especialmente las características de los distintos tipos de sistemas de producción y de la demanda. La planificación, programación y control de proyectos será tratada por separado.

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BIBLIOGRAFÍA

1. Bedworth, David D. y James E. Bailey, Sistemas Integrados de Control de Producción , México: Limusa, 1992. 2. Chase, Richard B.; F. Robert Jacobs y Nicholas J. Aquilano, Administración de Operaciones – Producción y Cadena de Suministros , 12ª ed., México: McGraw-Hill Interamericana Editores S. A., 2009. 3. Gaither, Norman y Greg Frazier, Administración de Producción y Operaciones, 4ª ed., México: International Thomson Editores S. A., 2000. 4. Krajewski, Lee J.; Maloj K. Malhotra y Larry P. Ritzman, Administración de Operaciones. Procesos y Cadena de Valor , 8ª ed., México: Pearson-Addison Wesley, 2008. a

5. Nahmias, Steven, Análisis de la Producción y las Operaciones, 5 ed., México: McGrawHill Interamericana Editores S. A., 2007. 22


6. Schroeder, Roger. G., Administración de Operaciones, 5ª ed., México: McGraw-Hill Interamericana Editores S.A., 2005. 7. Vollmann, Thomas E.; William L. Berry; D. Clay Whybark y F. Robert Jacobs, Planeación y Control de la Producción. Administración de la Cadena de Suministros , 5ª ed., México: McGraw-Hill Interamericana Editores S.A., 2005.


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NOTAS Y REFERENCIAS

1

La Planificación es la determinación de las cantidades a producir, por ejemplo por períodos, sin precisar fechas ni recursos. La Programación establece, además de las cantidades, las fechas de comienzo y terminación y los recursos utilizados en la producción. El control consiste en la verificación del cumplimiento de lo programado para poder adoptar las medidas correctivas que sean necesarias. 2

Desperdicios en el sentido de la Excelencia en Manufactura: Todo aquello que supera las cantidades estrictamente necesarias para agregar valor al pr oducto o servicio. 3

Recordemos que, desde el punto de vista de la Excelencia en Manufactura, las existencias son un desperdicio porque no agregan valor. Es más, se las considera el peor de todos porque ocultan otros desperdicios. 4

Harris, F. W., Operations and Costs, Chicago: A. W. Shaw, 1915. La fórmula fue divulgada en la industria por un consultor de apellido Wilson y por esa razón frecuentemente se la denomina fórmula de Wilson. 5

Orlicky, Joseph, Material Requirements Planning, NY: McGraw-Hill, 1975.

6

Creada en 1957 como la American Production and Inventory Control Society (Asociación Americana de Control de Producción e Inventarios), APICS ha expandido desde entonces sus actividades ofreciendo una amplia gama de programas de educación para individuos y organizaciones, estándares de excelencia y administración de operaciones. Para reflejar esta nueva dirección, ahora es conocida como APICS–The Association for Operations Management . APICS es una organización no lucrativa respetada mundialmente por sus programas de educación y certificación profesional. (www.apics.org) 7

El diccionario de la APICS da las siguientes definiciones (Cf ., Cox, J. F.; J. H. Blackstone y M. S. Spencer, a (editors), APICS Dictionary, 8 ed., Fall Church, VA: APICS , 1995): MRP:

Un conjunto de técnicas que utilizan listas de materiales, datos de existencias y el programa maestro de producción para calcular los requerimientos de materiales. Hace recomendaciones para liberar órdenes de reabastecimiento de materiales. Además, dado que trabaja en fase de tiempo, hace recomendaciones para reprogramar las órdenes abiertas cuando las fechas de entrega y las fechas de las necesidades no están en fase. Originalmente considerada sólo una manera de ordenar mejor los stocks, hoy es pensada principalmente como una técnica de programación, es decir, un método para establecer y mantener fechas válidas de entrega (prioridades) de las órdenes.

de bucle cerrado: Un sistema construido alrededor de la MRP y que también incluye las funciones adicionales de planificación de ventas y operaciones (planificación de la producción, programación maestra de la producción y planificación de los requerimientos de capacidad). Además, una vez que esa fase de planificación está completada y los planes han sido aceptados como realistas y alcanzables, entran en acción las funciones de ejecución. Esto incluye las funciones de control de manufactura, de control de entradas y salidas, programación y despacho detallado, así como informes de demoras previstas tanto de planta como de proveedores, la programación de proveedores, etc. El término “bucle cerrado” implica que no sólo están incluidos estos elementos en el sistema, sino que también hay retroalimentación desde las funciones de ejecución de manera que la planificación pueda mantener su validez en todo momento.

MRP

MRP II :

Un método para la efectiva planificación de todos los recursos de una empresa de manufactura. Idealmente encara la planificación de las operaciones en unidades de producto, la planificación financiera en unidades monetarias y tiene capacidad de simulación para responder preguntas “¿qué pasaría si…?”. Incluye planificación empresarial, planificación de ventas y operaciones (planificación de la producción), programación maestra de la producción, planificación de los requerimientos de materiales, planificación de los requerimientos de capacidad, y los sistemas de apoyo para la ejecución de los planes de materiales y capacidad. Los resultados de esos sistemas se integran con informes financieros tales como el plan de negocios, el informe de compromisos de compras, el presupuesto de despachos, las proyecciones de inventarios en unidades monetarias, etc. La planificación de los recursos de manufactura es un desarrollo directo y una extensión del MRP de bucle cerrado.

ERP:

Un sistema de información orientado a la contabilidad para identificar y planificar los recursos de la empresa necesarios para recibir, fabricar, embarcar y llevar el control de los pedidos de los clientes. Los sistemas ERP fueron originalmente extensiones de los sistemas MRP II , pero desde entonces han ampliado su alcance. Un sistema ERP difiere del típico MRP II en cuanto a requerimientos de tipo técnico, como una interfaz gráfica de usuario, una base de datos relacional, el uso de lenguajes orientados a objetos, herramientas de ingeniería de software asistidas por computadora en el desarrollo, arquitecturas cliente/servidor y portabilidad de sistemas abiertos.

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El Sistema de Planificación

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