Cartillas Gerencia de Pcc

GERENCIA DE

PRODUCCIÓN

Introducción a la Gerencia de Producción

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE 2. INTRODUCCIÓN 3. METODOLOGÍA 4. MAPA CONCEPTUAL 5. OBJETIVO GENERAL 6. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 7. DESARROLLO TEMÁTICO

7.1 Componente motivacional 7.2 Recomendaciones académicas Desarrollo de cada una de las unidades temáticas 2. INTRODUCCIÓN

El propósito del presente documento es presentar a los estudiantes la definición de gerencia de producción, como herramienta esencial para el control y soporte en el proceso de toma de decisiones dentro de las organizaciones. Con el objetivo de presentar esta definición, se le enseñará al estudiante la terminología general usada en este ámbito, así como los tipos de sistemas productivos. Por otra parte, en vistas al cumplimiento del objetivo general del módulo, consistente en ayudar a los estudiantes a desarrollar las capacidades necesarias para llevar un correcto control de la producción, se presentarán en esta unidad, paso a paso, las actividades que deben realizarse para lograr una gerencia exitosa. Finalmente, se presentarán los hitos históricos relacionados con la gerencia de producción, mismos que contemplan los conceptos antes abordados. También será tema de esta semana, la aparición de algunas medidas de desempeño básicas, que posteriormente permitirán realizar un análisis completo de la situación actual de la organización.

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[ POLITÉCNICO GANCOLOMBIANO]

3. METODOLOGÍA

La cartilla presentará en forma estructurada los conceptos básicos que introducirán la definición de gerencia de producción. La cartilla se iniciará con conceptos generales de sistemas productivos para construir de forma lógica el concepto completo de lo que es la producción, y cómo una correcta administración de la misma, puede dar un soporte argumentar las decisiones que se toman, respecto de algún asunto específico referente a la producción. Una vez definida la gerencia de producción, se presentarán algunos términos básicos propios de la materia; términos que serán usados con frecuencia a lo largo del proceso de aprendizaje. Se suma, en este sentido, la presentación de la metodología tendiente a desarrollar un proceso de simulación. Finalmente se hará una presentación de los hechos históricos más relevantes que hicieron parte del desarrollo de este último proceso.

4. MAPA CONCEPTUAL

Gerencia de producción

Introducción

Planeación de la producción

Control de la producción

Programación de la producción

Principios

Pronós`cos

Planeación agregada PA

Estrategias

Capacidad y punto de equilibrio

Planeacion de requerimiento de material MRP

Competencia

Planeación de intalaciones

[ COMPRAS Y ABASTECIMIENTO]

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5. OBJETIVO GENERAL Al finalizar el módulo, los estudiantes conocerán los conceptos básicos de la gerencia de producción, tanto como los conceptos claves relacionados con los sistemas reales (tales como líneas de espera, procesos productivos y procesos logísticos). 6. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Al finalizar la primera semana de aprendizaje: 6.1 El estudiante identificará los conceptos fundamentales de la gerencia de producción. 6.2 El estudiante podrá diferenciar los tipos de sistemas productivos, su clasificación general y las estrategias recomendadas para hacer de cada uno de ellos un sistema más eficiente. 6.3 El estudiante reconocerá los diferentes hitos del desarrollo histórico de la gerencia de producción, en sus herramientas y conceptos. 7. DESARROLLO TEMÁTICO 7.1 Componente motivacional En la actualidad, con el ánimo de minimizar costos en los procesos de toma de decisiones, las organizaciones han desarrollado metodologías cada vez más cuidadosas, tendientes a disminuir el riesgo de realización y a constituir un soporte real para las decisiones tomadas al interior de la compañía. Veamos un ejemplo. Suponga que cierta compañía desea establecer indicadores para medir el estado actual de su funcionamiento, enfocándose en el área productiva. Entre los indicadores claves que podría emplear para medir su rendimiento se encuentran: 1. Análisis de pronósticos para hacer una correcta planeación de las ventas de la compañía. De esta forma pueden disminuir los costos, bien sea porque no se produjeron unidades faltantes o porque se produjeron más de las necesarias, y tuvieron que almacenarse en bodega. 2. Planeación agregada de la producción. Permite, con base en los pronósticos, proyectar los recursos necesarios para el desarrollo de la producción, así como el manejo de inventarios y costos relacionados. 3. Planeación de los requerimientos de material: claves para no realizar inversiones en materias primas, que pueden caer en obsolescencia si fueran pedidas en un mayor número al necesario.

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4. Programación de la producción para controlar directamente cuáles y cómo debe ser el orden de fabricación de los pedidos solicitados por parte de los clientes de la compañía. Según estas ideas, resulta relevante que el egresado del Politécnico Grancolombiano desarrolle todas las habilidades necesarias para emplear herramientas de vanguardia, que le permitan hacer de las compañías lugares más competitivos dentro del mercado, sea la que sea que se desenvuelva. 7.2 Recomendaciones académicas Dentro de las recomendaciones generales que debe seguir el estudiante para lograr un excelente desempeño en el módulo, está, en un primer momento, la respuesta de la evaluación diagnóstica. Ésta le permitirá identificar cuáles son sus fortalezas -‐para incrementarlas-‐ y cuáles son sus debilidades -‐para enfrentarlas y mejorar en ello-‐. De otro lado, con el objetivo de tener una excelente comunicación, el estudiante deberá: • •

Aprovechar el chat semanal para tener un encuentro sincrónico con el tutor. Presentar sus dudas a través de mensajes personalizados para el tutor.

Realizar los ejercicios de los talleres propuestos, mismos que le permitirán reforzar los conceptos presentados en las cartillas. •

El estudiante deberá tener presente que la educación virtual es, en gran medida, un proceso autónomo, lo cual le exige un alto grado de compromiso. Recuerden que una hora de educación presencial equivale a tres horas de educación virtual. Recuerden también revisar, semana a semana, las actividades recomendadas y las fechas destinadas a efectuar entregas del proyecto. Los quices, parciales, el examen final y los foros de discusión son de obligatorio cumplimiento. 7.3 Desarrollo de cada una de las unidades temáticas 7.3.1 Introducción Antes de establecer una definición formal de lo que es la producción, es necesario definir a la empresa, pues finalmente la producción se llevará a cabo dentro de una organización y, por lo tanto, no es un elemento aislado de la misma. Una empresa no es otra cosa que un sistema de


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procesos interrelacionados, compuesto de recursos físicos y humanos que interactúan para transformar insumos en bienes y/o servicios, con el fin de satisfacer las necesidades de sus clientes, generar utilidades a sus socios, y contribuir a la solución de los problemas de la sociedad y del medio ambiente.

Con base en esta definición podemos afirmar, en forma clara, que con el objetivo de satisfacer necesidades, generar utilidades y contribuir a la solución de diferentes problemas, llevar la correcta administración de una organización se convierte en uno de los temas más relevantes en el mercado competitivo actual que involucra a todas las organizaciones. 7.3.2 ¿Qué es gerencia de producción? Con la claridad de lo que es una organización y sus principales objetivos, refinaremos este concepto para definir la producción; o mejor, cuál es la función de la producción dentro de una organización. Producción puede definirse como la creación de bienes y servicios por medio de una serie de actividades que crean valor, al transformar los recursos en productos o servicios.

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MERCADEO

FINANZAS INGENIERÍA

LOGÍSTICA PRODUCCIÓN DESARROLLO

CALIDAD

MANTENIMIENTO

G. AMBIENTAL

R. HUMANOS

Así, resulta claro que la producción será una de las áreas de la compañía que “centraliza” la gran mayoría de información. Por ejemplo, la relación entre el área de mercadeo y producción debe ser complementaria, pues la primera trata de establecer objetivos de venta, mientras que la segunda trata de cumplir estos objetivos, teniendo presente que existen unas capacidades inviolables. Otro ejemplo está relacionado con las áreas de recursos humanos y finanzas, elementos claves en su relación con el área productiva, pues para llevar a cabo un proceso productivo se necesitan unos recursos (ya indicados en la definición) y un presupuesto con el cual cubrir los gastos generados por la operación. Con base en lo anterior, la gerencia de producción no es otra cosa que la administración y el control de la gestión realizada dentro de los procesos productivos de la compañía, teniendo en cuenta que ésta funciona como un todo, generando relaciones de dependencia entre sus elementos y no en forma aislada, como comúnmente se piensa. Dentro de las razones principales por las cuales es importante estudiar la gerencia de producción, y especialmente conocer las herramientas que permiten llevar a cabo esta labor de una forma más estructurada, están: • Se trata de una de las principales funciones de una organización (caigan en la cuenta de que la definición de empresa y producción, difieren en muy poco). • Necesitamos saber cómo se producen los bienes y servicios que ofrecemos. Si el dueño de una compañía no sabe cómo funciona su empresa, muy difícilmente logrará alcanzar los objetivos propuestos, y mucho menos realizar una buena ejecución de la misión de la organización. • Es la actividad que genera más costes en una organización.


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7.3.3 Funciones de la gerencia de producción Con el objetivo de simplificar y/o especificar las opciones o elementos que se deben tener en cuenta para realizar una correcta administración de la producción, a continuación se presentan las principales funciones que deben llevarse a cabo; entre otras: • • • • • •

Planeación estratégica. Pronósticos. Planificación de la capacidad. Planeación agregada. Planeación de requerimientos de producción. Programación y secuenciación.

Estas funciones implican un orden y una estructura lógica en su ejecución. A continuación se presenta un diagrama conceptual que refleja esta lógica estructural:

7.3.4 Procesos productivos Estudiado y aclarado el concepto de gerencia de producción, tanto como sus funciones y la estructura lógica para llevar a cabo su ejecución en forma adecuada, es importante entender que su objetivo fundamental consiste en emplear todas las herramientas propias de la administración de la producción para establecer indicadores que permitan retroalimentar al sistema y, de esta manera, darle una mejora continua.

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Sin un proceso de retroalimentación en ninguna de las etapas del proceso productivo, lo más probable es que falle y que por lo tanto desaparezca, lo cual generaría pérdidas en distintos sentidos. Dentro de la teoría de la gerencia de producción se han desarrollado una serie de conceptos relacionados con los elementos fundamentales que intervienen en un sistema productivo; estos elementos son: • Entorno: todo lo que se encuentra fuera del sistema y repercute en la actuación de éste. • Límite: frontera que define el dominio de las actividades de la empresa. • Misión: acuerdo entre el sistema y el entorno, para garantizar la supervivencia del primero. • Objetivos: realizaciones internas que establece el sistema para cumplir con la misión. • Transformación: cualquier tipo de cambio, modificación o reorganización en los recursos. • Retroalimentación: herramienta para verificar si el sistema se mantiene en un estado estable y de cumplimiento de sus objetivos. • Entropía: “[t]endencia de todo [el] sistema hacia un estado de desorden, ausencia de transformación de energía y muerte”. • Homeostasis: tendencia natural del sistema a estabilizar su transformación, dentro de ciertos límites, con el fin de sobrevivir.


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• Equifinalidad: alcanzar los mismos resultados finales desde diferentes condiciones iniciales y viceversa. • Jerarquía: entendido como el conjunto de subsistemas relacionados entre sí, que actúan como un todo desde una perspectiva descendente, y como partes desde una perspectiva ascendente. • Holismo: entendimiento del sistema como un todo no dividido que únicamente puede explicarse como totalidad. Estos elementos permiten entonces entender, de forma completa, lo que es un sistema productivo y cómo debe procurar administrarse para que sea exitoso. En lo sucesivo se expondrá la clasificación de los sistemas productivos; aspecto importante de conocer, pues determina la estrategia empresarial y de control de la producción a emplear. 7.3.5 Clasificación de los sistemas productivos En la literatura se pueden encontrar diferentes clasificaciones para los sistemas productivos. A continuación se presentará una de las más utilizadas: 7.3.5.1 Sistemas de producción por proyecto. Estos sistemas se caracterizan por que se aplican a productos únicos y complejos, los trabajadores de este tipo de sistemas suelen ser trabajadores especializados. Un ejemplo de este tipo de sistemas puede ser el lanzamiento de un producto o la construcción de una obra civil 7.3.5.2 Producción artesanal. Estos sistemas, como su nombre lo indica, suelen caracterizarse porque emplean herramientas manuales en lugar de herramientas automatizadas. A diferencia del sistema anterior, los trabajadores están en capacidad de realizar cualquier tarea. Un ejemplo clásico de este tipo de sistema son los talleres rústicos de reparación de vehículos. 7.3.5.3 Producción en lotes. Estos sistemas presentan como característica principal que el flujo del producto dentro de la planta de producción sea funcional, es decir, a través de estaciones de trabajo. Este tipo de sistemas se emplea mayormente en la etapa inicial del ciclo de vida del producto. 7.3.5.4 Producción en serie. Como su nombre lo indica, se caracterizan porque el producto tiene un flujo lineal dentro de la planta de producción. Este tipo de sistemas se emplea para

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productos que ya se encuentran altamente estandarizados (se sabe con certeza cuáles son sus operaciones y el tiempo exacto de duración de las mismas). Dada dicha estandarización existe una marcada división del trabajo, cada operario se encarga única y exclusivamente de una función. El ejemplo más claro de este tipo de sistemas son las ensambladoras de automóviles, en las que, incluso, en lugar de operarios, suelen tener líneas de producción automatizadas. 7.3.5.5 Sistemas de producción continua. Este tipo de sistemas se emplean para artículos que deben producirse en grandes volúmenes, y que no pueden detenerse en el proceso productivo, dado que resulta mucho más costoso que tener a la planta de producción trabajando las 24 horas al día, los 365 días del año. Otra característica fundamental de este tipo de sistema es que suelen emplear equipos intensivos de transformación de materiales. Los ejemplos más comunes de este tipo de sistemas son las refinerías de petróleo o las productoras de acero, por mencionar algunas. El siguiente cuadro resume la información relevante del producto, del proceso y de la organización en el piso de la planta, que se debe tener en cuenta a la hora de realizar la gerencia de producción, sobre cualquiera de estos sistemas productivos:

PRODUCTO

Variedad producto

PROCESO

Demanda

LOTES

MASA

CONTINUO

+++

++++

+++++

de +++++

++++

+++

++

+

Coste unitario

+++++

++++

+++

++

+

Flexibilidad

+++++

++++

+++

++

+

Tamaño de lote

+

++

+++

++++

+++++

Frecuencia cuellos de botella

++

++

++++

+

+

Inversiones

+++

+

++

++++

+++++

Inventarios productos terminados

+

++

+++

+++++

+++++

en Posición fija

Funcional

Funcional Línea

Orgánica

Orgánica

Orgánica

Mecanicista Mecanicista

+++

+++++

++++

+

++

+

+++++

++

+

+

Individual/Equipo

Individual

Individual Individual

Estructura Cualificación trabajadores Polivalencia trabajadores Tipo de trabajo

+

ARTESANAL ++

Distribución planta

ORGANIZACIÓN

PROYECTO

Línea

Individual


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7.3.6 Elementos para la fabricación de productos Existen algunos elementos que, a través de la evolución de la gerencia de la producción, se han vuelto esenciales para facilitar el desarrollo y éxito de la gestión. En lo que al proceso productivo se refiere, en relación con la fabricación de productos o estructuración de servicios, tales elementos son: 7.3.6.1 Desarrollo del producto. Este elemento es clave para determinar cuál es el tipo de sistema productivo que va a gestionarse en la organización. Se convierte en un elemento de diseño que debe planearse con los proveedores de materia prima. Ahora que la logística se ha convertido en una cadena en la que los diferentes eslabones deben trabajar de forma colaborativa para lograr una gestión exitosa, este elemento debe alinearse tanto con el productor como con el proveedor, pues un producto bien concebido debe ir acompañado de una excelente gestión en la entrega a tiempo de las materias primas que lo constituyen. 7.3.6.2 Personalización. Este elemento se encuentra estrechamente ligado al cliente, pues es éste, finalmente, la razón de ser de la compañía. Debemos recordar que por definición, la razón de ser de la empresa es cubrir una necesidad de un cliente, y en la medida en que trabajemos de forma colaborativa con éste, será mucho más sencillo cumplir con este objetivo. 7.3.6.3 Fabricación flexible. Debido al crecimiento y apertura de los mercados, trabajar en estrategias de fabricación que permitan que el proceso productivo sea flexible, representa una ventaja competitiva, pues esta flexibilidad permite entregar un producto de excelente calidad en el menor tiempo posible. Esta condición también puede entenderse como la capacidad de la organización para cambiar sus procesos productivos en caso de que exista un cambio en los gustos o requerimientos del consumidor; por lo tanto, la flexibilización debe estar ligada también al cliente mismo. 7.3.6.4 Tecnología de la información y la comunicación (TIC). Gracias al desarrollo computacional de las últimas décadas, en la gestión de las diferentes áreas de la compañía, así como el trazo de los demás eslabones de la cadena logística (proveedores y cliente), las tecnologías de la información se han convertido en un elemento fundamental que facilitan el proceso gerencial de la compañía. 7.3.6.5 Gestión medioambiental (QHSE). En las últimas décadas la preocupación por el medio ambiente ha generado en los empresarios un espíritu de responsabilidad social con el ambiente que esté además ligado con la buena calidad de sus productos y procesos, así como con la seguridad y salud ocupacional de los empleados que permiten llevar a cabo el proceso productivo.

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7.3.7 Estrategia empresarial Una vez conocidos los tipos de sistemas productivos y los elementos necesarios para lograr una gestión efectiva dentro de la organización, es importante indicar que la estrategia empresarial debe ser un modelo de decisión que permita definir una posición competitiva del negocio. Para ello es importante tener en cuenta: • • • •

Un horizonte largo de planeación. El uso de herramientas efectivas para la toma de decisiones. Una concentración de esfuerzos con objetivos priorizados. Una presencia efectiva en todos los niveles de la organización.

La planeación estratégica, entonces, debe desarrollarse en diferentes niveles, dependiendo de las cuales se tomarán cierto tipo de decisiones, otros horizontes de planeación, otros niveles de incertidumbre. A continuación se presenta un cuadro resumen con esta información: Estratégico Planes de adquisición de recursos. Alta: Nivel administrativo gerencia Horizonte de tiempo Largo (2 o más años) Grado de Alto incertidumbre Selección modelo de producción. Diseño de productos & procesos. Localización y distribución Ejemplos de Gestión de decisiones tecnología. Gestión y aseguramiento de la calidad. Contratos a largo plazo. Decisiones de Tipo: General

Táctico Planes de utilización de recursos. Directores, jefes de área Medio (6-‐24 meses)

Operacional Programación y ejecución detallada de planes. Bajo: operarios Corto (0–6 meses)

Medio

Bajo

Niveles de fuerza de trabajo. Programación de turnos. Niveles de inventarios,

Tasas de producción.

Secuenciación de la producción.

Control de materiales

Supervisión del proceso.

Selección de modos Control de calidad. de transporte.


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Finalmente la estrategia, además de estar ligada a los aspectos antes mencionados, también debe tener en cuenta el volumen de producción que manejará la compañía, así como el grado de variedad o estandarización de sus productos, pues tener claridad en estos aspectos permitirá llevar a cabo una correcta administración de la producción. Existen entonces combinaciones de estas dos variables que harán que la compañía pueda tener mayor éxito en el mercado en el cual se desempeña. A continuación se presentan dichas combinaciones, resumidas en una tabla de producto y de proceso: Alta variedad, Variedad baja media estandarización Volumen bajo 1 Volumen 2 medio Volumen alto Volumen muy alto

Baja variedad alta estandarización

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Variedad baja

Esta matriz se relaciona claramente con el ciclo de vida del producto. Si se trata, por ejemplo, de la etapa inicial del ciclo de vida del producto, muy seguramente los volúmenes de producción serán bajos y la estandarización del proceso aún no se ha consolidado. Por otra parte, si por ejemplo nos refiriéramos a un producto ya establecido en el mercado, que se encontrará en la etapa estable de su ciclo de vida, muy seguramente su proceso productivo ya se encuentra altamente estandarizado, y por lo tanto se producirá en grandes volúmenes. Algunas de las recomendaciones a tener en cuenta, dependiendo de la ubicación (grupo 1, 2, 3 o 4) en la matriz de la combinación de estas dos variables, son: 7.3.7.1 Alta variabilidad, bajo volumen (grupo 1). Se recomienda tener una gestión de producción contra pedido, trabajando con maquinaria de propósito general presentando especial cuidado en características de calidad del producto y flexibilización de la línea de producción. 7.3.7.2 Variabilidad media, volumen medio (grupo 2). Se recomienda tener una gestión de producción contra pedido, trabajando con maquinaria de propósito general presentando especial cuidado en características de calidad del producto y algún tipo de flexibilización de la línea de producción.

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7.3.7.3 Variabilidad baja, volumen alto (grupo 3). Se recomienda tener una gestión de producción contra inventario, trabajando con maquinaria de propósito específico presentando especial cuidado en características de calidad del producto, flexibilidad y especialmente costos unitarios competitivos en el mercado. 7.3.7.4 Estandarización, volumen alto (grupo 4). Se recomienda tener una gestión de producción contra inventario, trabajando con maquinaria especializada presentando especial cuidado en características de calidad del producto, estandarización y especialmente costos unitarios competitivos en el mercado. En conclusión, si la estrategia organizacional de la compañía no está encaminada a ninguno de estos grupos productivos, se dice que al estar por fuera de la diagonal de tal matriz, está siendo ineficiente en el correcto desarrollo de su gestión.


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GERENCIA DE

PRODUCCIÓN

Pronósticos I

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE 2. INTRODUCCIÓN 3. OBJETIVO GENERAL 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5. DESARROLLO TEMÁTICO

5.1

Recomendaciones académicas

Desarrollo de cada una de las unidades temáticas 2. INTRODUCCIÓN

Se propone en este documento presentar a los estudiantes los conceptos básicos necesarios para desarrollar pronósticos para series estacionarias y con tendencia, así como las medidas de desempeño que, por excelencia, permiten verificar qué tan bien se ajustan tales métodos a una serie de datos históricos, en particular. También se presentará una serie de ejercicios relacionados con el tema en cuestión, para reforzar los conocimientos adquiridos. Esto en virtud del objetivo general del módulo, consistente en generar en los estudiantes las capacidades necesarias para desarrollar los métodos de pronósticos simples. 3. OBJETIVO GENERAL Al finalizar el módulo los estudiantes reconocerán las medidas de desempeño que permiten evaluar un método de pronóstico en particular, así como los mismos métodos en general.

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4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Al finalizar la segunda semana de aprendizaje, el estudiante: 4.1 Identificará los conceptos relacionados con el comportamiento de la demanda como punto de partida para determinar el método de pronóstico a emplear. 4.2 Sabrá formular pronósticos empleando los métodos simples y dobles. Determinará, a través de las diferentes medidas de desempeño, cuándo un método de pronóstico es más adecuado que otro. 5. DESARROLLO TEMÁTICO

5.2.1 Introducción a los pronósticos

Los pronósticos permiten estimar el valor futuro para un conjunto de variables de interés. Para realizar esta estimación, los pronósticos pueden estar basados en: • • •

El comportamiento histórico (series de datos). La relación con otras variables (causa-‐efecto / análisis de regresión). Opinión de expertos (métodos cualitativos / Delphi).

El objetivo de estos pronósticos en el ambiente de producción, consiste en establecer un marco de referencia para la planeación y gestión dentro de la planta de producción. Los parámetros que definen un pronóstico son: • • • •

Variables. Horizonte de planeación (número de periodos para los cuales se pronosticó). El periodo (unidad de tiempo base sobre la que se define el horizonte). Frecuencia de revisión.

[ GERENCIA DE PRODUCCIÓN]

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Para un correcto desarrollo de los pronósticos, deben tenerse en cuenta las siguientes etapas: 1. 2. 3. 4. 5.

Definición del objetivo. Recolección de la información (datos). Evaluación y selección de la técnica. Ejecución del pronóstico. Seguimiento del pronóstico.

Datos históricos

Modificación

Modelo matemático

Evaluación humana

Pronósticos

Demanda Real

estadísticos

Pronóstico de demanda

Cálculo del error de pronóstico

Por otra parte, dentro de las características más relevantes de los pronósticos, podemos encontrar las siguientes: Normalmente están equivocados, son sólo una especulación, por ello debe ser fácil reaccionar ante errores. •

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Un buen pronóstico también da una medida de error. Saber que son equivocados nos permite calcular cierta medida de error. • Los pronósticos agregados son más exactos. La variación del promedio de una colección de variables aleatorias independientes, idénticamente distribuidas, es menor que la variación de cada una de las variables. “La variación de la muestra media es menor que la variación de la población”. • Entre más lejano sea el horizonte de pronóstico, menos exacta será la predicción. • Deben tener en cuenta toda la información que tengan a disposición (ejemplo: si sé que existirá una promoción, así los datos no me lo digan, debo estar en la capacidad de incluir esta información). •

Finalmente, los métodos de pronóstico pueden clasificarse en: Cualitativos. Como su nombre lo indica, se basan en el juicio humano y se emplean cuando no se cuenta con información histórica para realizar la estimación de la variable de interés. En el ámbito de la producción este método suele emplearse cuando se trata de un producto completamente nuevo. Algunos de estos método son: - Encuestas a los clientes. - Juicio de la persona que conoce el tema. - Método Delphi. • Cuantitativos. Como su nombre lo indica, son aquellos derivados de un análisis de datos. Pueden dividirse en: - Métodos de series de tiempo. Son aquellos métodos que usan valores pasados. Se emplean comúnmente en aplicaciones de planeación de operaciones. Una característica de estos métodos es que tratan de aislar algunos patrones presentes en la serie; estos patrones pueden ser: Tendencia. Una serie de datos puede exhibir un patrón estable de crecimiento o declive. Estacionalidad. Patrón que se repite en intervalos fijos. Aleatoriedad. No existe un patrón reconocible para los datos (estacionario). - Modelos causales: Usan datos provenientes de fuentes distintas a las series que están pronosticando. •


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Ejemplo. Sea Y un fenómeno a pronosticar, y X1, X2, X3, variables relacionadas con Y. El pronóstico para Y será cierto, función de dichas variables Y=f(x1, x2, x3). El método causal, por excelencia, suele ser la regresión lineal. 5.2.2 Evaluación de los métodos de pronóstico

Antes de a penetrar los diferentes métodos de pronóstico, aprenderemos a evaluar cuándo un método es adecuado y se ajusta realmente al comportamiento de la demanda. Partiremos entonces, del supuesto de que ya sabemos calcular los pronósticos y que queremos evaluar qué tan bien o qué tan mal están reflejando el comportamiento de los datos históricos sobre los cuales fueron calculados. A partir de lo anterior. se definirán entonces las siguientes medidas de desempeño: 5.2.2.1 Errores

El error se define como la diferencia entre el pronóstico para el periodo T, y el valor real de la serie realizado para el periodo T. 𝐷! = 𝐷𝑎𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟é𝑠 𝐹! = 𝑃𝑟𝑜𝑛ó𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑒! = 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒! = 𝐹! − 𝐷! Existen varias medidas comunes para estimar el error de pronóstico, éstas son: • Error Medio (EM) 𝑀𝐸 =

! !!! 𝑒!

𝑇

Nos dice “qué tan centrados o descentrados están los pronósticos de los originales”. • Desviación Media Absoluta (MAD)

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! !!! |𝑒! |

𝑇 Nos da la idea en términos de magnitud. Suele ser la medida preferida para medir el error de pronóstico. 𝑀𝐴𝐷 =

• Error Cuadrático Medio (MSE) 𝑀𝑆𝐸 = Similar a la varianza de una muestra aleatoria.

! ! !!! 𝑒!

𝑇

• Error Porcentual Medio Absoluto (MAPE) ! !!!

𝑒! 𝐷!

𝑇 Elimina ambigüedad de unidades, ya que no depende de la magnitud de los valores de la demanda. 𝑀𝐴𝑃𝐸 =

5.2.2.2 Desviación Estándar del Error

La desviación estándar es la medida de dispersión por excelencia. A partir de ella, si se considera que los errores están normalmente distribuidos, una aproximación de la desviación estándar del error es: 𝜎! ~1,25 𝑀𝐴𝐷 Finalmente, una vez se tengan estos indicadores, debe tenerse en cuenta que no significan nada en sí mismos; por lo tanto se debe verificar que se distribuyan más o menos igual alrededor de cero, esto es, deben ser insesgados; es decir que al graficar los errores, estos deben verse “aleatorios” (no deben tener un patrón discernible).


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5.2.3 Métodos para pronosticar series estacionarias

Siempre que la demanda de los datos históricos con los que se quiere realizar la estimación del pronóstico, presente un comportamiento estacionario, se deben emplear los siguientes métodos: 5.2.3.1 Métodos basados en promedios (PM)

Promedio aritmético de las N observaciones más recientes. 1 𝑆! = 𝑁 𝑆! =

1 𝐷 − 𝐷!!! 𝑁 !

!!!!!

𝐷! 𝐹!!! = 𝑆! !!!

+ 𝑆!!!

Con esta última ecuación se evita recalcular el promedio de las últimas N observaciones, cada vez que surge una nueva observación de demanda.

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5.2.3.2 Suavización exponencial simple (SES)

Es el método más popular para las series de tiempo estacionarias 𝐹! = 𝛼𝐷!!! + 1 − 𝛼 𝐹!!! α: es la constante de suavizamiento que determina la ponderación relativa puesta en la observación de demanda actual. 1-‐α: peso asignado a las observaciones pasadas de la demanda.

Algunos aspectos importantes que se deben tener en cuenta cuando se aplica cualquiera de los dos métodos antes mencionados, son los siguientes: - Aplica un conjunto de ponderaciones decrecientes a todos los datos pasados. - La constante de suavizamiento juega el mismo papel que el N en los promedios móviles (N pequeño α grande asigna mayor peso a los datos actuales). - Si α grande, se da mayor ponderación a la observación actual, lo que da como resultado pronósticos que reaccionan rápidamente a los patrones de demanda, pero presentan mayor variación de periodo a periodo. Si α pequeño, los pronósticos son más estables. - El mejor valor de α será aquél que me minimice los errores. - Cuando α= 2/n+1, ambos métodos tienen la misma distribución de pronóstico y sus errores pueden ser comparables de forma consistente. - Para utilizar los PM debemos guardar todos los N datos pasados, mientras que para la SES sólo se requiere el último pronóstico. 5.2.4 Métodos para pronosticar series con tendencia


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Siempre que la Demanda de los datos históricos con los que se quiere realizar la estimación del pronóstico presente un comportamiento con TENDENCIA, se deben emplear los siguientes métodos: 5.2.4.1 Regresión lineal simple

Existe una relación entre la variable X (independiente) y la variable Y (dependiente) que puede representarse mediante una línea recta. 𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑏 Los valores de B y M se eligen de manera que se minimice la suma de las distancias cuadráticas, entre la línea de regresión y los puntos de datos. 𝑛 𝑥! 𝑦! − 𝑥! 𝑦! 𝑚= 𝑛 𝑥!! − ( 𝑥! )! 𝑏 = 𝑦 − 𝑚𝑥 Una buena forma de determinar si la regresión es adecuada, es a través del coeficiente de correlación, el cual mide el grado de dependencia entre los dos conjuntos de datos dados. 5.2.4.2 Suavización exponencial doble

Requiere de la especificación de dos constantes de suavizamiento: α: que suaviza el valor de la serie (promedio-‐estacionario) β: que suaviza la tendencia (pendiente de los datos) Las constantes de suavizamiento pueden ser las mismas; sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones se da mayor estabilidad al estimado de la pendiente que al de la constante, es decir β ≤ α Por otra parte, deben utilizarse dos parámetros para la estimación del pronóstico, estos son: So= corte de la recta de regresión (b) Go= pendiente de la recta de regresión (m)

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Para actualizar estos valores, empleamos las siguientes ecuaciones: 𝑆! = 𝛼𝐷! + 1 − 𝛼 𝑆!!! + 𝐺!!! 𝐺! = 𝛽 𝑆! − 𝑆!!! + 1 − 𝛽 𝐺!!! 𝐹!!! = 𝑆! + 𝜏𝐺! NOTA: Para revisar ejemplos de solución de cada uno de los métodos, referirse a las video diapositivas de la semana.


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GERENCIA DE

PRODUCCIÓN

Pronósticos II

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE 2. INTRODUCCIÓN 3. OBJETIVO GENERAL 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5. DESARROLLO TEMÁTICO

5.1 Recomendaciones académicas 5.2

Desarrollo de cada una de las unidades temáticas

2. INTRODUCCIÓN

El propósito de esta cartilla es presentar a los estudiantes los conceptos básicos necesarios para desarrollar pronósticos para series estacionales, con y sin tendencia. También se presentará la metodología necesaria para que los estudiantes desarrollen las habilidades que les permitan aplicar los métodos de pronósticos simples, en virtud del objetivo general del módulo. 3. OBJETIVO GENERAL

Al finalizar el módulo los estudiantes sabrán cuáles son los métodos de pronósticos claves, para series cuyo comportamiento presenta ciclos estacionales. Adicionalmente podrá emplearlos sin ningún tipo de dificultad. 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Al finalizar la tercera semana de aprendizaje, el estudiante: 1. Identificará el comportamiento que siguen un conjunto de datos históricos para aplicar los métodos triples de suavización; específicamente reconocerá cuándo hay un patrón cíclico.

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[ POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO]

2. Identificará cuáles y cómo se calculan los parámetros necesarios para llevar a cabo un pronóstico, empleando suavización exponencial triple. 3. Sabrá realizar pronósticos empleando el método de suavización exponencial triple. 5. DESARROLLO TEMÁTICO

5.1

Recomendaciones académicas

Se recomienda al estudiante realizar la lectura de la cartilla, en la cual encontrará toda la información relevante que se evaluará durante la semana. Adicional a esta lectura, se recomienda al estudiante revisar las teleconferencias y las video diapositivas, mediante las cuales puede aclarar las dudas generadas con la lectura, o también dar soporte a los temas expuestos en la misma. Finalmente se recomienda al estudiante, realizar los ejercicios planteados y sugeridos por el tutor, ya que aunque no tienen valor porcentual en la nota, sí completarán y reforzarán su formación en sentido práctico. 5.2 Desarrollo de cada una de las unidades temáticas

5.2.1 Introducción

Una serie estacional es aquella que tiene un patrón que se repite cada N periodos de tiempo. La “duración de la estación” se define como el número de periodos transcurridos, antes de que el patrón comience a repetirse. Identificar la duración resulta fundamental para que el pronóstico sea el adecuado. La forma más apropiada de representar la estacionalidad en la demanda, consiste en asumir la existencia de un conjunto de multiplicadores ct, que deben:

!

!!

!= !!!

[ GERENCIA DE PRODUCCIÓN ]

3

El multiplicador Ct, denominado “factor estacional”, representa la cantidad promedio que la demanda en el periodo t de la estación, está por encima o por debajo del promedio global. Por ejemplo: si C3=1.25 y C5=0.60, entonces en promedio la demanda en el tercer periodo de la estación está 25% por encima de la demanda promedio, y la demanda en el quinto periodo de la estación es 40% menor a la demanda promedio. 5.2.2 Métodos para pronosticar series estacionales Existen diferentes métodos para pronosticar series estacionales. Sin embargo, el más conocido es el método de suavización exponencial triple o método de Winters. Este método, a su vez, se encuentra subdividido en dos métodos más: el método de Winters aditivo y el método de Winters multiplicativo. Para emplear el método de Winters aditivo, es importante reconocer que el patrón estacional no presente cambios en la amplitud del ciclo estacional, tal cual como lo presenta el siguiente gráfico.

Demanda con estacionalidad

Por otra parte, el método de Winters multiplicativo se emplea cuando, a diferencia del caso anterior, la amplitud del ciclo estacional aumenta a medida que transcurre el tiempo; así lo presenta el siguiente gráfico:

Demanda 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0

2

4

6

8

10

12

14

Demanda

4


En el presente módulo solo se estudiara el caso específico multiplicativo, ya que éste suele tener mayor influencia en práctica. 5.2.2.1 Comportamiento de la demanda Como se dijo en la introducción del módulo, se presentará la técnica de suavización exponencial triple para realizar pronósticos en series con estacionalidad. A partir de ello resulta relevante estudiar el comportamiento detallado, y de esta manera, algunos conceptos relevantes que serán necesarios para el desarrollo del modelo. Considere la siguiente gráfica, en la que evidentemente existe un patrón cíclico: 300 250 200 150 100 50 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

A partir de este patrón podremos definir entonces una serie de componentes fundamentales para llevar a cabo el pronóstico; estos son: • Número de ciclos estacionales M. Refiere cuántos ciclos completos se visualizan en la gráfica. • Longitud del ciclo estacional N. Hace referencia al número de periodos que contempla un ciclo. Dada la ciclicidad, el valor de N debe ser el mismo para cualquiera de los M ciclos. • Valor del factor estacional C. Hace referencia a la proporción del dato observado con respecto al valor promedio de los mismos. Cada uno de estos elementos o componentes se pueden visualizar en las siguientes gráficas:


5

300

250

200

150

Ct Ft

100

50

0 0

5

N

10

15

N

20

25

30

35

40

N

En esta gráfica se puede observar que el número de ciclos estacionales M es igual a tres (3) (recuadros morados), y que la longitud del ciclo estacional N es doce (12) (cada doce periodos de tiempo se repite nuevamente el ciclo). Por otra parte, en lo que respecta al factor estacional, puede identificarse que tendremos tantos factores estacionales como sea la longitud de la estación; es decir que para cada dato de demanda dentro de la estación, tendré un valor del factor estacional.

6


300

N

250

200

Ct

150

Ft

100

50

0 0

5

N

10

15

N

20

25

30

35

40

N

Para estimar dichos factores, la aproximación más simple es definirlos como el dato real de la demanda sobre el nivel de la serie: !! /!! Esta razón tomará valores menores a uno (1), si el dato de demanda se encuentra por debajo del promedio (en la gráfica serían todos los puntos por debajo de la recta de color verde, aquellos resaltados con color amarillo). Si, por el contrario, el dato de demanda se encuentra por encima del promedio, estos tomarán un valor mayor a uno (1) (en la gráfica serían todos los puntos por encima de la recta de color verde, aquellos resaltados con color rosado). Finalmente, es importante tener en cuenta que la suma de los factores estacionales siempre (para el caso del método Winters multiplicativo) deberá ser igual a la longitud del ciclo estacional. !

!! = ! !!!


7

5.2.3 Notación La notación necesaria que se tendrá en cuenta para desarrollar esta metodología es: - Nivel de la serie de tiempo en t: St - Tendencia de la serie de tiempo en t: Gt - Índice o factor estacional en t: Ct - Parámetro de suavización de nivel: α - Parámetro de suavización de tendencia :β - Parámetro de suavización de índice estacional: γ - Número de estaciones: m - Longitud de la estación: N Al igual que para los casos de suavización exponencial simple y doble, los valores de los parámetros de suavización han de ser valores entre cero y uno, definidos de forma autónoma por la persona que esté realizando la estimación del pronóstico. 5.2.4 Modelo Teniendo en cuenta la notación antes presentada, se puede afirmar que este método supone un modelo de la forma:

!! = ! + !! !! + !! Esto se interpreta como: -

µ: señal base (estacionario) Gt: componente de tendencia o pendiente Ct: componente estacional multiplicativo en t Εt: error (ruido)

Se usan tres (3) ecuaciones de suavizamiento en cada periodo para actualizar los cálculos de la serie desestacionalizada, los factores estacionales y la tendencia; éstas son: • La serie: !! = !

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!! + 1 − ! !!!! + !!!! !!!!

Lo que hace esta ecuación al dividir por el factor estacional apropiado, es desestacionalizar la observación más nueva de la demanda y promediar el pronóstico actual, como se hacía en el método de Holt. • La tendencia: !! = ! !! − !!!! + 1 − ! !!!! Lo que hace esta ecuación es ir actualizando el valor de la tendencia o pendiente a medida que se avanza en el tiempo. • Los factores estacionales: !! !! = ! + 1 − ! !!!! !! La relación de la observación de demanda más reciente sobre el estimado actual de la demanda desestacionalizada, da como resultado el estimado actual del factor estacional. Después esto se promedia con el mejor estimado, previo del factor estacional. • El pronóstico: Finalmente, después de calcular previamente los tres (3) componentes anteriores, el pronóstico realizado en el periodo t para cualquier periodo futuro (t+τ), está dado por:

!!!! = !! + !!! !!!!!! 5.2.5 Metodología A continuación se presenta cada uno de los pasos y el orden en que deben ser llevados a cabo para emplear el modelo de suavización exponencial triple o Winters multiplicativo, de manera que se puedan calcular los pronósticos de demanda: 1. Analizar datos de demanda D1 a Dt: esto es, graficarlos e identificar en número de estaciones m y la longitud de la estación N.


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2. Inicializar:

a. El valor de la serie S0. Recuerde que para el método de Holt, el valor inicial de S0 era igual al corte (b) de la recta de regresión. Para este método se cumple de igual forma. b. El valor de la tendencia G0. Recuerde que para el método de Holt, el valor inicial de G0 era igual a la pendiente (m) de la recta de regresión. Para este método se cumple de igual forma. c. Los factores estacionales Ct. Recuerde que se tendrán siempre tantos factores estacionales iniciales como sea la longitud de la estación. Por ejemplo, si la longitud de mi estación es cinco (5), tendré cinco (5) factores estacionales iniciales. Si, por el contrario, la longitud de mi estación fuese diez (10), tendría diez (10) factores estacionales iniciales. Para calcular los factores estacionales iniciales, desarrolle el siguiente procedimiento: I. Estime los valores de la recta de regresión para todos los periodos para los que conozca la demanda Yt. II. Divida el valor real de la demanda Dt por el valor obtenido en la recta de regresión Yt calculado en el paso anterior, esto es: Dt/yt III. Promedie los factores correspondientes de las estaciones. IV. Revise que la suma de los factores estacionales iniciales sea igual a (N ∑ ct = N). Si no es así, estos deben normalizarse de acuerdo con la siguiente expresión: ct(normalizado) = [ct /∑ ct] × N 3. Actualizar los valores de St, Gt y Ct con las fórmulas de suavizamiento exponencial triple para t = 1 a t, presentadas en el modelo. 4. Calcular Ft para pronósticos futuros. Usar la fórmula de Ft,t+t 5.2.6 Ejemplo Paso 1 α 0.1 N 4 β 0.1 m 2 γ 0.1 p t Dt 0 1 11 2 20 3 26 4 17 5 15 6 27 7 34 8 22

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Paso 2 Inicializar So y Go:

yˆt = mxt + b yˆ t = 1.76 xt + 13.57 entonces :

S 0 = 13.57 G0 = 1.76

Inicializando ct: I. Estime los valores de la recta de regresión para todos los periodos para los que conozca la demanda Yt. II. Divida el valor real de la demanda Dt por el valor obtenido en la recta de regresión Yt calculado en el paso anterior; esto es: Dt/yt


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III.

Promedie los factores correspondientes de las estaciones.

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IV. Revise que la suma de los factores estacionales iniciales sea igual a N ∑ ct = N. Si no es así, estos deben normalizarse de acuerdo con la siguiente expresión: ct(normalizado) = [ct /∑ ct] × N


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Pasos 3 y 4 Actualizando el valor de la serie St:

Actualizando el valor de la tendencia Gt:

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Actualizando el valor del primer factor estacional Ct:

Calculando el pronóstico Ft:


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Realizando los mismos cálculos para los demás periodos, tenemos el siguiente resultado:

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GERENCIA DE

PRODUCCIÓN

Introducción y Principios de la Distribución en Planta e Instalaciones

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE 2. INTRODUCCIÓN 3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE 4. RECOMENDACIONES ACADÉMICAS 5. DESARROLLO DE LA UNIDAD TEMÁTICA 5.1 Definición de la distribución de planta 5.2 Objetivos de la distribución de planta 5.3 Factores que influyen en la selección de la distribución de planta 5.4 Principios básicos de la distribución de planta 5.5 Tipos de Distribución de Planta 5.5.1 Distribución por posición fija 5.5.2 Distribución por producto 5.5.3 Distribución por proceso 5.5.4 Distribución por células de trabajo BIBLIOGRAFÍA 2. INTRODUCCIÓN La planificación de la distribución en planta incluye decisiones relacionadas con la disposición física de los centros de actividad económica al interior de una instalación; comprendido el centro de actividad económica como cualquier entidad que ocupa espacio. El objetivo de la planificación de la distribución en planta consiste en lograr que los empleados y el equipo trabajen con mayor eficacia. Para llevar a cabo una adecuada distribución en planta, han de tenerse presentes los objetivos estratégicos y tácticos que aquélla habrá de apoyar, así como los posibles conflictos que puedan surgir entre ellos. 3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

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4. RECOMENDACIONES ACADÉMICAS

Esta sección presenta una introducción a la distribución de la planta, a la vez que se enuncian y explican los seis principios básicos que rigen la teoría clásica de la distribución de planta. El énfasis en esta sección estará, precisamente, en la definición de términos y en la exposición de dichos principios. 5. DESARROLLO DE LA UNIDAD TEMÁTICA 5.1 Distribución de planta Es el proceso de ordenación física de los elementos industriales, de modo que constituyan un sistema productivo capaz de alcanzar los objetivos fijados, de la forma más adecuada y eficiente posible. Esta ordenación, ya practicada o en proyecto, incluye tanto los espacios necesarios para el movimiento del material, el almacenamiento, los trabajadores indirectos y todas las otras actividades o servicios, como el equipo de trabajo y el personal de taller. En esta definición se hace referencia a la disposición física ya existente; otras veces a una nueva distribución proyectada; y a menudo, al área de estudio o al trabajo de realizar una distribución en planta. De aquí que una distribución en planta puede ser una instalación ya existente, un plan o un trabajo futuro. Sin embargo, antes de tomar decisiones sobre la distribución en planta, es conveniente responder a cuatro preguntas: ¿Qué centros deberán incluirse en la distribución? Los centros deberán reflejar las decisiones del proceso y maximizar la productividad. Por ejemplo, un área central de almacenamiento de herramientas es más eficaz para ciertos procesos. Pero guardar las herramientas en cada una de las estaciones de trabajo, resulta más sensato para otros procesos. ¿Cuánto espacio y capacidad necesita cada centro? Cuando el espacio es insuficiente, es posible que se reduzca la productividad, se prive a los empleados de un espacio propio, e incluso se generen riesgos para la salud y la seguridad. Sin embargo, el espacio excesivo es dispendioso; puede reducir la productividad y provoca un aislamiento innecesario de los empleados.


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¿Cómo se debe configurar el espacio de cada centro? La cantidad de espacio, su forma y los elementos que integran un centro de trabajo están relacionados entre sí. Por ejemplo, la colocación de un escritorio y una silla en relación con otros muebles, está determinada tanto por el tamaño y la forma de la oficina, como por las actividades que en ella se desarrollan. La meta de proveer un ambiente agradable se debe considerar también como parte de las decisiones sobre la configuración de la distribución, sobre todo en establecimientos de comercio al detalle y en oficinas. ¿Dónde debe localizarse cada centro? La localización puede afectar notablemente la productividad. Por ejemplo, los empleados que deben interactuar con frecuencia unos con otros en forma personal, deben trabajar en una ubicación central, y no en lugares separados y distantes, pues de ese modo se reduce la pérdida de tiempo que implicaría el hecho de obligarlos a desplazarse de un lado a otro. El proceso empieza manejando unidades agregadas o departamentos, y haciendo, posteriormente, la distribución interna de cada uno de ellos. En la medida en que se incrementa el grado de detalle, se facilita la detección de inconvenientes que no fueron percibidos con anterioridad, de forma que la concepción primera puede variar a través de un mecanismo de realimentación. Por lo general, la mayoría de las distribuciones quedan diseñadas eficientemente para las condiciones de partida; sin embargo, a medida que la organización crece y/o ha de adaptarse a los cambios internos y externos, la distribución inicial se vuelve menos adecuada. Llega incluso el momento en el que la redistribución se hace necesaria. Los motivos que justifican esta última se deben, con frecuencia, a tres tipos básicos de cambios: • En el volumen de producción, que puede requerir un mayor aprovechamiento del espacio. • En la tecnología y en los procesos, que pueden motivar un cambio en recorridos de materiales y hombres, así como en la disposición relativa a equipos e instalaciones. • En el producto, que puede hacer necesarias modificaciones similares a las requeridas por un cambio en la tecnología. Algunos de los síntomas que ponen de manifiesto la necesidad de recurrir a la redistribución de una planta productiva, son: • Congestión y deficiente utilización del espacio. • Acumulación excesiva de materiales en proceso. • Excesivas distancias a recorrer en el flujo de trabajo. • Simultaneidad de cuellos de botella y ociosidad en centros de trabajo. • Trabajadores cualificados realizando demasiadas operaciones poco complejas.

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• Ansiedad y malestar de la mano de obra. Accidentes laborales. • Dificultad de control de las operaciones y del personal. 5.2 Objetivos de la distribución de planta Una buena distribución de planta procurará encontrar aquella ordenación de los equipos y de las áreas de trabajo que sea más económica, eficiente, segura y satisfactoria para el personal que ha de realizar el trabajo. En forma más detallada, se podría decir que este objetivo general se alcanza a través de la consecución de objetivos más específicos, tales como: • Disminución de la congestión. • Supresión de áreas ocupadas innecesariamente. • Reducción del trabajo administrativo e indirecto. • Mejora de la supervisión y el control. • Mayor facilidad de ajuste a los cambios de condiciones. • Mayor y mejor utilización de la mano de obra, la maquinaria y los servicios. • Reducción de las manutenciones y del material en proceso. • Disminución del riesgo para el material o su calidad. • Reducción del riesgo para la salud y aumento de la seguridad de los trabajadores. • Elevación de la moral y la satisfacción del personal. • Disminución de los retrasos y del tiempo de fabricación, e incremento de la producción. Es evidente que, aunque los factores enumerados pueden ser ventajas concretas a conseguir, no todas podrán ser alcanzadas al mismo tiempo y, en la mayoría de los casos, la mejor solución será un equilibrio en la consecución de los mismos. En cualquier caso, los objetivos básicos que ha de conseguir una buena distribución en planta son: 1. Unidad. Al perseguir el objetivo de unidad se pretende diluir cualquier sensación de pertenencia a unidades distintas, ligada exclusivamente a la distribución en planta. 2. Circulación mínima. El movimiento de productos, personas o información se debe minimizar. 3. Seguridad. La seguridad en el movimiento, y el trabajo de personas y materiales, es una exigencia en cualquier diseño de distribución en planta. 4. Flexibilidad. Se alude a la flexibilidad en el diseño de la distribución en planta, como la necesidad de diseñar atendiendo a los cambios que ocurrirán en el corto y medio plazo, en volumen y en proceso de producción.


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5.3 Factores que influyen en la selección de la distribución de planta Para realizar una buena distribución, es necesario conocer la totalidad de los factores implicados en la misma, así como sus interrelaciones. La influencia e importancia relativa de los mismos, puede variar con cada organización y situación concreta. De todas formas, la solución adoptada para la distribución en planta debe conseguir un equilibrio entre las características y consideraciones de todos los factores, de forma que se obtengan las máximas ventajas. De manera agregada, los factores que tienen influencia sobre cualquier distribución, se pueden agrupar en ocho grupos: 1. Los materiales. 2. La maquinaria. 3. La mano de obra. 4. El movimiento. 5. Las esperas. 6. Los servicios auxiliares. 7. El edificio. 8. Los cambios. 5.3.1 Los materiales Dado que el objetivo fundamental es la obtención de los bienes y servicios que requiere el mercado, la distribución de los factores productivos dependerá necesariamente de las características de aquéllos, y de los materiales sobre los que haya que trabajar. A este respecto, son factores fundamentales a considerar el tamaño, la forma, el volumen, el peso y las características físicas y químicas de los mismos, que influyen decisivamente en los métodos de producción, y en las formas de manipulación y almacenamiento. La bondad de una distribución en planta dependerá, en gran medida, de la facilidad que aporta en el manejo de los distintos productos y materiales con los que se trabaja. Por último, habrán de tenerse en cuenta la secuencia y orden en el que se han de efectuar las operaciones, puesto que esto dictará la disposición de las áreas de trabajo sus equipos y la disposición relativa de unos departamentos respecto de otros. Se debe prestar entonces, especial atención a la variedad y cantidad de ítems a producir. 5.3.2 La maquinaria Para lograr una distribución adecuada, es indispensable tener información de los procesos a emplear, de la maquinaria, del utillaje y los equipos necesarios, así como del uso y

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requerimientos de los mismos. La importancia de los procesos radica en que estos determinan directamente los equipos y máquinas a utilizar y ordenar. El estudio y mejora de métodos queda tan estrechamente ligado a la distribución en planta que, en ocasiones, es difícil discernir cuáles de las mejoras conseguidas en una redistribución se deben a ésta y cuáles a la mejora del método de trabajo (incluso hay veces en que la mejora en el método se limitará a una reordenación o redistribución de los elementos implicados). En lo que se refiere a la maquinaria, se habrá de considerar su tipología y el número existente de cada clase, así como el tipo y cantidad de equipos y utillaje. El conocimiento de factores relativos a la maquinaria en general, tales como espacio requerido, forma, altura y peso, cantidad y clase de operarios requeridos, riesgos para el personal, necesidad de servicios auxiliares, etc., se muestra indispensable para poder afrontar un correcto y completo estudio de distribución en planta. 5.3.3 La mano de obra También la mano de obra ha de ser ordenada en el proceso de distribución. Debe involucrar mano de obra directa y la de supervisión y demás servicios auxiliares. Al hacerlo, debe considerarse la seguridad de los empleados, junto con otros factores, tales como luminosidad, ventilación, temperatura, ruidos, etc. De igual forma, habrán de estudiarse la cualificación y flexibilidad del personal requerido, así como el número de trabajadores necesarios en cada momento, y el trabajo que habrán de realizar. De nuevo surge aquí la estrecha relación del tema que nos ocupa con el diseño del trabajo, pues es clara la importancia del estudio de movimientos para una buena distribución de los puestos de trabajo. 5.3.4 El movimiento En relación con este factor, hay que tener presente que las manutenciones no son operaciones productivas, pues no añaden ningún valor al producto. Debido a ello, hay que intentar que sean mínimas y que su realización se combine en lo posible con otras operaciones, sin perder de vista que se persigue la eliminación de manejos innecesarios y antieconómicos. 5.4 Las esperas Uno de los objetivos que se persigue al estudiar la distribución en planta, es conseguir que la circulación de los materiales sea fluida a lo largo de la misma, lo cual evita el coste que suponen las esperas y demoras que tienen lugar cuando dicha circulación se detiene. Ahora bien, el material en espera no siempre supone un coste a evitar, pues, en ocasiones, puede proveer una


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economía superior, lo cual hace necesario que sean considerados los espacios necesarios para los materiales en espera. 5.3.5 Los servicios auxiliares Los servicios auxiliares permiten y facilitan la actividad principal que se desarrolla en una planta. Entre ellos, podemos citar los relativos al personal (por ejemplo: vías de acceso, protección contra incendios, primeros auxilios, supervisión, seguridad, etc.), los relativos al material (por ejemplo: inspección y control de calidad) y los relativos a la maquinaria (por ejemplo: mantenimiento y distribución de líneas de servicios auxiliares). Estos servicios aparecen ligados a todos los factores que toman parte en la distribución, estimándose que aproximadamente un tercio de cada planta o departamento, suele estar dedicado a los mismos. Con gran frecuencia, el espacio dedicado a labores no productivas es considerado un gasto innecesario, aunque los servicios de apoyo sean esenciales para la buena ejecución de la actividad principal. Por ello, es especialmente importante que el espacio ocupado por dichos servicios asegure su eficiencia y que los costes indirectos que suponen queden minimizados. 5.3.6 El edificio La consideración del edificio es siempre un factor fundamental en el diseño de la distribución, pero la influencia del mismo será determinante si éste ya existe en el momento de proyectarla. En este caso, su disposición espacial y demás características (por ejemplo: número de pisos, forma de la planta, localización de ventanas y puertas, resistencia de suelos, altura de techos, emplazamiento de columnas, escaleras, montacargas, desagües, tomas de corriente, etc.) se presenta como una limitación a la propia distribución del resto de los factores, lo que no ocurre cuando el edificio es de nueva construcción. 5.3.7 Los cambios Como ya comentamos anteriormente, uno de los objetivos que se persiguen con la distribución en planta es su flexibilidad. Es, por tanto, ineludible la necesidad de prever las variaciones futuras para evitar que los posibles cambios en los restantes factores que hemos enumerado, lleguen a transformar una distribución en planta eficiente en otra anticuada, que merme beneficios potenciales. Para ello, habrá que comenzar por la identificación de los posibles cambios y su magnitud, buscando una distribución capaz de adaptarse dentro de unos límites razonables y realistas.

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La flexibilidad se alcanzará, en general, manteniendo la distribución original tan libre como sea posible de características fijas, permanentes o especiales, permitiendo la adaptación a las emergencias y variaciones inesperadas de las actividades normales del proceso. Así mismo, es fundamental tener en cuenta las posibles ampliaciones futuras de la distribución y sus distintos elementos, considerando, además, los cambios externos que pudieran afectarla y la necesidad de conseguir que durante la redistribución, sea posible seguir realizando el proceso productivo. 5.4 Principios básicos de la distribución de planta La teoría clásica de la distribución de planta se basa en seis principios básicos: • Principio de la integración de conjunto. La mejor distribución es la que integra a los hombres, los materiales, la maquinaria, las actividades auxiliares, así como a cualquier otro factor, de modo que resulta en mejora del compromiso entre todas estas partes. • Principio de la mínima distancia recorrida. Por sobre la igualdad de condiciones, es siempre mejor la distribución que permite que la distancia a recorrer entre operaciones, sea la más corta. • Principio de la circulación o flujo de materiales. En igualdad de condiciones, es mejor aquella distribución que ordene las áreas de trabajo de modo que cada operación o proceso esté en el mismo orden o secuencia en que se transforman, tratan o montan los materiales. • Principio del espacio cúbico. La economía se obtiene utilizando de un modo efectivo todo el espacio disponible, tanto en vertical como en horizontal. • Principio de la satisfacción y de la seguridad. A igualdad de condiciones será siempre más efectiva, la distribución que haga el trabajo más satisfactorio y seguro para los productores. • Principio de la flexibilidad. A igualdad de condiciones, siempre será más efectiva la distribución que pueda ser ajustada o reordenada, con menos costo o inconvenientes. Ahora que ya sabemos algunos de los aspectos claves relacionados con la distribución de planta, finalizaremos este tema conociendo de forma más detallada los tipos de distribuciones existentes y que se manejan actualmente en las organizaciones productivas.


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5.5 Tipos de distribución de planta Es evidente que las características de la organización y del proceso productivo resultan determinantes para la elección del tipo de distribución en planta. Así, son dichos criterios los que generalmente se siguen para la clasificación de las distintas distribuciones en planta. De acuerdo con esto, suelen identificarse cuatro formas básicas de distribución en planta: • Las distribuciones por posición fija, correspondientes a las configuraciones por proyecto. • Las orientadas al producto y asociadas a configuraciones continuas o repetitivas. • Las orientadas al proceso y asociadas a configuraciones por lotes. • Las células de trabajo. 5.5.1 Distribución por posición fija Cuando en un proceso de transformación los insumos, la mano de obra, las herramientas y la mayoría de los equipos y maquinarias se dirigen hacia un sitio específico, en lugar de que el material se dirija a las instalaciones, el proceso obedece a una configuración por posición fija. Dicha configuración es propia de los grandes proyectos de producción. Los astilleros, los grandes armazones aeroespaciales y la construcción de edificios, son unos pocos casos de esta clasificación. Las principales ventajas de este tipo de distribución son: • Se puede adaptar a la elaboración de gran variedad de productos. • Es un mejor ambiente para el trabajador y un buen incentivo. • Es más productiva la producción y se pueden lograr las metas propuestas. • Reduce el manejo de la pieza mayor (a pesar de que aumenta la cantidad de piezas a trasladar al punto de montaje). • Permite que operarios altamente calificados completen su trabajo en un punto y hagan recaer sobre un trabajador o un equipo de montaje la responsabilidad en lo que a calidad se refiere. • Permite cambios frecuentes en el producto o productos diseñados, y en la secuencia de operaciones. No requiere de una ingeniería de distribución muy organizada ni costosa, ni una planeación de producción; tampoco precauciones contra las interrupciones en la continuidad del trabajo. De otro lado, las desventajas más importantes son: • Los costos de inventario de productos en proceso son altos, debido al alto costo del producto terminado. • Requiere el uso de máquinas de propósitos especiales, con gran tiempo de ocio.

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• Baja utilización de las máquinas, debido a los bajos volúmenes de producción. • Mano de obra costosa debido a la naturaleza altamente especializada en las actividades desarrolladas. • Debido a la naturaleza misma de los productos, bajo volumen de producción y altos costos de los recursos de producción; es muy sensitivo a los cambios. 5.5.2 Distribución por producto La distribución en planta, por producto, es la apropiada cuando la producción está organizada, ya sea de forma continua o repetitiva, siendo el caso más característico el de las líneas de montaje. En el primer caso (por ejemplo refinerías, centrales eléctricas, etc.), la correcta interrelación de las operaciones se consigue a través del diseño de la distribución y las especificaciones de los equipos. En el segundo caso, el de las configuraciones repetitivas (por ejemplo electrodomésticos, vehículos, etc.), el aspecto crucial de las interrelaciones pasará por el equilibrado de la línea, con objeto de evitar los problemas derivados de los cuellos de botella, desde que entra la materia prima hasta que sale el producto terminado. Si consideramos la secuencia de operaciones, la distribución es una operación relativamente sencilla, en cuanto que se circunscribirá a colocar una máquina tan cerca como sea posible de su predecesora. Las máquinas se sitúan unas junto a otras a lo largo de una línea, en la secuencia en que cada una de ellas ha de ser utilizada. El producto sobre el que se trabajan recorre la línea de producción de una estación a otra, a medida que sufre las operaciones necesarias. El flujo de trabajo en este tipo de distribución puede adoptar diversas formas, dependiendo de cuál se adapte mejor a cada situación concreta. Las ventajas más importantes que se pueden citar de la distribución en planta, por producto son: • Manejo de materiales reducidos. • Escasa existencia de trabajos en curso. • Mínimos tiempos de fabricación. • Simplificación de los sistemas de planificación y control de la producción. • Simplificación de tareas. Mientras que las desventajas más importantes son: • Ausencia de flexibilidad en el proceso (un simple cambio en el producto puede requerir cambios importantes en las instalaciones).


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• Escasa flexibilidad en los tiempos de fabricación. • Inversión muy elevada. • Todos dependen de todos (la parada de alguna máquina o la falta de personal en alguna de las estaciones de trabajo puede detener la cadena completa). • Trabajos muy monótonos. 5.5.3 Distribución por proceso La distribución por proceso se adopta cuando la producción se organiza por lotes (por ejemplo muebles, talleres de reparación de vehículos, sucursales bancarias, etc.). El personal y los equipos que realizan una misma función general, se agrupan en una misma área, de ahí que estas distribuciones también sean denominadas por funciones o por talleres. En ellas, los productos tienen que moverse, de un área a otra, de acuerdo con la secuencia de operaciones establecida para su obtención. La variedad de productos fabricados supondrá, por regla general, diversas secuencias de operaciones, lo cual se reflejará en una diversidad de los flujos de materiales entre talleres. A esta dificultad hay que añadir la generada por las variaciones de la producción a lo largo del tiempo, que pueden suponer modificaciones (incluso de una semana a otra), tanto en las cantidades fabricadas como en los propios productos elaborados. Esto hace indispensable la adopción de distribuciones flexibles, con especial énfasis en la flexibilidad de los equipos utilizados para el transporte y manejo de materiales de unas áreas de trabajo a otras. Tradicionalmente, estas características han traído como consecuencia uno de los grandes inconvenientes de estas distribuciones: la baja eficiencia de las operaciones y del transporte de los materiales -‐al menos en términos relativos-‐ respecto de las distribuciones en planta por producto. Sin embargo, el desarrollo tecnológico está facilitando vencer dicha desventaja, permitiendo a las empresas mantener una variedad de productos con una eficiencia adecuada. Las principales ventajas de este tipo de distribución son: • Se adapta fácilmente a una demanda intermitente (variación de los programas de producción), así como a los cambios en las secuencia de operaciones. • Debido a la gran flexibilidad para adaptarse a los cambios, esta distribución permite que el operario se haga conocedor de un mayor número de tares en una misma función, facilitando su adiestramiento. • Con esta distribución se logra una mejor y mayor utilización de la maquinaria, lo que permitirá reducir las inversiones en este sentido y en el tiempo de ocio de las mismas. • Las operaciones de todo el sistema de producción no se ven interrumpidas en su totalidad en casos de avería de una máquina, ausencia de personal o escasez de material. • Presenta mayor incentivo para el individuo en lo que se refiere a elevar el nivel de su producción.

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Mientras que las desventajas más importantes son: • Debido a la diversidad de flujo que existe para los diferentes productos, es posible que algunos de estos recorran distancias ya recorridas; es decir, hay mayor manejo de materiales. • El entrenamiento de los operarios es bastante difícil, ya que estos se especializan en una sola área para hacer diversidad de operaciones. • Es necesario una atención minuciosa para coordinar la labor. La falta de control mecánico sobre el orden de sucesión de las operaciones significa empleo de órdenes de movimientos, y la pérdida o retraso posible de trabajos, al tenerse que desplazar de un departamento a otro. • Mayor espaciamiento entre equipos o entre departamentos, lo cual requiere a su vez mayor cantidad de pasillos. • Debido a las necesidades de transporte, y dado que el trabajo debe llevarse de un departamento a otro antes de que sea necesario, con objeto de evitar que las máquinas se detengan, se requiere un mayor tiempo total de fabricación. • Hay mayor cantidad de productos en proceso, lo cual trae consigo la formación de cuellos de botella en algunos departamentos. 5.6 Las células de trabajo Pueden definirse como una agrupación de máquinas y trabajadores que elaboran una sucesión de operaciones sobre múltiples unidades de un producto o familia(s) de productos. La denominación de distribución celular es un término relativamente nuevo, sin embargo, el fenómeno no lo es en absoluto. En esencia, la fabricación celular busca poder beneficiarse simultáneamente de las ventajas derivadas de las distribuciones por producto y de las distribuciones por proceso, particularmente de la eficiencia de las primeras y de la flexibilidad de las segundas. Esta fabricación consiste en la aplicación de los principios de la tecnología de grupos a la producción, agrupando productos con las mismas características en familias, y asignando grupos de máquinas y trabajadores para la producción de cada familia. En ocasiones se tratará de productos o servicios finales, mientras que otras veces serán componentes que habrán de integrarse a un producto final, en cuyo caso las células que los fabrican deberán estar situadas junto a la línea principal de ensamble. para facilitar la inmediata incorporación del componente en el momento y lugar en que se necesita. Lo normal es que las células se creen efectivamente, es decir, que se formen células reales en las que la agrupación física de máquinas y trabajadores sea un hecho. En este caso, además de la necesaria identificación de las familias de productos y agrupación de los equipos, deberá


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abordarse la distribución interna de las células, que podrá hacerse a su vez por producto, por proceso o como mezcla de ambas, aunque lo habitual será que se establezca de la primera forma. No obstante, en ocasiones, se crean las denominadas células nominales o virtuales, identificando y dedicando ciertos equipos a la producción de determinadas familias de productos, pero sin llevar a cabo la agrupación física de aquéllos dentro de una célula. En este segundo caso no se requiere del análisis de la distribución; la organización mantiene simplemente la distribución que tenía, limitándose el problema a la identificación de familias y equipos. Adicionalmente, las células residuales son aquellas a las que hay que recurrir cuando existe algún producto que no puede ser asociado a ninguna familia, o cuando alguna maquinaria especializada no puede incluirse en ninguna célula debido a su uso general. Las principales ventajas de este tipo de distribución tienen que ver con la buena distribución de los recursos productivos, que dará como resultado los volúmenes de producción requeridos con el cumplimiento de los requisitos establecidos por el cliente y en el tiempo requerido. Mientras que las desventajas más importantes son: • Cuando se utilizan celdas de manufactura, la relevancia de los costos crea una desventaja, ya que al utilizar más maquinas, la herramienta aumenta el costo de manufactura. • Aumentan los costos asociados porque el mantenimiento adecuado de las herramientas y de la maquinaria es esencial, al igual que la implementación de funcionamiento de las celdas en dos o tres turnos. La aplicación de los principios de la tecnología de grupos a la formación de las familias de ítems y células asociadas a las mismas -‐aspecto fundamental en el estudio de la distribución en planta celular-‐, supone seguir tres pasos básicos: • Seleccionar las familias de productos. • Determinar las células. • Detallar la ordenación de las células. Los dos primeros pasos pueden realizarse por separado, pero es frecuente abordarlos simultáneamente. En relación con la agrupación de productos para su fabricación conjunta en una misma célula, habrá que determinar primero cuál será la condición determinante que permita tal agrupación. A veces ésta resulta obvia al observar sus similitudes de fabricación, otras veces no lo es tanto y hay que ver si conviene realizarla en función de la similitud en la forma, en el tamaño, en los materiales que incorporan, en las condiciones medioambientales requeridas, etc. Una vez determinadas las familias de productos, la formación de una célula para cada familia puede ser la mejor solución, aunque ello no sea siempre cierto. Son muchas las ocasiones en las

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que es difícil definir las células sobre la base de idénticos requerimientos en el proceso de producción de las familias de ítems. Las cuatro aproximaciones utilizadas generalmente para identificar familias y células son las siguientes: • Clasificación y codificación de todos los ítems, y comparación de los mismos entre sí para determinar las familias. Posteriormente, habrá que identificar las células y equipos que han de producirlas. • Formación de las células por agrupación de máquinas, utilizando el análisis de teoría de grafos. En este caso, aún habrá que solucionar la formación de las familias. • Formación de familias por similitud de rutas de fabricación. De nuevo, queda pendiente la identificación de las células. • Identificación simultánea de familias y células fundamentada en la similitud entre productos, en función de sus necesidades de equipos o máquinas. Puede aceptarse que un componente no utilice todas las máquinas del bloque en el que ha quedado ubicado, así como que una máquina no procese todos los componentes de su grupo. Sin embargo, hay que evitar, en la medida de lo posible, que algún componente o máquina interactúe, respectivamente, con una máquina o componente fuera de la célula correspondiente (ello implicaría que en la matriz, una vez reordenada, quedase algún uno fuera de algún bloque). Cuando no es posible evitar tal situación, habrá que recurrir, bien a la duplicación del equipo (si ello es factible), bien a la necesidad de tener que procesar el componente en cuestión, en más de una célula para su acabado. En ocasiones extremas, será necesaria la instalación de alguna célula residual que fabrique algún componente imposible de encajar en la distribución resultante, o que recoja algún equipo de uso general pero que no puede ser duplicado. En general, las líneas a seguir para reordenar la matriz son las siguientes: • Las máquinas incompatibles deberían quedar en células separadas. • Cada componente debería ser producido en una sola célula. • Cada tipo de máquina debería estar situada en una sola célula. • Las inversiones por duplicación de maquinaria deberían ser minimizadas. • Las células deberían limitarse a un tamaño razonable.


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Síntesis

Para los diferentes tipos de distribución se vieron las ventajas y desventajas, en el siguiente cuadro comparativo se resumen las principales: Distribución por posición fija Ventajas Se logra una mejor utilidad del aprovechamiento de la maquinaria.

Desventajas Los costos de inventario de productos en proceso son altos, debido al alto costo del producto terminado.

Reduce el manejo de la pieza mayor (a pesar de que aumenta la cantidad de piezas a trasladar al punto de montaje).

Debido a la naturaleza misma de los productos, bajo volumen de producción y altos costos de los recursos de producción; es muy sensitivo a los cambios.

Distribución por producto Ventajas

Desventajas

Manejo de materiales reducido.

Ausencia de flexibilidad en el proceso (un simple cambio en el producto puede requerir cambios importantes en las instalaciones).

Escasa existencia de trabajos en curso.

Escasa flexibilidad en los tiempos de fabricación. Distribución por proceso

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Ventajas

Desventajas

Se adapta fácilmente a una demanda intermitente (variación de los programas de producción), así como a los cambios en las secuencia de operaciones.

Debido a la diversidad de flujo que existe para los diferentes productos, es posible que algunos de los productos recorran distancias ya recorridas, es decir, hay mayor manejo de materiales.

Las operaciones de todo el sistema de producción no se ven interrumpidas en su totalidad en casos de avería de una máquina, ausencia de personal o escasez de material.

El entrenamiento de los operarios es bastante difícil, ya que estos se especializan en una sola área para hacer diversidad de operaciones.

Las células de trabajo Ventajas

Desventajas

La buena distribución de los recursos productivos.

Cuando se utilizan celdas de manufactura, la relevancia de los costos crea una desventaja ya que al utilizar más maquinas, la herramienta aumenta el costo de manufactura.

Volúmenes de producción requeridos, con el cumplimiento de los requisitos establecidos por el cliente y en el tiempo requerido.

Aumentan los costos asociados porque el mantenimiento adecuado de las herramientas y de la maquinaria es esencial, al igual que la implementación de funcionamiento de las celdas en dos o tres turnos.

Adicionalmente, se revisó un procedimiento más detallado para el establecimiento de las células de trabajo. Los tres pasos básicos de dicho procedimiento son:

• Seleccionar las familias de productos. • Determinar las células. Detallar la ordenación de las células.


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5. BIBLIOGRAFÍA

1. KONZ, Stephan. Diseño de instalaciones industriales, 1ª ed. México: Limusa, 2002, 405 p. 2. MUTHER, Richard. Distribución en planta, 5ª ed. S. d.: Mc Graw Hill, 1995, 472 p. 3. RENDER, Barry. Principios de administración de operaciones, 5ª ed. México: Pearson Educación, 2004, 638 p. GASNER, Stanley. Conceptos básicos en diseño de Plantas Industriales y Manejo de materiales. Cali: Universidad del Valle, 1977, s.d.

Remisión a fuentes complementarias

MUÑOZ, Martín. Diseño de distribución de planta de una empresa textil [en línea] [citado 8, abril, 2013]. Universidad Politécnica Salesiana. Disponible en Internet: . Distribución en planta [en línea] [citado el 8 de abril de 2013]. Universidad de Castilla – La Mancha. Disponible en Internet: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Distribución en Planta, Calculo y Ubicación de Maquinas [en línea] [citado el 8 de abril de 2013]. Disponible en Internet:

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GERENCIA DE

PRODUCCIÓN Planeación Agregada

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE 2. INTRODUCCIÓN 3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE 4. RECOMENDACIONES ACADÉMICAS 5. DESARROLLO DE LA UNIDAD TEMÁTICA

5.1 Herramientas de planificación y producción (programas generales de la producción (PGP))1 5.2 Estrategias de producción 5.3 Estrategias mixtas 6. DESARROLLO PARA LA SEXTA SEMANA 2. INTRODUCCIÓN

La planeación agregada o PGP, aborda el problema de decidir cuántos empleados debe ocupar una empresa, y para una compañía manufacturera, la cantidad y mezcla de productos que debe producir. Cabe aclarar que la planeación macro no se limita a las compañías manufactureras. Las organizaciones de servicios también deben determinar necesidades de personal. Por ejemplo, las aerolíneas deben planear los niveles de personal para sobrecargos y pilotos, y los hospitales los de enfermeras. Las estrategias de planeación agregada son una parte fundamenta en la estrategia general de negocios de la empresa. La planeación comienza con el pronóstico de la demanda, tema que abordamos en las primeras semanas del módulo, ya que son el punto de partida para realizar cualquier planeación. Finalmente es importante tener en cuenta que el PGP implica objetivos encontrados, tales como reaccionar con rapidez a cambios anticipados en la demanda o establecer un nivel constante de trabajadores para tener grandes inventarios. 1

Asegúrese de revisar cada uno de los ejemplos adicionales en el material de apoyo; de esta forma podrá aclarar las diferentes dudas que se deriven de la lectura de la cartilla.

2


3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

3.1 Determinar, a través de las necesidades de la empresa, diferentes planes generales de producción. 3.2 Desarrollar planes de producción con tasa de producción constante y uso de tiempo extra. 3.3 Desarrollar planes de producción con tasa de producción variables, usando las estrategias de contratación y despido. 3.4

Desarrollar planes de producción con tasa de producción constante y uso de maquila.

4. RECOMENDACIONES ACADÉMICAS

En esta sección se va a presentar una herramienta muy importante para la planeación y control de la producción, como es la planeación agregada. Se presentarán diferentes contextos en los que puede aplicarse esta herramienta, dado que tiene bastante utilidad para una organización, bien sea manufacturera o de servicio. Se recomienda al estudiante leer con atención la cartilla, además de revisar cuidadosamente los ejemplos presentados, pues se trata de una herramienta numérica y analítica que debe ser estudiada con detenimiento.

5. DESARROLLO DE LA UNIDAD TEMÁTICA

5.1 Herramientas de planificación y producción (programas generales de la producción (PGP))2 La planificación define, para un periodo determinado, las orientaciones de la empresa en materia de producción de bienes y servicios. El principal objetivo es satisfacer, al menor costo posible, las previsiones de demanda de este periodo. Esto, sujetos a restricciones internas, tales como mano de obra, horas extras, almacenamiento y nivel de servicio al cliente; y externas como la capacidad de producción, las cuales condicionan las variaciones de la demanda. 2

Asegúrese de revisar cada uno de los ejemplos adicionales en el material de apoyo; de esta forma podrá aclarar las diferentes dudas que se deriven de la lectura de la cartilla.


3

5.1.1 Definición Es el resultado de la planificación global. Se elabora a partir de las suposiciones de la demanda para el conjunto de productos ofrecidos por la empresa, y define las cantidades por producir, los niveles de inventario y la composición de la mano de obra para cada periodo. 5.1.2 Información básica para realizar PGP

INVENTARIO DE PRODUCTOS TERMINADOS

1. PRONÓSTICOS 2. Tasa de la demanda Tendencia

Inicial

Factores estacionales Factores aleatorios

CAPACIDAD Máquinas y equipos Subcontrataciones

Mano de obra*

* Tiempo regular * Tiempo extra

4

COSTOS


Final

• MANO DE OBRA •  Tiempo Regular •  Tiempo suplementario •  Contratacion •  Despido

COSTOS

• INVENTARIOS •  Almacenamiento •  Pedido •  Escasez

• MAQUILA

• VARIACIÓN DE LA TASA DE PRODUCCIÓN

RESTRICCIONES

Físicas Humanas

Materiales

Jurídicas Financieras

Antes de la elaboración de un PGP, es necesario saber que cada departamento tiene un registro de datos. El departamento de mercadotecnia hará las previsiones de la demanda; el departamento de contabilidad se encargará de los costos de producción; el departamento encargado de la capacidad de producción será el departamento de planificación y control, y también se encargará de cambiar los planes de producción. 5.1.2.1 Pronóstico de la demanda Es importante conocer la elaboración de producto. Si la empresa fabrica un producto, el PGP puede elaborarse a partir de las predicciones de la demanda para aquél. Y en una empresa que fabrique varios productos, es indispensable encontrar una unidad de medida común. Por


5

ejemplo, si la empresa es de pintura, la unidad de medida son los galones del año, así como para una tienda la unidad de medida sería la cifra de ventas. 5.1.2.2 Niveles de inventario Es importante determinar el nivel del inventario de productos terminados, tanto para el principio como para el final del período de planificación. Según la fijación de dichos niveles, la cantidad a producir será más o menos elevada. La determinación de estos niveles depende principalmente de la estabilidad de la demanda. Así, cuando la demanda del mes debe ser satisfecha al principio del mes, y la producción no está disponible sino hasta el final de tal mes, es necesario prever un inventario final. Por ejemplo, si se hace la planificación para el periodo de enero a diciembre de 2010, se tendrá que prever un inventario final igual a la demanda de enero de 2011. 5.1.2.3 Capacidad de producción A partir de la mano de obra en tiempo regular y en tiempo suplementario, maquinaria y subcontratación, se evaluarán los medios de responder a la demanda; debe hacerse un ajuste al menor costo. 5.1.2.4 Costos de producción Se calculan los costos diferenciales como mano de obra, inventarios, maquila y variación de la tasa de producción, luego de lo cual se podrá elegir el más económico y menos restrictivo. 5.2 Estrategias de producción Es la combinación de las variables del sistema productivo que tiene como finalidad satisfacer la demanda. Para esto se pueden aplicar algunas estrategias, tales como: • Variar el nivel de mano de obra según la variación de la demanda. Esto genera contratación de personal, despido y variación de la producción. • Cuando haya tiempo suplementario, emplear mano de obra. • Aumentar los niveles de inventarios, ya que esto genera costos de almacenamiento. • Recurrir a la subcontratación. • Recurrir a la maquila. Los puntos dados anteriormente son válidos en la planificación de gestión, pero hay dos opciones.

6


5.2.1 Opciones de capacidad Aumentar los niveles de inventario: se pueden aumentar los periodos de baja demanda para hacer frente a una demanda futura. Utilizar esta estrategia puede traer como consecuencia pérdidas en ventas, tiempos de entregas más largos y un mal servicio al cliente. • Variar el volumen de la fuerza de trabajo: contratando y despidiendo temporalmente. • Variar tasas de producción: cuando la demanda está en pleno crecimiento, se pueden hacer horas extras. Desde luego, el costo de dichas horas es más alto que el de las horas normales. Las horas extras también implican un aumento de los gastos generales, asociados al hecho de mantener abierto el centro de trabajo. • Subcontratar: una empresa puede y está en la capacidad de manejar los periodos de máxima demanda, subcontratando algún trabajo. Esto, sin embargo, no es aconsejable porque puede correrse el riesgo de abrirle las puertas de nuestro cliente a un competidor, y hacer subcontratación es caro. 5.2.2 Opciones de demanda Influir en la demanda: cuando la demanda es baja, se puede aumentar mediante promociones, incrementando el personal de ventas. Realizar esto no nos asegura siempre un equilibrio de la demanda con capacidad de producción. • Retrasar pedidos durante periodos de alta demanda: retrasar los pedidos funciona sólo si los clientes están dispuestos a esperar sin cancelar su pedido. • Mezclar productos con ciclos de demanda complementarios: muchas empresas intentan fabricar diferentes productos que son vendidos en temporadas opuestas. Sin embargo, las compañías que siguen este método pueden verse con productos para los que poseen poca habilidad. 5.3 Estrategias mixtas Las estrategias mixtas suponen la combinación de dos o más variables que se pueden controlar para establecer un plan de producción factible. 5.3.1 Ejemplo uno La empresa Somflex S.A. aportó la información histórica de ventas. A continuación se presentan los resultados de las cantidades estimadas de producción para los siguientes doce (12) meses.


7

Tabla 1. Cantidades estimadas de producción para doce meses Mes Demanda Días hábiles Enero 11.500 21 Febrero 13.500 18 Marzo 15.500 22 Abril 16.500 21 Mayo 14.700 20 Junio 15.000 18 Julio 25.000 19 Agosto 32.000 20 Septiembre 27.000 20 Octubre 10.000 21 Noviembre 17.000 21 Diciembre 22.000 20 Cada unidad producida exige 0,90 horas hombre; la empresa labora en un turno de ocho (8) horas al día; el tiempo suplementario ha sido fijado en un 25% del tiempo regular, de acuerdo con las disposiciones de la alcaldía local; la empresa cuenta con una fuerza laboral de 100 empleados. Se debe mantener un stock de seguridad de 300 unidades de producto en cada uno de los meses, este inventario forma parte del inventario inicial del periodo siguiente, el inventario inicial de unidades al inicio del año es de 500 unidades. Los costos de producción son: Mano Obra Regular $ 1,700/hora Extra $ 2,700/hora Contratación $195,000 por operario Despido $230,000 por operario Inventario productos Almacenamiento $20/unidad/periodo Déficit $42,000/unidad Maquila $27,000/unidad Producción Costo estándar $21,000/unidad

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a. Desarrolle el PGP para la empresa, teniendo en cuenta una fuerza laboral de 96 empleados, con tasa constante de producción, y almacenando las cantidades necesarias para los períodos de mayores demandas. b. Desarrolle el PGP para la empresa, teniendo en cuenta una fuerza laboral inicial de 80 operarios y contratando y despidiendo operarios según las demandas de cada período. c. Desarrolle el PGP con 50 empleados fijos, usando maquila cuando se requiera. El y no tiene límite de capacidad. tamaño del lote de maquila es de 500 productos 5.3.1.1 Solución Tabla 2 unidades / hombre 0,9 horas turno 8 horas diarias tiempo suplementario 0,25 fuerza laboral 100 empleados stock seguridad 300 unidades fuerza laboral inicial 75 operarios Tabla 3 Mano obra Regular $ 1,70 /hora Extra $ 2,70 /hora por Contratación $ 195,00 operario por Despido $ 230,00 operario


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Tabla 3. (Continuación)

Inventario productos Almacenamiento $ 20 Déficit $ 42,00 Maquila $ 27,00

/unidad/periodo /unidad /unidad

Producción Costo estándar $ 21,00 /unidad Tamaño de lote de maquila 500 unidades Costo maquila $ 27,00 /unidad 6. DESARROLLO PARA LA SEXTA SEMANA a. Desarrolle el PGP para la empresa, teniendo en cuenta una fuerza laboral de 96 empleados, con tasa constante de producción, y almacenando las cantidades necesarias para los períodos de mayores demandas. 6. 1 Primer paso Tabla 4 Faltan 7.820 Horas: días hábiles: 21 días * turno: 8 horas * número de empleados: 96. UDSTRA: horas del mes / unidades por hombre => (16.128 / 0.9 horas). Inv. inicial: es el inventario final del mes anterior. Inv. final: inventario inicial + UDSTRA – demanda => (500 + 17.920 – 11.500). T.E. DISP.: Horas tiempo regular. * Tiempo suplementario => (16128 * 0.25). UDTE. DISP.: TE. disponible / unidades por hombre => (4.032 / 0.9).

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Demanda

Días hábiles

Horas UDSTRA

Inv. inicial

Inv. final

Stock Control

T.E. Disp.

UDTE. Disp.

UDTE. Asig.

Enero

11500

21

16128 17920

500

6920

300

ok

4032

4480

Febrero

13500

18

13824 15360

6920

8780

300

ok

3456

3840

Marzo

15500

22

16896 18773

8780

12053 300

ok

4224

4693

Abril

16500

21

16128 17920

12053

13473 300

ok

4032

4480

Mayo

14700

20

15360 17067

13473

15840 300

ok

3840

4267

Junio

15000

18

13824 15360

15840

16200 300

ok

3456

3840

Julio

25000

19

14592 16213

16200

7413

300

ok

3648

4053

Agosto

32000

20

15360 17067

7413

-‐7520

300

3840

4267

4267

Septiembre

27000

20

15360 17067

300

3840

4267

Octubre

10000

21

16128 17920

300

4032

4480

Noviembre

17000

21

16128 17920

300

4032

4480

Diciembre

22000

20

15360 17067

300

3840

4267

Mes

6.2 Segundo paso Cuando el inventario final es negativo, como ocurre en el mes de agosto, se deben utilizar las unidades disponibles en tiempo extra, que en este caso son 4.267, y el inventario final es de -‐ 7.520. A esto hay que sumar el stock de 300 unidades. Al utilizar las unidades disponibles en tiempo extra, la tabla queda así: Tabla 5 Mes

Demanda

Días hábiles

Horas operario

UDSTRA

Inv. Inicial

Inv. Final

T.E. Disp.

UDTE Disp.

UDTE Asig.

Junio

15000

18

13824

15360

15840

16200 300

ok

3456

3840

Julio

25000

19

14592

16213

16200

7413

300

ok

3648

4053

Agosto

32000

20

15360

17067

7413

-‐3253

300

-‐

3840

4267

4267

Stock Control

Faltan: 3.553 Inv. final: inventario inicial + UDSTRA + UDTE asig. – demanda.


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6.3 Tercer paso Cuando el inventario final es negativo, como ocurre en el mes de agosto, se deben utilizar las unidades disponibles en tiempo extra, que en este caso serían las del mes anterior; es decir, las de julio, asignando 3.553 unidades de las 4.053 disponibles. Tabla 6 Mes

Demanda

Días hábiles

Hrs operario

UDSTRA

Inv. Inicial

Inv. Final Stock Contr ol

T.E Disp

UDTE disp

UDTE Asig

Julio

25000

19

14592

16213

16200

10966

300

ok

3648

4053

3553

Agosto

32000

20

15360

17067

10966

300

300

ok

3840

4267

4267

Septiembr e

27000

20

15360

17067

800

-‐9634

300

-‐

3840

4267

Faltan: 9.934 Inv. final: inventario inicial + UDSTRA + UDTE asig. – demanda. En septiembre tenemos 9.634 unidades menos, más las 300 unidades que se deben dejar en el stock de inventario. Para esto se deben utilizar las unidades en tiempo extra disponibles del mes de septiembre. Al hacer esto, seguimos teniendo 5.667 unidades menos en este mes. Tomamos el restante sin usar del mes de julio, es decir, quedarían 5.167 unidades menos, así que nos devolvemos en los meses y tomamos las unidades disponibles en tiempo extra del mes de junio, y nos queda un faltante de 1.327 unidades. Por último, del mes de mayo utilizamos 1.327 unidades del tiempo extra disponible. Queda la tabla así:

12


6.4 Cuarto paso Tabla 7 UD. Tiempo extra

UD. Tpo extra asig.

4032

4480

0

ok

3456

3840

0

0 0

300

ok

4224

4693

0

0

13473

300

ok

4032

4480

0

0

17167

300

ok

3840

4267

1327

3840

17167

21367

300

ok

3456

3840

3840

3456

16213

21367

16634

300

ok

3648

4053

4053

3648

15360

17067

16634

5967

300

ok

3840

4267

4267 3840,3

20

15360

17067

5967

301

300

ok

3840

4267

4267

3840

10000

21

16128

17920

301

8221

300

ok

4032

4480

0

0

17000

21

16128

17920

8221

9141

300

ok

4032

4480

0

0

22000

20

15360

17067

9141

4207

300

ok

3840

4267

0

0

Demanda

Días hábiles

Horas operario

Inv. Inicial

Inv. Final

UDSTRA

Stock

Enero

11500

21

16128

17920

500

6920

300

ok

Febrero

13500

18

13824

15360

6920

8780

300

Marzo

15500

22

16896

18773

8780

12053

Abril Mayo

16500

21

16128

17920

12053

14700

20

15360

17067

13473

Junio

15000

18

13824

15360

Julio

25000

19

14592

Agosto

32000

20

Septiembre

27000

Octubre Noviembre Diciembre

Mes

TPO. Control Extra dispo.

horas usadas t. extra

Inv. final: inventario inicial + UDSTRA + UDTE asig. – demanda… Esta fórmula se aplica hasta el mes de septiembre, ya que éste es el último mes en donde se utilizan las unidades disponibles en tiempo extra. Horas usadas TE.: UD. TPO. Extra asig. * Unidades por hombre. 6.5 Quinto paso Tabla de costos de mano de obra en tiempo regular y extra, costo de fabricación y costo de inventario. Se saca así el costo total: Tabla 8

Costo M.O.

Costo M.O. T.E.

Costo fabricación

C.M.

Costo total

Enero

Mes

$ 27.417,60

0

$ 376.320,00

$ 138.400

$ 542.137,60

Febrero

$ 23.500,80

0

$ 322.560,00

$ 175.600

$ 521.660,80

Marzo

$ 28.723,20

0

$ 394.240,00

$ 241.067

$ 664.029,87

Abril

$ 27.417,60

0

$ 376.320,00

$ 269.467

$ 673.204,27

Mayo

$ 26.112,00

$ 3.224,61

$ 386.267,00

$ 343.340

$ 758.943,61

Junio

$ 23.500,80

$ 9.331,20

$ 403.200,00

$ 427.340

$ 863.372,00

Julio

$ 24.806,40

$ 9.849,60

$ 425.600,00

$ 332.673

$ 792.929,33


13

Tabla 8. (Continuación) Agosto

$ 26.112,00

$ 10.368,81

$ 448.007,00

$ 119.347

$ 603.834,48

Septiembre

$ 26.112,00

$ 10.368,00

$ 448.000,00

$ 6.013

$ 490.493,33

Octubre

$ 27.417,60

0

$ 376.320,00

$ 164.413

$ 568.150,93

Noviembre

$ 27.417,60

0

$ 376.320,00

$ 182.813

$ 586.550,93

Diciembre

$ 26.112,00

0

$ 358.400,00

$ 84.147

$ 468.658,67

GRAN TOTAL:

$ 7.533.965.82

Costo de mano de obra: horas operario * costo de MO., en tiempo regular por hora =>16.128 horas * $ 1.70/hora. Costo mano de obra en tiempo extra: horas usadas en tiempo extra * costo de MO., en tiempo extra por hora => 16.128 horas * $ 2.70/hora. Costo de fabricación: UDSTRA + UD. TPO. extra asig.) * Costo estándar => (17.920 + 0) * $21,00. Costo de almacenamiento: Inv. final * costo de almacenamiento => 6.920 * $20/unid./periodo Costo total mensual: sumatoria de todos los costos mensuales. Gran total: sumatoria de los costos totales de cada mes. 6.6 Ejemplo dos b. Desarrolle el PGP para la empresa, teniendo en cuenta una fuerza laboral inicial de 80 operarios y contratando y despidiendo operarios según las demandas de cada período. Tabla 9 Unidades/Hombre 0,9 horas MANO DE OBRA turno 8 horas diarias Regular $ 1,70 /hora tiempo suplementario 0,25 Extra $ 2,70 /hora fuerza laboral 100 empleados Contratación $ 195,00 por operario stock seguridad 300 unidades Despido $ 230,00 por operario Fuerza laboral inicial 80 operarios

14


Inventario productos Almacenamiento $ 20 /unidad/periodo Déficit $ 42,00 /unidad Maquila $ 27,00 /unidad Tabla 9. (Continuación) Producción Costo $ estándar 21,00 /unidad 6.6.1 Primer paso Tabla 10 Mes

Demanda

Días hábiles # operarios

Horas

Uds

Inv. Inicial

Inv. Final

Stock Control Contratacion Despidos

Enero

11500

21

80

13440

14933

500

3933

300

ok

0

18

Febrero

13500

18

62

8928

9920

3933

353

300

ok

17

0

Marzo

15500

22

79

13904

15448

353

301

300

ok

10

0

Abril

16500

21

89

14952

16613

301

414

300

ok

0

6

Mayo

14700

20

82

13120

14577

414

291

300

ok

10

0

Junio

15000

18

93

13392

14880

291

171

300

ok

55

0

Julio

25000

19

148

22496

24995

171

166

300

ok

32

0

Agosto

32000

20

180

28800

32000

166

166

300

ok

0

28

Septiembre

27000

20

152

24320

27022

166

188

300

ok

0

98

Octubre

10000

21

54

9072

10080

188

268

300

ok

37

0

Noviembre

17000

21

91

15288

16986

268

254

300

ok

33

0

Diciembre

22000

20

124

19840

22044

254

298

300

ok

x

x

Número operarios: Req. febrero: demanda + stok – Inv. final. UDS. por operario: días hábiles * horas de turno = este resultado / unidades por hombre. Req. en febrero / (UDS. por operario / unidades por hombre). Horas: días hábiles * turno * número de empleados. UDS: horas / unidades por hombre. Inv. inicial: es el inventario final del mes anterior.


15

Inv. final: inventario inicial + UDS – demanda. Contratación: se utiliza esta casilla cuando el número de empleados actualmente es inferior al que se necesita para el mes siguiente. Despidos: se utiliza esta casilla cuando el número de empleados actualmente es superior al que se necesita para el mes siguiente. 6.6.2 Segundo paso Tabla de costos de mano de obra en tiempo regular, costo de fabricación, costo de contratación, costo de despidos y costo de almacenamiento. Sacando así el costo total Tabla 11 costo M.O

$ 22.848,00 $ 15.177,60 $ 23.636,80 $ 25.418,40 $ 22.304,00 $ 22.766,40 $ 38.243,20 $ 48.960,00 $ 41.344,00 $ 15.422,40 $ 25.989,60 $ 33.728,00

costo fabrica

Costo despido

$ 313.593,00 $ 0,00 $ 4.140 $ 208.320,00 $ 3.315,00 $ 0 $ 324.408,00 $ 1.950,00 $ 0 $ 348.873,00 $ 0,00 $ 1.380 $ 306.117,00 $ 1.950,00 $ 0 $ 312.480,00 $ $ 0 10.725,00 $ 524.895,00 $ 6.240,00 $ 0 $ 672.000,00 $ 0,00 $ 6.440 $ 567.462,00 $ 0,00 $ 22.540 $ 211.680,00 $ 7.215,00 $ 0 $ 356.706,00 $ 6.435,00 $ 0 $ 462.924,00 $ 0,00 $ 0

Costo mano de obra: Costo de fabricación: Costo de contratación: Costo de despidos:

16

Costo Contratación

Costo almacenamiento

Costo Total

$ 78.660,00 $ 7.060,00 $ 6.020,00 $ 8.280,00 $ 5.820,00 $ 3.420,00

$ 419.241,00 $ 233.872,60 $ 356.014,80 $ 383.951,40 $ 336.191,00 $ 349.391,40

$ 3.320,00 $ 3.320,00 $ 3.760,00 $ 5.360,00 $ 5.080,00 $ 5.960,00

$ 572.698,20 $ 730.720,00 $ 635.106,00 $ 239.677,40 $ 394.210,60 $ 502.612,00

GRAN TOTAL

$ 5.153.686,40

horas operario * costo de MO., en tiempo regular por hora. UDS. * costo estándar. empleados contratados por mes * costo de contratación por operario. empleados despedidos por mes * costo de despidos por operario.


Costo de almacenamiento: Inv. final * Costo de almacenamiento. Costo total mensual: sumatoria de todos los costos mensuales. Gran total: sumatoria de los costos totales de cada mes. 6.7 Ejemplo tres c. Desarrolle el PGP con 50 empleados fijos, usando maquila cuando se requiera. El tamaño del lote de maquila es de 500 productos y no tiene límite de capacidad.

Tabla 12 Unidades / Hombre Turno Tiempo suplementario Fuerza laboral Stock seguridad Fuerza laboral inicial

0,9 8 0,25 100 300 50

horas horas diarias empleados unidades operarios

Mano Obra

Regular Extra Contratación Despido

$ 1,70 $ 2,70 $ 195,00 $ 230,00

/hora /hora por operario por operario

Inventario productos Almacenamiento Déficit Maquila

$ 20 $ 42,00 $ 27,00

TAMAÑO DE LOTE DE MAQUILA Maquila

500 PRODUCTOS

/unidad/periodo /unidad /unidad

Producción Costo estándar

$ 21,00 /unidad

$ 27,00 /unidad


17

6.7.1 Primer paso Tabla 13 Demanda

Días hábiles

Horas UDSTR Inv. inicial

Inv. final

S.S.

Control

Maquila

Enero

11500

21

8400

9333

500

333

300

ok

2000

Febrero

13500

18

7200

8000

333

333

300

ok

5500

Marzo

15500

22

8800

9777

333

610

300

ok

6000

Abril

16500

21

8400

9333

610

443

300

ok

7000

Mayo

14700

20

8000

8888

443

631

300

ok

6000

Junio

15000

18

7200

8000

631

631

300

ok

7000

Julio

25000

19

7600

8444

631

575

300

ok

16500

Agosto

32000

20

8000

8888

575

463

300

ok

23000

Periodo

Tabla 13. (Continuación) Septiembre

27000

20

8000

8888

463

351

300

ok

18000

Octubre

10000

21

8400

9333

351

684

300

ok

1000

Noviembre

17000

21

8400

9333

684

517

300

ok

7500

Diciembre

22000

20

8000

8888

517

405

300

ok

13000

Horas: días hábiles * turno * número de empleados. UDS: horas / unidades por hombre. Inv. inicial: es el inventario final del mes anterior. Inv. final: inv. inicial + UDSTR + unidades de maquila – demanda. Maquila: número de lotes a utilizar * tamaño de lote de maquila. 6.7.2 Segundo paso Tabla de costos de mano de obra en tiempo regular, costo de fabricación, costo de maquila y costo de almacenamiento. Sacando así el costo total

18


Tabla 14 Periodo C. MO. C. FAB. C. C. alma Costo total maquila Enero $ 14.280,00 $ 195.993,00 $ 54.000 $ 6.660 $ 270.933,00 Febrero $ 12.240,00 $ 168.000,00 $ 148.500 $ 6.660 $ 335.400,00 $ 14.960,00 $ 205.317,00 $ 162.000 $ 12.200 $ 394.477,00 Marzo $ 14.280,00 $ 195.993,00 $ 189.000 $ 8.860 $ 408.133,00 Abril $ 13.600,00 $ 186.648,00 $ 162.000 $ 12.620 $ 374.868,00 Mayo $ 12.240,00 $ 168.000,00 $ 189.000 $ 12.620 $ 381.860,00 Junio $ 12.920,00 $ 177.324,00 $ 445.500 $ 11.500 $ 647.244,00 Julio $ 13.600,00 $ 186.648,00 $ 621.000 $ 9.260 $ 830.508,00 Agosto Septiembre $ 13.600,00 $ 186.648,00 $ 486.000 $ 7.020 $ 693.268,00 Octubre $ 14.280,00 $ 195.993,00 $ 27.000 $ 13.680 $ 250.953,00 Noviembre $ 14.280,00 $ 195.993,00 $ 202.500 $ 10.340 $ 423.113,00 Diciembre $ 13.600,00 $ 186.648,00 $ 351.000 $ 8.100 $ 559.348,00 GRAN $ TOTAL 5.570.105,00 Costo mano de obra: horas operario * costo de M.O. en tiempo regular por hora. Costo de fabricación: UDS * costo estándar. Costo de maquila: unidades producidas en maquila * costo de maquila por unidad. Costo de almacenamiento: Inv. final * costo de almacenamiento. Costo total mensual: sumatoria de todos los costos mensuales. Gran Total: sumatoria de los costos totales de cada mes.


19

GERENCIA DE

PRODUCCIÓN

Programación de la Producción I

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE 2. INTRODUCCIÓN 3. OBJETIVO GENERAL 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5. DESARROLLO TEMÁTICO 5.1 RECOMENDACIONES ACADÉMICAS

2. INTRODUCCIÓN

De un lado, el propósito del presente documento es presentar a los estudiantes los conceptos básicos necesarios para desarrollar la programación de la producción, enfocándose en el problema de una sola máquina. También se presentarán las medidas de desempeño por excelencia, para verificar qué tan bien se ajusta la programación a una serie de parámetros particulares. De otro lado, se presentará la metodología con base en la cual el estudiante aprenderá a desarrollar los métodos de programación, en virtud del objetivo general del módulo. Finalmente, mediante el conjunto de ejercicios que aquí se incluyen, se propone el refuerzo de los conocimientos adquiridos por el estudiante durante el desarrollo del módulo. 3. OBJETIVO GENERAL

Al finalizar el módulo los estudiantes sabrán cuáles son las medidas de desempeño que permiten evaluar la programación de la producción. Este conocimiento está enfocado, particularmente, a un problema asociado al framework de una sola máquina.

2


4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Al finalizar la séptima semana de aprendizaje, el estudiante: 4.1 Distinguirá las características más relevantes de un trabajo u orden de producción. 4.2 Podrá clasificar el sistema que quiere analizar, de acuerdo con sus características. 4.3 Sabrá emplear las reglas de despacho, básicas para realizar una correcta secuenciación de las órdenes de trabajo. 4.4 Podrá estimar las medidas de desempeño de un sistema específico y, a partir de éste, formular recomendaciones adecuadas para su mejoramiento. 5. DESARROLLO TEMÁTICO 5.1 RECOMENDACIONES ACADÉMICAS

5.2.1 Introducción a la programación de la producción El objetivo simplificado de la programación de la producción, también conocida como scheduling, consiste en asignar y secuenciar las órdenes de producción (que a partir de este momento denominaremos trabajos), en un conjunto de máquinas predeterminadas. Para evaluar si esta asignación y secuencia es adecuada, se emplean diferentes medidas de desempeño; entre ellas: la minimización del tiempo de procesamiento de los trabajos, la maximización del uso de las máquinas y/o recursos, el cumplimiento de las fechas de entrega pactadas con los clientes, etcétera. Para el desarrollo de esta herramienta es importante reconocer dos elementos fundamentales: 5.2.1.1 Los trabajos. Cuentan con las siguientes características (parámetros): • Fecha de disponibilidad. Se refiere al momento en que todos los materiales, insumos, ensambles, etc., están disponibles en la planta para que el trabajo pueda ser programado. Si todos sus componentes no se encuentran disponibles, no podrá hacerse la programación. • Fecha de entrega. Se refiere a la fecha prometida al cliente para su entrega definitiva. • Tiempo de proceso. Esta característica está referida al tiempo que se tarda una máquina u operario en procesar el trabajo; puede ser diferente para cada máquina. • Prioridad. Se refiere a la importancia que se le asigna a un trabajo en particular; por ejemplo, los trabajos que serán exportados son más importantes (mayor peso) que aquellos que se venden


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nacionalmente (menor peso). Este parámetro puede variar desde uno hasta el valor considerado más relevante). 5.2.1.2 Las máquinas. Cuentan con las siguientes características (parámetros): • Configuración (framework). Indica cómo se encuentran dispuestas las máquinas en el piso de la planta; por ejemplo, en serie o agrupadas por estaciones de trabajo. • Alistamiento. Indica cuánto tiempo debe emplearse en alistar la máquina para que pueda procesar un trabajo en particular. Este alistamiento puede variar en virtud de las máquinas y los trabajos. Antes de continuar con los sistemas de manufactura, es necesario tener claridad sobre dos conceptos que trabajaremos ampliamente durante la presentación de esta metodología; estos son: • La secuencia. Definida como el orden en que los trabajos son procesados en la máquina (resultado obtenido al final del uso de la herramienta). • La ruta. Referida al orden en que deben desarrollarse las distintas operaciones de un mismo trabajo (información necesaria para emplear la herramienta). 5.2.2 Sistemas de manufactura (framework) En virtud del objetivo de la herramienta, aclarado anteriormente, y los parámetros que deben conocerse para cumplirlo, es importante conocer en profundidad los diferentes tipos de configuración definidos, con el objetivo de facilitar la resolución de problemas particulares. Estos sistemas de manufactura, configuración o framework -‐como también se conocen-‐, son: 5.2.2.1 Una máquina (single machine). Se tienen trabajos para ser secuenciados en una única máquina. Un ejemplo de este sistema es la lavadora de la casa, de la cual -‐normalmente-‐ sólo se cuenta con una, pero que lava varios conjuntos de prendas (ropa blanca, de color y negra). 5.2.2.2 Máquinas en paralelo (parallel machines). Se tienen estaciones con múltiples máquinas idénticas y los trabajos pueden ir a cualquier máquina de la estación. El problema consiste en asignar una máquina a cada trabajo, y secuenciar los trabajos de las distintas máquinas. Un ejemplo de este sistema está en una papelería, que cuenta con varias fotocopiadoras que pueden imprimir los trabajos que deben ser fotocopiados. Para estos dos sistemas (single machine y parallel machines), dado que el trabajo solo tiene una operación, no se asocian al concepto de ruta, señalado previamente en la lectura. 5.2.2.3 Línea de producción (flow shop). En este tipo de sistema de producción los trabajos se procesan en el mismo orden en las máquinas que se encuentran disponibles en serie. Todos los trabajos tienen la misma ruta. Un ejemplo de este sistema son las ensambladoras de automóviles en las que cada

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automóvil (trabajo) debe recorrer una línea de producción en la que cada máquina realiza una operación diferente, para la producción del automóvil que será vendido al cliente final. 5.2.2.4 Taller (job shop). En este tipo de sistema los trabajos deben ser procesados en máquinas, pero no necesariamente siguiendo la misma ruta o con el mismo número de operaciones. Un ejemplo de este tipo de sistema son los talleres de barrio, en los cuales los automóviles que llegan a ser reparados, no necesariamente deben pasar por las mismas máquinas y/o en el mismo orden, pues requieren operaciones (arreglos) diferentes. Para tener una idea más clara de los sistemas de manufactura y su clasificación, podemos revisar la siguiente gráfica: Gráfico 1. Sistemas de manufactura y clasificación

5.2.3 Programación de la producción Ahora bien, una vez establecidas las características de los trabajos, las características de las máquinas y su configuración (dispuestas en el piso de la planta), podemos establecer los aspectos básicos de la metodología para solucionar el problema general de la programación de la producción. 5.2.3.1 Notación. Los parámetros necesarios para resolver un problema de programación de la producción son:


5

-‐

6

• Tiempo de proceso del trabajo j en la máquina i (Pij). En el problema de existencia de una sola máquina, no es necesario especificar la máquina, pues sólo hay una; para el caso de máquinas en paralelo tampoco es necesario, pues se asume que ellas son idénticas. • Tiempo de disponibilidad (release time) del trabajo j (Rj). • Fecha de entrega del trabajo j (Dj). • Prioridad del trabajo j (WJ). • Tiempo de alistamiento de la máquina k para procesar el trabajo j (Skj). 5.2.3.2 Medidas de desempeño. Las medidas de desempeño que se pueden calcular, una vez se ha obtenido una secuencia de trabajos, son: • Fecha de terminación de cada trabajo j. Indica el instante de tiempo en que cada trabajo fue terminado. Cj: a cada trabajo se le puede calcular esta medida. • Makespan. Indica la fecha de terminación del último trabajo que fue secuenciado. Cmax = Max (Cj). Sólo es un valor, y como lo indica su definición, corresponde al máximo de todos los Cj. • Tiempo flujo promedio. Indica el tiempo promedio que los trabajos estuvieron en las máquinas. F promedio = ∑ (Cj -‐ Rj ) / n • Retardo de cada trabajo j. Indica si el trabajo fue entregado tarde o temprano, y se calcula como: Lj = Cj – dj • Si esta diferencia es positiva, indicaría entonces que el trabajo se entregó tarde, pues terminó (Cj) después de la fecha de entrega fijada con el cliente Dj. Por lo tanto, se define la tardanza como: Tardanza Tj (trabajo j): Max (Lj, 0) • Por el contrario, si esta diferencia es negativa, indicaría entonces que el trabajo se entregó temprano, pues su fecha de terminación Cj sería menor que su fecha de entrega Dj. Tardanza media. Es el promedio de las tardanzas de cada trabajo (∑ Tj / n). Tardanza ponderada total. Es el promedio ponderado de cada una de las tardanzas de cada trabajo, multiplicado por su respectiva prioridad (∑ WjTj). 5.2.3.3 Diagramas de Gantt. Adicional a estas medidas de desempeño existe una herramienta gráfica muy útil que permite visualizar más fácilmente la secuencia en que fueron ordenados los trabajos. Este diagrama, básicamente, se construye de la siguiente manera: • En el eje X se pone el tiempo de programación. • En el eje Y se ponen las máquinas en las cuales se están programando los trabajos.


• La secuencia de los trabajos es la que se grafica en el sistema de coordenadas. Ejemplo Gráfico 2. Diagrama de Gantt

Para interpretar este diagrama es importante reconocer la siguiente información: • Se trata de un sistema con dos máquinas (M1, M2). • Se trata de un sistema en el que se programaron tres trabajos (J1, J2, J3). • Se trata de un sistema con configuración tipo job shop. El trabajo 1 debe pasar por la máquina 1, y después por la máquina 2; mientras que el trabajo 3, por ejemplo, debe pasar primero por la máquina 2 y después por la máquina 1. Identificada esta información, la interpretación del diagrama de Gantt sería: • El trabajo 1 se procesa en la máquina 1, donde tarda 4 unidades de tiempo. • El trabajo 3 se procesa en la máquina 2, donde tarda 3 unidades de tiempo. • Una vez el trabajo 3 ha salido de la máquina 2, puede ingresar a la máquina 1 (véase que antes de que el trabajo salga de la máquina 2, es imposible secuenciarlo en la máquina 1, pues no tendría ningún sentido). • Etcétera. De acuerdo con el diagrama de Gantt, podemos concluir: • La fecha en que termina de procesarse en su totalidad (C1) el trabajo uno, es en el instante de tiempo 13. • La fecha en que termina de procesarse en su totalidad (C2) el trabajo dos, es en el instante de tiempo 11. • La fecha en que termina de procesarse en su totalidad (C3) el trabajo tres, es en el instante de tiempo 5.2.4 Programación de una sola máquina Este es el problema de programación más fácil de resolver, pues recuerden que se trata de secuenciar N trabajos en una única máquina, de forma tal que se minimicen a un objetivo. Estos posibles objetivos pueden ser:


7

• • • •

Minimización del tiempo promedio de flujo. Minimización de la tardanza ponderada total. Minimización del retardo máximo. Minimización del número de trabajos entregados tarde. A pesar de ser el problema más simple de todos, si quisiéramos encontrar la forma de encontrar una solución óptima para cualquiera de los objetivos antes mencionados, deberíamos calcular todas las secuencias posibles; con todo, a pesar de que esto parece simple, no lo es. Véase el siguiente ejemplo… • Si tengo 1 trabajo a ser secuenciado, la única combinación que puedo hacer es una. • Si tengo 2 trabajos a ser secuenciados, puedo tener dos secuencias posibles: Primero el trabajo 1 y después el trabajo 2, (1, 2). Primero el trabajo 2 y después el trabajo uno (2, 1). ¡El problema aún parece simple! • Si tengo 3 trabajos a ser secuenciados, puedo tener 6 secuencias posibles: (1, 2, 3) (1, 3, 2) (2, 1, 3) (2, 3, 1) (3, 1, 2) (3, 2, 1) Si sigo aumentando el número de trabajos, la cantidad de secuencias posibles aumenta en forma exponencial: Tabla 1. Número de soluciones Número de trabajos posibles. Factorial de (n) 0 1 2 3 4 5 6 7 8

8


1 1 2 6 24 120 720 5040 40320

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

362880 3628800 39916800 479001600 6227020800 8.7178E+10 1.3077E+12 2.0923E+13 3.5569E+14 6.4024E+15 1.2165E+17 2.4329E+18

La metodología más simple, entonces, no consiste en enumerar todas las soluciones posibles, sino en aplicar reglas que son fáciles de manejar y que arrojan buenos resultados en el cálculo de las medidas de desempeño. Estas reglas se clasifican en dos grupos: reglas estáticas (en las que la secuencia de los trabajos se realiza con base en una característica particular del trabajo), y reglas dinámicas (en las cuales la secuencia de los trabajos se realiza teniendo en cuenta el tiempo de programación que se lleva acumulado en un instante de tiempo dado). A continuación se presentarán algunas de las reglas más importantes de cada grupo acompañadas de un ejemplo para el cálculo de las medidas de desempeño. 5.3.4.1 Reglas estáticas. Como se dijo anteriormente, estas reglas tienen en cuenta una característica particular del trabajo (por ejemplo, su fecha de entrega, su prioridad, su tiempo de procesamiento, etc.), y con base a esta característica se realiza la secuencia. Existen infinidad de reglas de despacho estáticas, sin embargo, presentaremos las más empleadas en la práctica. • Regla FCFS. Organiza los trabajos de acuerdo con el orden de disponibilidad: secuencia desde el primero que está disponible hasta el último que está disponible (de menor Rj a mayor Rj). • Regla SPT. Organiza los trabajos de acuerdo a su tiempo de procesamiento: secuencia primero el trabajo con menor tiempo de procesamiento, y por último el trabajo con mayor tiempo de procesamiento (de menor Pj a mayor Pj). • Regla LPT. Organiza los trabajos de acuerdo con su tiempo de procesamiento, secuenciando primero el trabajo con mayor tiempo de procesamiento, y por último el trabajo con menor tiempo de procesamiento (de mayor Pj a menor Pj).


9

• Regla EDD. Organiza los trabajos de acuerdo con su fecha de entrega, secuenciando primero el trabajo con menor fecha de entrega, y por último el trabajo con mayor fecha de entrega (de menor Dj a mayor Dj). • Regla WSPT. Organiza los trabajos de acuerdo con su tiempo de procesamiento y con su prioridad. Para aplicar esta regla primero debe calcularse la razón Wj/Pj, y una vez calculada para cada trabajo, se secuencia primero el trabajo con mayor razón (Wj/Pj) y, en último término, el trabajo con menor razón (Wj/Pj) (de mayor Wj/Pj a menor Wj/Pj). Ejemplo Considere la siguiente información: Tabla 2. Trabajo J1 J2 J3 J4 Pj 10 5 2 8 Dj 9 8 7 6 Wj 2 3 2 1 Rj 0 0 0 0 Se quieren secuenciar (programar) los trabajos de acuerdo con la regla WSPT, y calcular las diferentes medidas de desempeño. Para dar solución al problema, el primer paso -‐según indica esta regla-‐ es calcular la razón Wj/Pj, así: Tabla 3 Trabajo J1 J2 J3 J4 Pj 10 5 2 8 Dj 9 8 7 6 Wj 2 3 2 1 Wj/Pj 5 1,66 1 8 Una vez calculada esta razón, la regla indica que deben secuenciarse los trabajos, desde el de mayor razón hasta el de menor razón. De acuerdo con esto, la secuencia sería: Tabla 4 Trabajo J4 J1 J2 J3

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Medidas de Desempeño

Parámetros

Una vez obtenida la secuencia, es posible calcular las medidas de desempeño. Para ello resulta útil, primero que todo, calcular el diagrama de Gantt, así: Tabla 5 4 4 4 4 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 Para el cálculo de las medidas de desempeño, recuerde que éstas deben calcularse con base en la secuencia obtenida. Así, tenemos lo siguiente: Tabla 6 Trabajo J4 J1 J2 J3 Pj 8 10 5 2 Dj 6 9 8 7 Wj 1 2 3 3 Rj 0 0 0 0 Cj 8 18 23 25 Fj = Cj -‐ Rj 8 18 23 25 Lj = Cj -‐ Dj 2 16 15 18 Tj = max (Lj;0) 2 16 15 18 TjWj 2 32 45 54 • El makespan, que corresponde al máximo de los Cj, sería 25. • El tiempo de flujo promedio sería el promedio de los Fj = 74/4 = 18.5. • La tardanza máxima sería 18, y correspondería a la tardanza del trabajo 3. • La tardanza ponderada total sería la suma de los TjWj = 133. 5.2.4.2 Reglas dinámicas. Al igual que con las reglas de despacho estáticas, existen infinidad de reglas de despacho dinámicas. Sin embargo, se presentarán dos de las reglas más empleadas en la práctica, que son: 5.2.4.2.1 Minimum Slack. Para emplear esta regla, debe calcularse a cada trabajo un índice de programación, de acuerdo con la expresión: MSj = max (Dj – Dj – T, 0) Donde:


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Dj corresponde a la fecha de entrega del trabajo j. Pj corresponde al tiempo de procesamiento del trabajo j. T corresponde al tiempo actual de programación. El trabajo que se secuencia es el que tenga índice mínimo. 5.2.4.2.1 Critical ratio. para emplear esta regla, debe calcularse a cada trabajo un índice de programación, de acuerdo con la expresión: CRj = maxv (Dj -‐ T,0) / Pj* Donde: Dj corresponde a la fecha de entrega del trabajo j. T corresponde al tiempo actual de programación. El trabajo que se secuencia es el que tenga índice mínimo. Independiente a la expresión con la que se calcule el índice (con mínimum slack o con critical ratio), la metodología que se emplea es la siguiente: -‐ Paso 1. Sea U el conjunto de trabajos no programados y T = min (Rj) ∀ J ∈ U. -‐ Paso 2. Para los trabajos ∀ J ∈ U y Rj ≤ T, calcular el índice con la expresión escogida (CR o MS). -‐ Paso 3. Seleccionar el trabajo con menor índice entre los no programados, y cuyo Rj ≤ T. En caso de empate, seleccionar por SPT. Sea ese trabajo el trabajo j*. Añadir j* al programa de producción y eliminar j* de U. -‐ Paso 4. Adelantar el tiempo: T = max (T+Pj*, min (Rj) (∀ J ∈ U). Volver al paso 2 hasta que U = {} (no haya más trabajos sin programar). Ejemplo Considere la siguiente información: Tabla 7 Trabajo J1 J2 J3 J4 Pj 5 6 4 8 Dj 18 19 17 10 Rj 12 10 0 0

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Se quieren secuenciar (programar) los trabajos de acuerdo con la regla minimum slack (MS) y calcular las diferentes medidas de desempeño. Se sabe, entonces, que ésta es una regla de despacho dinámica que debe seguir los pasos establecidos en la metodología anterior. De acuerdo con esto, tenemos: • Iteración 1 -‐ Paso 1. Definir el conjunto de los trabajos no programados. U = {J1, J2, J3, J4} Definir el tiempo de programación como T = min (Rj) t = min (12, 10, 0, 0) = 0 -‐ Paso 2. Para los trabajos que pertenecen a U, calcular el índice. En este caso, como se solicita en la regla minimum slack, recordar que el índice estará dado por la expresión: MSj = max (Dj – Pj – T, 0) MS1 = max (18-‐5-‐0;0) = max(13;0) = 13 MS2 = max (19-‐6-‐0;0) = max(13;0) = 13 MS3 = max (17-‐4-‐0;0) = max(13;0) = 13 MS4= max (10-‐8-‐0;0) = max(2;0) = 2 -‐ Paso 3. Seleccionar el trabajo con menor índice. En este caso correspondería a J4. Actualizar el conjunto de los trabajos no programados. U = {J1, J2, J3} -‐ Paso 4. Adelantar el tiempo de acuerdo con la expresión T = max (T + Tj*, min (Rj) (∀ J ∈ U). De acuerdo con esto: T = max (0 + 8; min (12, 10, 0) T = max (8; min (0)) T = 8 • Iteración 2 -‐ Paso 1. Definir el conjunto de los trabajos no programados (el que salió del paso 3 de la iteración anterior). U = {J1, J2, J3} Definir el tiempo de programación (el que salió del paso 4 de la iteración anterior) T = max (0 + 8; min (12, 10, 9) T = max (8; min (9)) T = 8


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-‐ Paso 2. Para los trabajos que pertenecen a U, calcular el índice. En este caso, como se solicita en la regla minimum slack, recordar que el índice estará dado por la expresión: MSj = max (Dj – Dj – T, 0) MS1 = max (18-‐5-‐8;0) = max(4;0) =5 MS2 = max (19-‐6-‐8;0) = max(4;0) =5 MS3 = max (17-‐4-‐8;0) = max(4;0) =5 -‐ Paso 3. Seleccionar el trabajo con menor índice. En ésta, como hay empate, seleccione de acuerdo con el tiempo de procesamiento más corto, que en este caso correspondería a J3. Actualizar el conjunto de los trabajos no programados. U = {J1, J2} -‐ Paso 4. Adelantar el tiempo de acuerdo con la expresión T = max (T + Pj*, min (Rj) (∀ J ∈ U). De acuerdo con esto: T = max (8 + 4; min (12, 10)) T = max (12; min (10)) T = 12 • Iteración 3 -‐ Paso 1. Definir el conjunto de los trabajos no programados (el que salió del paso 3 de la iteración anterior). U = {J1, J2} Definir el tiempo de programación (el que salió del paso 4 de la iteración anterior) t = max (8 + 4; min (12, 10)) t = max (12; min (10)) T = 12 -‐ Paso 2. Para los trabajos que pertenecen a U, calcular el índice. En este caso, como se solicita en la regla minimum slack, recordar que el índice estará dado por la expresión: MSj = max (Dj – Pj – T, 0) MS1 = max (18-‐5-‐12;0) = max(0;0) =1 MS2 = max (19-‐6-‐12;0) = max(0;0) =1 -‐ Paso 3. Seleccionar el trabajo con menor índice. En ésta, como hay empate, seleccione de acuerdo con el tiempo de procesamiento más corto, que en este caso correspondería a J1. Actualizar el conjunto de los trabajos no programados. U = { J2}

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Medidas de Parámetro Desempeñ s o

-‐ Paso 4. Adelantar el tiempo de acuerdo con la expresión T = max (T + Pj*, min (Rj)) (∀ J ∈ U). De acuerdo a esto: T = max (12 + 5; min (12)) T = max (17; min (12)) T = 17 En este punto no es necesario calcular la siguiente iteración, pues dado que sólo queda un trabajo por programar, deberá ser éste el último de la secuencia. Una vez realizadas las iteraciones pertinentes, la secuencia sería: Tabla 8 Trabajo J4 J3 J1 J2 Una vez obtenida la secuencia, es posible calcular las medidas de desempeño. Para ello resulta útil, primero que todo, calcular el diagrama de Gantt, así: Tabla 9 Trabajo J1 J2 J3 J4 Pj 5 6 4 8 Dj 18 19 17 10 Rj 12 10 0 0 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 Para calcular las medidas de desempeño, recuerde que éstas deben calcularse con base en la secuencia obtenida. De acuerdo con ello, tenemos: Tabla 10 Trabajo J4 J3 J1 J2 Pj 8 4 5 6 Dj 10 17 18 19 Rj 0 0 12 10 Cj 8 12 17 23 Fj = Cj -‐ Rj 8 12 5 13 Lj = Cj -‐ Dj -‐2 -‐5 -‐1 4 Tj = max (Lj;0) 0 0 0 4


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• El makespan que corresponde al máximo de los Cj sería 23. • El tiempo de flujo promedio sería el promedio de los Fj = 38/4 = 9.5. La tardanza máxima sería 4 y correspondería a la tardanza del trabajo 2.

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GERENCIA DE

PRODUCCIÓN

Programación de la Producción II

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE 2. INTRODUCCIÓN 3. OBJETIVO GENERAL 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5. DESARROLLO TEMÁTICO 5.1 RECOMENDACIONES ACADÉMICAS

2. INTRODUCCIÓN

De un lado, el propósito del presente documento es presentar a los estudiantes los conceptos básicos necesarios para desarrollar la programación de la producción, enfocándose en el problema de una sola máquina. También se presentarán las medidas de desempeño por excelencia, para verificar qué tan bien se ajusta la programación a una serie de parámetros particulares. De otro lado, se presentará la metodología con base en la cual el estudiante aprenderá a desarrollar los métodos de programación, en virtud del objetivo general del módulo. Finalmente, mediante el conjunto de ejercicios que aquí se incluyen, se propone el refuerzo de los conocimientos adquiridos por el estudiante durante el desarrollo del módulo. 3. OBJETIVO GENERAL

Al finalizar el módulo los estudiantes sabrán cuáles son las medidas de desempeño que permiten evaluar la programación de la producción. Este conocimiento está enfocado, particularmente, a un problema asociado al framework de una sola máquina.

2


4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Al finalizar la séptima semana de aprendizaje, el estudiante: 4.1 Distinguirá las características más relevantes de un trabajo u orden de producción. 4.2 Podrá clasificar el sistema que quiere analizar, de acuerdo con sus características. 4.3 Sabrá emplear las reglas de despacho, básicas para realizar una correcta secuenciación de las órdenes de trabajo. 4.4 Podrá estimar las medidas de desempeño de un sistema específico y, a partir de éste, formular recomendaciones adecuadas para su mejoramiento. 5. DESARROLLO TEMÁTICO 5.1 RECOMENDACIONES ACADÉMICAS

Se recomienda al estudiante leer la cartilla en la cual encontrará toda la información relevante que se evaluará en la semana. Adicional a esta lectura, se recomienda la revisión de las teleconferencias y las video-‐diapositivas, mediante las cuales podrá aclarar las dudas generadas en la lectura, a la vez que dar soporte a los temas expuestos en la misma. Finalmente se recomienda al estudiante realizar los ejercicios planteados y sugeridos por el tutor, pues aunque carecen de un valor porcentual en la nota, sí completarán y reforzarán su formación en un sentido práctico. 5.2.1 Introducción a la programación de la producción El objetivo simplificado de la programación de la producción, también conocida como scheduling, consiste en asignar y secuenciar las órdenes de producción (que a partir de este momento denominaremos trabajos), en un conjunto de máquinas predeterminadas. Para evaluar si esta asignación y secuencia es adecuada, se emplean diferentes medidas de desempeño; entre ellas: la minimización del tiempo de procesamiento de los trabajos, la maximización del uso de las máquinas y/o recursos, el cumplimiento de las fechas de entrega pactadas con los clientes, etcétera. Para el desarrollo de esta herramienta es importante reconocer dos elementos fundamentales: 5.2.1.1 Los trabajos. Cuentan con las siguientes características (parámetros): • Fecha de disponibilidad. Se refiere al momento en que todos los materiales, insumos, ensambles, etc., están disponibles en la planta para que el trabajo pueda ser programado. Si todos sus componentes no se encuentran disponibles, no podrá hacerse la programación.


3

• Fecha de entrega. Se refiere a la fecha prometida al cliente para su entrega definitiva. • Tiempo de proceso. Esta característica está referida al tiempo que se tarda una máquina u operario en procesar el trabajo; puede ser diferente para cada máquina. • Prioridad. Se refiere a la importancia que se le asigna a un trabajo en particular; por ejemplo, los trabajos que serán exportados son más importantes (mayor peso) que aquellos que se venden nacionalmente (menor peso). Este parámetro puede variar desde uno hasta el valor considerado más relevante). 5.2.1.2 Las máquinas. Cuentan con las siguientes características (parámetros): • Configuración (framework). Indica cómo se encuentran dispuestas las máquinas en el piso de la planta; por ejemplo, en serie o agrupadas por estaciones de trabajo. • Alistamiento. Indica cuánto tiempo debe emplearse en alistar la máquina para que pueda procesar un trabajo en particular. Este alistamiento puede variar en virtud de las máquinas y los trabajos. Antes de continuar con los sistemas de manufactura, es necesario tener claridad sobre dos conceptos que trabajaremos ampliamente durante la presentación de esta metodología; estos son: • La secuencia. Definida como el orden en que los trabajos son procesados en la máquina (resultado obtenido al final del uso de la herramienta). • La ruta. Referida al orden en que deben desarrollarse las distintas operaciones de un mismo trabajo (información necesaria para emplear la herramienta). 5.2.2 Sistemas de manufactura (framework) En virtud del objetivo de la herramienta, aclarado anteriormente, y los parámetros que deben conocerse para cumplirlo, es importante conocer en profundidad los diferentes tipos de configuración definidos, con el objetivo de facilitar la resolución de problemas particulares. Estos sistemas de manufactura, configuración o framework -‐como también se conocen-‐, son: 5.2.2.1 Una máquina (single machine). Se tienen trabajos para ser secuenciados en una única máquina. Un ejemplo de este sistema es la lavadora de la casa, de la cual -‐normalmente-‐ sólo se cuenta con una, pero que lava varios conjuntos de prendas (ropa blanca, de color y negra). 5.2.2.2 Máquinas en paralelo (parallel machines). Se tienen estaciones con múltiples máquinas idénticas y los trabajos pueden ir a cualquier máquina de la estación. El problema consiste en asignar una máquina a cada trabajo, y secuenciar los trabajos de las distintas máquinas. Un ejemplo de este sistema está en una papelería, que cuenta con varias fotocopiadoras que pueden imprimir los trabajos que deben ser fotocopiados.

4


Para estos dos sistemas (single machine y parallel machines), dado que el trabajo solo tiene una operación, no se asocian al concepto de ruta, señalado previamente en la lectura. 5.2.2.3 Línea de producción (flow shop). En este tipo de sistema de producción los trabajos se procesan en el mismo orden en las máquinas que se encuentran disponibles en serie. Todos los trabajos tienen la misma ruta. Un ejemplo de este sistema son las ensambladoras de automóviles en las que cada automóvil (trabajo) debe recorrer una línea de producción en la que cada máquina realiza una operación diferente, para la producción del automóvil que será vendido al cliente final. 5.2.2.4 Taller (job shop). En este tipo de sistema los trabajos deben ser procesados en máquinas, pero no necesariamente siguiendo la misma ruta o con el mismo número de operaciones. Un ejemplo de este tipo de sistema son los talleres de barrio, en los cuales los automóviles que llegan a ser reparados, no necesariamente deben pasar por las mismas máquinas y/o en el mismo orden, pues requieren operaciones (arreglos) diferentes. Para tener una idea más clara de los sistemas de manufactura y su clasificación, podemos revisar la siguiente gráfica: Gráfico 1. Sistemas de manufactura y clasificación

5.2.3 Programación de la producción


5

-‐

6

Ahora bien, una vez establecidas las características de los trabajos, las características de las máquinas y su configuración (dispuestas en el piso de la planta), podemos establecer los aspectos básicos de la metodología para solucionar el problema general de la programación de la producción. 5.2.3.1 Notación. Los parámetros necesarios para resolver un problema de programación de la producción son: • Tiempo de proceso del trabajo j en la máquina i (Pij). En el problema de existencia de una sola máquina, no es necesario especificar la máquina, pues sólo hay una; para el caso de máquinas en paralelo tampoco es necesario, pues se asume que ellas son idénticas. • Tiempo de disponibilidad (release time) del trabajo j (Rj). • Fecha de entrega del trabajo j (Dj). • Prioridad del trabajo j (WJ). • Tiempo de alistamiento de la máquina k para procesar el trabajo j (Skj). 5.2.3.2 Medidas de desempeño. Las medidas de desempeño que se pueden calcular, una vez se ha obtenido una secuencia de trabajos, son: • Fecha de terminación de cada trabajo j. Indica el instante de tiempo en que cada trabajo fue terminado. Cj: a cada trabajo se le puede calcular esta medida. • Makespan. Indica la fecha de terminación del último trabajo que fue secuenciado. Cmax = Max (Cj). Sólo es un valor, y como lo indica su definición, corresponde al máximo de todos los Cj. • Tiempo flujo promedio. Indica el tiempo promedio que los trabajos estuvieron en las máquinas. F promedio = ∑ (Cj -‐ Rj ) / n • Retardo de cada trabajo j. Indica si el trabajo fue entregado tarde o temprano, y se calcula como: Lj = Cj – dj • Si esta diferencia es positiva, indicaría entonces que el trabajo se entregó tarde, pues terminó (Cj) después de la fecha de entrega fijada con el cliente Dj. Por lo tanto, se define la tardanza como: Tardanza Tj (trabajo j): Max (Lj, 0) • Por el contrario, si esta diferencia es negativa, indicaría entonces que el trabajo se entregó temprano, pues su fecha de terminación Cj sería menor que su fecha de entrega Dj. Tardanza media. Es el promedio de las tardanzas de cada trabajo (∑ Tj / n). Tardanza ponderada total. Es el promedio ponderado de cada una de las tardanzas de cada trabajo, multiplicado por su respectiva prioridad (∑ WjTj).


5.2.3.3 Diagramas de Gantt. Adicional a estas medidas de desempeño existe una herramienta gráfica muy útil que permite visualizar más fácilmente la secuencia en que fueron ordenados los trabajos. Este diagrama, básicamente, se construye de la siguiente manera: • En el eje X se pone el tiempo de programación. • En el eje Y se ponen las máquinas en las cuales se están programando los trabajos. • La secuencia de los trabajos es la que se grafica en el sistema de coordenadas. Ejemplo Gráfico 2. Diagrama de Gantt

Para interpretar este diagrama es importante reconocer la siguiente información: • Se trata de un sistema con dos máquinas (M1, M2). • Se trata de un sistema en el que se programaron tres trabajos (J1, J2, J3). • Se trata de un sistema con configuración tipo job shop. El trabajo 1 debe pasar por la máquina 1, y después por la máquina 2; mientras que el trabajo 3, por ejemplo, debe pasar primero por la máquina 2 y después por la máquina 1. Identificada esta información, la interpretación del diagrama de Gantt sería: • El trabajo 1 se procesa en la máquina 1, donde tarda 4 unidades de tiempo. • El trabajo 3 se procesa en la máquina 2, donde tarda 3 unidades de tiempo. • Una vez el trabajo 3 ha salido de la máquina 2, puede ingresar a la máquina 1 (véase que antes de que el trabajo salga de la máquina 2, es imposible secuenciarlo en la máquina 1, pues no tendría ningún sentido). • Etcétera. De acuerdo con el diagrama de Gantt, podemos concluir: • La fecha en que termina de procesarse en su totalidad (C1) el trabajo uno, es en el instante de tiempo 13. • La fecha en que termina de procesarse en su totalidad (C2) el trabajo dos, es en el instante de tiempo 11.


7

• La fecha en que termina de procesarse en su totalidad (C3) el trabajo tres, es en el instante de tiempo 5.2.4 Programación de una línea de flujo El problema de línea de flujo o flow shop, es uno de los asuntos de programación de la producción más estudiado en la literatura, pues este tipo de disposición de las máquinas en el piso de la planta, suele ser el más común en el contexto industrial. Recuerden que este problema se caracteriza por tener N trabajos que deben ser programados en M máquinas y que su característica especial es todos esos trabajos tienen la misma ruta. Así lo muestra la siguiente figura. Figura 2.

Este problema presenta un particular: dado que todos los trabajos siguen la misma ruta, se trabaja con un tipo de restricción llamada restricción de permutación, y que equivale a la regla según la cual el primero que entra es el primero que sale (Fifo). Esta restricción permite que la programación sea más sencilla, pues basta con secuenciar los trabajos en la primera máquina porque las máquinas siguientes deberán guardar el mismo orden; es una auténtica línea de flujo. 5.2.4.1 N trabajos dos máquinas. El problema más simple de una línea de flujo radica en secuenciar N trabajos, pero esta línea solo consta de dos (2) máquinas. El algoritmo empleado para diseñar la secuencia de los trabajos en la línea de flujo, con las características mencionadas (N trabajos, dos (2) máquinas), se conoce con el nombre de Algoritmo de Jhonson. Como se verá, éste es óptimo para la minimización del makespan. El algoritmo de Jhonson funciona de acuerdo con la siguiente metodología: 1º Haga dos particiones: -‐ Conjunto I -‐ Conjunto II

8


2º -‐ En el conjunto I: ponga todos los trabajos en los cuales P1j < P2j. -‐ En el conjunto II: ponga todos los trabajos en los cuales P1j > P2j. -‐ Trabajos con P1j = P2j, se ubican en cualquier conjunto. 3º -‐ Los trabajos en el conjunto 1 se ordenan por SPT, según el tiempo de proceso en la máquina 1 (P1j). -‐ Los del conjunto II se ordenan por LPT, según el tiempo de proceso en la máquina 2 (P2j). -‐ Los empates se rompen arbitrariamente. 4º La secuencia definitiva será SPT(1) -‐ LPT(2). Ejemplo Considere la siguiente información (5 trabajos que deben ser procesados en 2 máquinas). Se conocen los tiempos de proceso de cada trabajo en la máquina 1 (P1j) y en la máquina 2 (P2j). Tabla 1

Trabajo P1,j P2,j

1 4

2 9

3 8

4 2

5 5

6

5

3

7

5

Siguiendo entonces la metodología propuesta por el algoritmo, tenemos: 1º Haga dos particiones: -‐ Conjunto I -‐ Conjunto II 2º -‐ En el conjunto I ponga todos los trabajos en los cuales P1j < P2j. De acuerdo con esto, los trabajos en este conjunto serían: J1, J4. -‐ En el conjunto II ubique todos los trabajos en los cuales P1j > P2j. De acuerdo con esto, los trabajos en este conjunto serían: J2, J3, J5. -‐ Trabajos con P1j = P2j, se ubican en cualquier conjunto. En este caso el trabajo J5 tiene el mismo tiempo de proceso en las máquinas, entonces puede ser asignado a cualquier conjunto; en este caso se asignó al conjunto II. Los invito a hacer el ejercicio asignándolo al conjunto I para que comprueben que el resultado final, ¡será el mismo! 3º Los trabajos en el conjunto 1 se ordenan por SPT según el tiempo de proceso en la máquina 1 (P1j).


9

Tabla 2

trabajo P1,j

1 4

4 2

De acuerdo con esto, la secuencia de este conjunto sería J4, J1. 4º Los del conjunto II se ordenan por LPT según el tiempo de proceso en la máquina 2 (P2j). Tabla 3

trabajo P2,j

2 5

3 3

5 5

De acuerdo con esto, la secuencia de este conjunto sería J2, J5, J3 o J5, J2, J3, pues existe un empate que se puede romper arbitrariamente. 5º La secuencia definitiva será SPT(1) -‐ LPT(2). De acuerdo con esto, la secuencia final sería: J4, J1, J2, J5, J3 o J4, J1, J5, J2, J3. El diagrama de Gantt asociado a esta secuencia sería: Gráfica 2. Diagrama de Gantt de la secuencia definitiva

A partir de este diagrama podemos concluir que el makespan es de 31 unidades de tiempo. 4.2.4.2 N trabajos 3 máquinas. Cuando el problema de la línea de flujo tiene más de 2 máquinas, no puede emplearse el algoritmo de Jhonson. Sin embargo, existe una extensión de este algoritmo que puede aplicarse cuando existen exactamente 3 máquinas. Ahora, para que este algoritmo extendido permita obtener la secuencia óptima, debe cumplirse que la máquina del medio esté dominada, es decir, que el máximo tiempo de proceso de esta máquina, sea menor o igual al máximo de los mínimos tiempos de procesamiento de las otras dos máquinas: !"# !!! ≤ !"#{!"# !!! , !"#{!!! }} Si esta condición se cumple, es posible reducir el problema de 3 máquinas, a un problema de dos máquinas. Para convertirlo en un problema de dos máquinas, deben generarse unos tiempos de procesamiento “virtuales”, de la siguiente manera: !!! ´ = !!! + !!! !!! ´ = !!! + !!!

10


Una vez tengamos estos tiempos, es posible solucionar el problema con el algoritmo presentado anteriormente. Ejemplo Considere la siguiente información (5 trabajos que deben ser procesados en 3 máquinas). Se conocen los tiempos de proceso de cada trabajo en la máquina 1 (P1j), en la máquina 2 (P2j) y en la máquina 3 (P3j). Tabla 4

Trabajo P1,j

1 4

2 9

3 8

4 10

5 5

P2,j

6 10

5 8

3 9

7 8

5 11

P3,j

El primer paso consiste entonces en comprobar que la máquina dos esté dominada. De acuerdo a esto tenemos: !"# !!! ≤ !"#{!"# !!! ; !"#{!!! }} !"# 6,5,3,7,5 ≤ !"#{!"# 4,9,8,10,5 ; !"#{10,8,9,8,11}} 7 ≤ !"#{4; 8} 7 ≤ 8 Efectivamente, la máquina dos está dominada y podemos entonces crear los tiempos de procesamiento virtuales, así: Tabla 5

Trabajo P1,j

1 4

2 9

3 8

4 10

5 5

P2,j

6

5

3

7

5

P3,j

10

8

9

8

11

P1j´ P2j´

10 16

14 13

11 12

17 14

10 16

Ya creados los tiempos de procesamiento virtuales, es posible aplicar la metodología de Jhonson, propuesta en el apartado 5.2.4.1, así: 1º Haga dos particiones: -‐ Conjunto I -‐ Conjunto II


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2º -‐ En el conjunto I: ponga todos los trabajos en los cuales P1j´ < P2j´. De acuerdo con esto, los trabajos en este conjunto serían: J1, J3, J5. -‐ En el conjunto II: ponga todos los trabajos en los cuales P1j´ > P2j´. De acuerdo con esto los trabajos en este conjunto serían: J2, J4. 3º Los trabajos en el conjunto 1 se ordenan por SPT, según el tiempo de proceso en la máquina 1 (P1j´). Tabla 6

Trabajo p1,j´

1 10

3 11

5 10

De acuerdo con esto, la secuencia de este conjunto sería J1, J5, J3 o J5, J1, J3, pues existe un empate entre J1 y J5, el cual se puede romper arbitrariamente. Los del conjunto II se ordenan por LPT según el tiempo de proceso en la máquina 2 (P2j´). Tabla 7

Trabajo P2,j´

2 13

4 14

De acuerdo con esto, la secuencia de este conjunto sería J4, J2. 4º La secuencia definitiva será SPT(1) -‐ LPT (2). De acuerdo con esto la secuencia final sería: J1, J5, J3, J4, J2 o J5, J1, J3, J4, J2. El diagrama de Gantt asociado a esta secuencia debe construirse con las 3 máquinas originales, no con las virtuales. De acuerdo a la secuencia sería: Gráfica 3. Diagrama de Gantt de la secuencia definitiva A partir de este diagrama podemos concluir que el makespan es de 56 unidades de tiempo. 4.2.4.3 N trabajos M máquinas. Cuando el problema de línea de flujo tiene más de 3 máquinas, no puede emplearse el algoritmo de Jhonson, así como tampoco es posible obtener la secuencia óptima. Sin embargo, existe una heurística conocida como CDS que permite encontrar una buena secuencia para la minimización del makespan.

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La heurística CDS trabaja bajo el mismo concepto del algoritmo de Jhonson; sin embargo, a aplica el procedimiento de forma iterativa y después escoge la secuencia con el mejor makespan. Ejemplo Considere la siguiente información (5 trabajos que deben ser procesados en 4 máquinas); se conocen sus tiempos de procesamiento: Tabla 8 Trabajo 1 2 3 4 5 Máq. 1 (P1j) 1 10 17 12 11 Máq. 2 (P2j) 13 12 9 17 3 Máq. 3 (P3j) 6 18 13 2 5 Máq. 4 (P4j) 2 18 4 6 16 Dado que existen más de 3 máquinas, debe aplicarse la heurística CDS de forma iterativa, así: • Iteración I. En esta iteración se aplica el algoritmo de Jhonson, como si sólo existieran las máquinas 1 y 4. Tabla 9

Trabajo M1 M2 M3 M4 P'1j P'2j

1 1 13 6 2 1 2

2 10 12 18 18 10 18

3 17 9 13 4 17 4

4 12 17 2 6 12 6

5 11 3 5 16 11 16

Bajo este supuesto, tendríamos: Conjunto I: J1, J2, J5. Organizándolo por SPT con respecto a P'1j: J1, J2, J5. Conjunto II: J3, J4. Organizándolo por LPT con respecto a P'2j: J3, J4. La secuencia final sería entonces: J1, J2, J5, J3, J4. El makespan sería 88 (comprueben este resultado pintando el diagrama de Gantt, teniendo en cuenta las 4 máquinas originales).


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• Iteración II. En esta iteración asumiremos máquinas virtuales, como lo hacíamos con el algoritmo de Jhonson, para 3 máquinas: • La primera máquina virtual P1j´ será la suma de P1j y P2j. La segunda máquina virtual P2J´ será la suma de P3j y P4j. Tabla 10


1 1 13 6 2 14 6

2 10 12 18 18 22 36

3 17 9 13 4 26 17

4 12 17 2 6 29 8

5 11 3 5 16 14 21

Note que lo que estamos haciendo es ir desde los extremos hacia el centro. Bajo este supuesto tendríamos: Conjunto I: J2, J5. Organizándolo por SPT con respecto a P'1j: J5, J2. Conjunto II: J1, J3, J4. Organizándolo por LPT con respecto a P'2j: J3, J1, J4. La secuencia final sería entonces J5, J2, J3, J1, J4. El makespan sería 85 (comprueben este resultado pintando el diagrama de Gantt, teniendo en cuenta las 4 máquinas originales). • Iteración III. En esta iteración asumiremos máquinas virtuales, como lo hacíamos con el algoritmo de Jhonson, para 3 máquinas: La primera máquina virtual P1j´será la suma de P1j + P2j + P3j. La segunda máquina virtual P2J´ será la suma de P4j + P3j + P2j.

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Tabla 11


1 1 13 6 2 20 21

2 10 12 18 18 40 48

3 17 9 13 4 39 26

4 12 17 2 6 31 25

5 11 3 5 16 19 24

Nótese que lo que estamos haciendo es ir desde los extremos hacia el centro. Bajo este supuesto tendríamos: Conjunto I: J1, J2, J5. Organizándolo por SPT con respecto a P'1j: J5, J1, J2. Conjunto II: J3, J4. Organizándolo por LPT con respecto a P'2j: J3, J4. La secuencia final sería entonces J5, J1, J2, J3, J4. El makespan sería 85 (comprueben este resultado pintando el diagrama de Gantt, teniendo en cuenta las 4 máquinas originales). Nota. El número de iteraciones a realizar, siempre será igual al número de máquinas menos 1. Para este problema de 4 máquinas se hacen siempre 3 iteraciones. Para un problema de 8 máquinas, por ejemplo, deberían hacerse 7 iteraciones, dado que se parte siempre de los extremos y se va avanzando hacia el centro. Como ya hemos terminado las iteraciones posibles, para obtener la mejor secuencia lo que debe hacerse es escoger la que minimice el makespan. En este caso podría ser la secuencia obtenida con la iteración II o con la iteración III, pues con ambas se obtuvo un makespan de 85.


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Cartillas Gerencia de Pcc

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