Protagonistas 3 MRP.

Planificación contra stock
37
Protagonistas
3 MRP.
El primer objetivo de esta segunda etapa del método SCENE es conocer qué
elementos forman parte de las órdenes de fabricación y de compra que emite la
empresa. Estas órdenes no tienen por qué coincidir en todos los casos con un pedido
de un cliente, pero en la mayoría de los casos precisan componentes y materias
primas en cantidades establecidas. Por tanto, la primera parada en la elección de
los protagonistas que sitúan el problema en la gestión de los almacenes de materias
primas.
Los sistemas tradicionales de gestión de almacenes no se pueden aplicar a los
artículos con demanda dependiente. A mediados del siglo XX se solucionó este
problema con el desarrollo de la metodología MRP (Material Requirement Planning).
La evolución de estos sistemas de gestión de información no ha terminado y la
problemática que surgió con el efecto del año 2000 potenció la aparición de
numerosos programas de gestión integral que no son más que la evolución natural de
los antiguos MRPs.
En este tema se analizará, de forma general, la historia de estos sistemas
informáticos y la metodología que emplean. Para el funcionamiento eficiente de
cualquier programa MRP es preciso utilizar ordenadores.
También se analizará el efecto de la capacidad en la planificación, con el
estudio de la metodología CRP (Capacity Requirement Planning).
38
Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos
3.1 Introducción
En los años 60 algunas empresas comprobaban cómo el suministro de piezas para
el montaje de sus productos no funcionaba como se esperaba. Eran frecuentes las
ocasiones en que no podían ensamblar los productos finales por falta de algún
componente.
Con un sencillo cálculo estadístico se puede demostrar por qué los sistemas de
gestión tradicionales no son válidos para productos con demande dependiente.
Si se supone un producto formado por 20 componentes cuyos stocks se gestionan
por el método tradicional estudiado y están protegidos contra roturas de stock en
un 95% de los casos. Además, Si falta un componente no puede realizarse el
montaje. La probabilidad de que no pueda realizarse el montaje correcto por falta
de un componente resulta ser del 64%.
La solución que se encontró a este problema comenzó con la definición de la
Lista de Materiales (en inglés BOM - Bill of Materials). Se trata de estructuras
jerarquizadas análogas a las padre-hijo que recogen los árboles genealógicos.
La creación de la Lista de Materiales se conoce como “explosión de
necesidades”.
Sin embargo, las limitaciones de la lista de materiales eran numerosas. Por
ejemplo, no calculaba las fechas en las que debían realizarse los pedidos. Para
paliar estas deficiencias se desarrolló el MRP (Material Requierement Planning)
que proyecta en el tiempo las necesidades de materiales. Este proceso se conoce
como “decalaje en el tiempo”.
Planificación contra stock
39
Gracias al MRP, gestionando los productos según la previsión del artículo
“padre” (que se obtiene del plan maestro de producción) la demanda de los “hijos”
se sabe con certeza, gracias a la lista de materiales. Conociendo los plazos de
entrega de los proveedores (o de fabricación si los componentes se realizan en la
misma empresa) resulta trivial determinar cuándo hay que realizar el lanzamiento
de los pedidos.
El proceso de planificación para la obtención de los materiales es diferente si la
empresa trabaja contra pedido o contra stock. Además, en caso de que la empresa
trabaje contra pedido existen distintas alternativas, representadas en el esquema
siguiente y que, a continuación, se explican brevemente.
Bolsa
1 OF = M pedidos
¿T?
Contra
pedido
Pedido
1 OF = 1 pedido
MRP
Reservas
Contra
stock
Pedido
Almacén
OF, OC
1 OF = 1 pedido interno
Punto pedido
•
Si la empresa trabaja contra stock los pedidos son retirados
directamente de almacén. Generalmente, cuando éste alcanza el punto
de pedido correspondiente a cada producto se emiten las órdenes.
•
Si la empresa trabaja contra pedido pueden definirse distintos
procedimientos.
•
o
Cada Pedido puede ejecutar el MRP para determinar los
componentes necesarios, hacer reservas en el almacén y dar
lugar a órdenes independientes.
o
Cada Pedido puede acumularse en una bolsa y, cada TP, se
ejecuta el MRP para determinar los componentes necesarios,
hacer reservas en el almacén y dar lugar a las órdenes
correspondientes. Los pedidos de los clientes se preparan una
vez finalizadas las órdenes agrupadas.
Por último, en el caso de las células de producción autogestionadas no
se realiza ningún proceso de planificación, sino que sólo se definen el
número de Kanbans que se incluirán en la célula (este concepto se
explicará en el capítulo siguiente).
40
Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos
3.1.1 Evolución de los sistemas MRP
El beneficio principal derivado de la implantación de las aplicaciones MRP era
una considerable reducción del inventario. Por lo tanto, la reducción del
inmovilizado ofreció a las empresas importantes ahorros económicos y, como
consecuencia, importantes beneficios económicos al obtener un rendimiento
financiero del dinero que antes se tenía en forma de inventario.
Sin embargo, la situación, una vez estabilizada, no ofrecía otros beneficios. El
paso de los años ha hecho que, aquellos sistemas MRP, quedaran reducidos a un
módulo incorporado en sistemas de información mayores.
Las funcionalidades que se exigían a los MRP eran cada vez más altas y pronto
comenzó a solicitar que realizaran la planificación en función de la capacidad de la
planta.
En un primer momento los resultados que se obtenían con un programa MRP eran
introducidos como datos de entrada en otros programas, llamados CRP (Capacity
Requirement Planning) que, teniendo en cuenta las restricciones de capacidad,
determinaban si la planificación ofrecida era o no posible.
En caso de resultar inviable se volvían a calcular nuevos lanzamientos con el
programa MRP y las recomendaciones ofrecidas por el módulo CRP. Este proceso se
repetía hasta que se hallaba una solución posible.
Era sólo cuestión de tiempo que el módulo CRP se incorporara a los sistemas
MRP, pero claro, el nombre ya no servía porque, no sólo se planificaban los
materiales, sino que también se incluían los recursos internos. Se aprovechó
también para incorporar módulos de gestión de compras, ventas, almacenes y la
contabilidad.
Este nuevo modelo de sistema de información, nacido en los años 70, se conoció
con el nombre de MRP II, aunque el significado de cada letra es diferente
(Manufacturing Resource Planning).
Los problemas de final del siglo XX, derivados del efecto del año 2000 y de la
conversión al euro favoreció el desarrollo de nuevos productos, llamados ERP
(Enterprise Resource Planning). Realmente no existe ninguna diferencia, en la
práctica, entre los ERP y los antiguos sistemas MRPII y su nombre responde más a
una estrategia comercial.
3.2 Funcionamiento del sistema MRP
Empezando por el sistema más antiguo, el MRP, se van a estudiar las técnicas de
cálculo y se resolverán pequeños casos, similares en todo, salvo en volumen de
información manejada, a los sistemas reales utilizados en las empresas.
Planificación contra stock
41
El primer paso es determinar cuál es el objetivo de los cálculos de un sistema
MRP. Se podría resumir en una frase: “Determinar cuánto pedir de cada componente
para asegurar la disponibilidad de la cantidad deseada, en el lugar adecuado y en el
momento en que sean necesarios partiendo de los datos del plan maestro”.
Este objetivo principal se concreta en logros menores, pero no por ello menos
importantes:
•
Asegurar la disponibilidad de materiales y componentes.
•
Mantener un bajo nivel de inventario.
•
Reaccionar ante posibles imprevistos.
•
Adelantar o retrasar pedidos en función de cambios en la fecha de entrega.
La planificación de requerimientos de materiales (MRP) es una de las funciones
del entorno productivo que puede automatizarse de forma eficiente, siempre y
cuando los datos de los que se disponga para tomar decisiones estén
convenientemente actualizados.
Maestro de
artículos
Lista de
materiales
Pedidos
PMP
Previsiones
MRP
Lanzamiento de
Ordenes proyectadas
Ordenes
de compra
Ordenes
de fabric.
Reajustes
Ordenes
de calidad
El sistema MRP parte del plan maestro de producción; evalúa, en función a las
características de los componentes, que se describirán más adelante, el momento
más oportuno para lanzar los pedidos; por último, elabora múltiples informes para
controlar el sistema: pedidos, estado de inventario,...
3.2.1 Entradas al sistema MRP
La principal entrada corresponde al Plan Maestro de Producción (PMP). Es
importante señalar que, fruto de este plan se determinarán de manera exacta, las
necesidades de componentes y que, por tanto, no se incluyen otro tipo de demandas
42
Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos
de componentes que, en algunos casos, pueden ser importantes. Así, los pedidos de
componentes para recambios se deberán incluir como entrada independiente o
formar parte del plan maestro. Su valor se calculará en base a previsiones
específicas.
3.2.2 Datos principales para tomar decisiones
Una de las principales ventajas del sistema MRP es que, para tomar decisiones,
no es necesario un número elevado de datos. Ahora bien, es fundamental que los
pocos datos que se precisan sean correctos y estén actualizados.
Concretamente, todos los datos que se necesitan en la metodología se recogen
en dos documentos: la lista de materiales y el maestro de artículos. En los
siguiente apartados se supone como producto la silla representada en la figura.
3.2.2.1 Lista de materiales
La lista de materiales representa la estructura del producto, es decir, el tipo de
componentes y la cantidad de cada uno de ellos. Además se presenta en forma
de árbol, lo que se conoce como explosión de necesidades. La forma más común de
representar la estructura es la explosión uninivel:
•
Explosión, porque se representa de arriba a abajo, es decir, de producto
final a componentes, pasando por submontajes. Otra forma de presentarlo
sería la implosión, pero se emplea mucho menos.
•
Uninivel, ya que se detallan los componentes de cada componente, lo que
hace que un mismo elemento pueda aparecer más de una vez en distintos
niveles.
En el caso de la silla de la figura, la explosión de necesidades, es muy sencilla.
EL MRP puede trabajar con módulos, derivados de una implantación de la tecnología
de grupos.
Planificación contra stock
43
La forma de implementarlo en un sistema informático es mediante una tabla en
la base de datos, en la que cada registro recoge el código (o el nombre) del artículo,
el código del componente (o su nombre) y la cantidad de cada componente.
Artículo
Componente
Cantidad
Silla
Patas
4
Silla
Asiento
1
Silla
Respaldo
1
Respaldo
Tabla
1
Respaldo
Barrotes
2
3.2.2.2 Maestro de artículos
El maestro de artículos es el fichero de control de inventario, es decir, presenta
el estado actual y futuro del inventario de componentes y de productos finales.
Además, deben incluirse, como datos fundamentales, el plazo de entrega, o de
montaje o de fabricación de cada componente. De esta forma se sabe el momento
en el que debe empezar a fabricarse o pedirse el componente. El período de
planificación del MRP suele denominarse cubo de tiempo y, generalmente su unidad
es la semana.
La forma gráfica de representar el maestro de artículos se denomina decalaje
en el tiempo y consiste en un diagrama de Gantt que se empieza a dibujar desde el
producto terminado.
Barrotes
Tabla
Respaldo
Asiento
Patas
Silla
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
En el diagrama puede comprobarse cómo las líneas verticales representan el
principio de cada período, por lo que entre dos líneas se desarrolla el período. No se
trata de determinar la secuencia de fabricación, sino de asegurar que los
componentes estarán disponibles.
44
Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos
En la implementación del maestro de artículos se pueden incluir otros datos en
cada uno de los regristros de la tabla, como el coste, la cantidad mínima de pedido,
el proveedor, etc.
Artículo
Inventario
Pedido Mínimo
PF o montaje
Silla
Respaldo
Tablas
Patas
0
0
30
160
50
50
50
100
1
1
1
2
Es preciso tener certeza absoluta en los datos de esta tabla, concretamente la
cantidad disponible en el almacén y las recepciones previstas.
En ocasiones no se incluye el Stock de Seguridad (SS) porque se emplea stock de
seguridad sólo en el inventario de productos finales y en componentes con demanda
parcialmente independiente, es decir, aquellos que se emplean como repuestos.
En productos con demanda dependiente, aunque el stock de seguridad no puede
eliminarse por completo (existirán pérdidas de componentes debidos a mermas o
defectuosos) puede reducirse de forma importante.
3.2.3 Salidas del MRP
Uno de los principales problemas de los sistemas MRP antiguos (y de algunos más
modernos) es la enorme cantidad de información que producen. Algunos informes
son importantes, pero la mayoría no tienen apenas utilidad.
Para evitarlo, los programadores crearon los sistemas de variación neta que
recogen en un informe el estado final del almacén en el período concreto (por
ejemplo un día), independientemente de los movimientos que se hayan producido.
3.2.3.1 Informes primarios
Los principales informes que produce el sistema MRP son las ordenes de
fabricación o de compra, denominados plan de materiales y los informes de
reprogramaciones debidas a cambio en los pedidos. Además, se pueden acompañar
las ordenes de compra con las especificaciones de calidad.
Por último, resultan importantes los documentos que presentan el estado del
inventario y que indican las cantidades actuales de cada producto así como las
futuras recepciones de material.
3.2.3.2 Informes Secundarios
Son numerosos los informes que preparan los sistemas MRP y como ejemplo se
pueden citar las previsiones de roturas de stock, análisis ABC,...
Planificación contra stock
45
3.2.4 Cálculos internos de un sistema MRP
En los sistemas MRP, en un intento de estandarización, se definieron los
siguientes conceptos:
PATAS
1
Requerimientos Brutos B(t)
2
40
4
100
5
100
6
120
7
180
8
80
9
120
60
60
40
0
20
0
100
Recepciones programadas R(t)
Proyectado en Mano M(t)
3
60
160
120
160
Requerimientos netos N(t)
40
60
140
80
100
Recepción órdenes ROP(t)
100
100
140
100
100
140
100
100
0
0
Lanzamiento órdenes LOP(t)
0
100
100
3.2.4.1 Requerimientos Brutos B(t)
Corresponde a la producción total anticipada de productos terminados y, como
se veía al principio, proviene del Plan Maestro. Ahora bien, es necesario tener en
cuenta las posibles mermas que se producirán durante el proceso.
Para el caso de los componentes los requerimientos brutos se determinarán en
función de los lanzamientos de órdenes de sus “padres” incluyendo, además, las
mermas que se puedan producir.
3.2.4.2 Recepciones Programadas R(t)
Las Recepciones Programadas corresponden al material pedido en un período de
planificación anterior que llegará en el período que se está planificando. Si se
separan del resto es porque no es posible modificar las fechas de recepción debido a
que los pedidos ya están en curso.
3.2.4.3 Requerimientos Netos N(t)
Las necesidades reales de fabricación (o pedido) no coinciden con lo que se
demandan, ya que existen componentes que se pueden emplear y que están, o bien
en el almacén, o bien en proceso.
N(t) = B(t) - R(t) - M(t-1)
De esta forma se determinan las necesidades netas de producción o pedido.
3.2.4.4 Recepción de Ordenes Proyectadas ROP(t)
La cantidad que se pedirá no siempre coincidirá con las necesidades netas,
porque, en este punto, entran en juego las distintas políticas de aprovisionamiento
o fabricación de la empresa:
46
Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos
ƒ
Lote a lote: La cantidad pedida coincide con las necesidades netas.
ƒ
Período constante: Se suman las cantidades de un período y se realiza
un pedido.
ƒ
POQ (Periodic Order Quantity): Lo que es fijo es la cantidad que se
pide, por lo que el período varía.
ƒ
EOQ (Economic Order Quantity): Se pide la cantidad económica de
pedido correspondiente a cada pedido.
ƒ
Lote mínimo: La cantidad mínima de pedido es fija, de forma que, si la
cantidad solicitada es superior, se envíe un pedido igual a las
necesidades netas. Pero si la cantidad es inferior se pide la cantidad
mínima.
Todavía no se ha lanzado la orden pero ésta se deberá recibir justo en el
momento en que sea necesaria. En caso de que el cubo de tiempo sea diario, para
simplificar, se entiende que los pedidos solicitados se reciben a primera hora de la
mañana, por lo que las unidades que los forman se pueden emplear ese mismo día.
En el caso en que la cantidad solicitada sea diferente a la necesitada, el exceso
se incluirá en el inventario.
3.2.4.5 Proyectado en Mano M(t)
El proyectado en mano es el inventario esperado al final del período. Su cálculo
se realiza de la misma forma que en el tema de planificación agregada, aunque la
notación sea diferente.
M(t) = M(t-1) + R(t) + ROP(t) - B(t) = ROP(t) – N(t)
Se trata de sumar al inventario del día anterior las recepciones esperadas
durante el período (provenientes de una planificación anterior y de las recepciones
de los lanzamientos que se realicen) y restar la demanda de ese período.
3.2.4.6 Lanzamiento de Ordenes Proyectadas LOP (t)
Se obtiene mediante el decalaje en el tiempo de las Recepciones de Ordenes
Proyectadas (ROP(t)).
Es, en este punto, cuando la tabla se completa. Así, al llegar un período en el
que se debe lanzar un pedido se emitirá la orden y los componentes se recibirán en
el momento en que se necesitan en el montaje final, según la política de
aprovisionamiento de la empresa.
Planificación contra stock
47
3.2.5 Casos particulares
Analizando la forma de realizar los cálculos de este sistema enseguida aparecen
posibles problemas que se convierten en casos particulares y que los programas de
MRP ya han analizado y solucionado.
3.2.5.1 Programación de artículos antes de la fecha actual
Dada la forma de trabajar de los sistemas MRP, desde la fecha de entrega de los
pedidos, decalando en el tiempo los lanzamientos, puede ocurrir que se intente
lanzar una orden antes de la fecha actual.
En este caso el sistema emite un mensaje de excepción, de forma que, el
analista puede cambiar la programación o comprimir los plazos de entrega o
fabricación.
3.2.5.2 Requerimientos procedentes de más de un artículo
En el caso de que más de un producto contenga el mismo componente, y sea
necesario fabricar ambos para la misma fecha, se suman los requerimientos netos
del componente de los dos pedidos.
3.3 CRP. Planificación de la Capacidad
En los cálculos de un sistema MRP no se tiene en cuenta la capacidad de la
planta para fabricar o montar los componentes necesarios para completar el pedido.
En la mayoría de las empresas la premisa de capacidad infinita no es válida. Y es
necesario saber si se puede fabricar o no. En otras fábricas, suponer que la
capacidad es infinita, resulta suficiente.
El sistema CRP funciona de la siguiente forma:
48
Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos
PMP
provisional
Plan de
necesidades
Revisar
el PMP
MRP
Convertir a
necesidades
de recursos
NO
¿Son
suficientes
los recursos?
SI
Plan maestro
definitivo
Convertir el PMP
en definitivo
NO
¿Puede
aumentarse
la capacidad?
SI
Modificar
la capacidad
La capacidad de la empresa puede elevarse momentáneamente mediante el uso
de horas extras o la subcontratación. En caso de no poder ampliarse por estos
medios, las posibilidades consisten en revisar el programa maestro fabricando antes
y almacenando (soportando el coste de almacenamiento que aparezca) o fabricar
más tarde (corriendo con posibles penalizaciones por retraso).
Para simplificar los cálculos se supondrá que, las operaciones secuenciales de un
mismo producto se realizan cada una en un período, es decir, si un producto tiene
tres operaciones, cada una de ellas se realizará en un día o una semana diferente. Si
la máquina tiene capacidad suficiente podrá realizar el mismo período otros
pedidos. El motivo de esta simplificación es que el CRP estudia la carga y no la
secuencia de producción.
En los sistemas reales, el CRP está unido, en algunos casos, a los módulos de
planificación (Schedulers), por lo que se considera la duración real de las tareas. El
motivo de no considerarlo es debido a la complejidad que alcanzarían los cálculos.
3.3.1 Datos principales para tomar decisiones
Lógicamente, los datos recogidos en la lista de materiales, y en el maestro de
artículos no son suficientes para tomar decisiones con respecto a la capacidad.
El sistema CRP incluye dos nuevas tablas referentes, principalmente, a las
características del proceso.
Planificación contra stock
49
3.3.1.1 Lista de operaciones (BOO) o tabla de rutas
Se conoce como Bill Of Operations y recoge los datos necesarios para conocer la
forma en que se fabrica un artículo. Por lo tanto, es suficiente recoger el código del
artículo, el número de la operación (para mantener la secuencia), la máquina o
centro de trabajo donde se realiza la operación, el tiempo de procesamiento o la
capacidad (tp) y el tiempo de preparación (s).
Artículo
Operación
CDT
Capacidad
Patas
1
Torno1
30
Patas
2
Torno2
15
Los desplazamientos de un centro de trabajo a otro pueden considerarse
operaciones independientes. Así, se puede conocer su duración para posteriormente
intentar reducirlos, e incluso, eliminarlos.
3.3.1.2 Centros de trabajo o máquinas
Las características de las máquinas que son independientes del producto que
fabrican se recogen en una tabla, la de centros de trabajo (o máquinas).
Los datos más frecuentes de esta tabla son el código de la máquina y el número
de máquinas. En ocasiones se incluye la capacidad, cuando ésta es la misma para
todos los productos. Otras veces el dato de capacidad se expresa en horas totales.
CDT
Nombre
Nº Máquinas
1
2
Torno1
Torno2
1
1
3.3.2 Salidas del módulo CRP
El módulo CRP avisa de la carencia de capacidad pero no toma decisiones de
cómo resolver estos problemas de capacidad descubiertos. En sistemas completos se
muestran diferentes soluciones al usuario, que debe elegir la más idónea.
50
Organización de la Producción II. Planificación de procesos productivos
140
120
100
CAPACIDAD
80
Prevista
60
Planificada
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
En la actualidad son muy pocos los sistemas de gestión empresarial que no
incluyen el módulo CRP junto con el módulo de MRP, evitando así el flujo continuo
de información entre programas diferentes.
Además, debido a que pueden unirse con aplicaciones o módulos encargados de
obtener la secuencia de producción óptima es posible reducir los cubos de tiempo a
días en lugar de semanas, como unidad estándar.
3.4 Bibliografía recomendada
Dirección de la Producción. Decisiones tácticas
J. Heizer y B. Render, Prentice Hall, Madrid, 1997
Posiblemente la mejor de las parejas de libros dedicados a los mismos
aspectos. Con ejemplos de casos reales de empresas para ilustrar los
capítulos. Lástima que sólo sean ejemplos de empresas americanas.
Administración de Producción y Operaciones. 4ª edición
N. Gaither y G. Frazier; International Thomson; México; 2000
Libro de carácter general que contiene numerosos ejemplos y casos para
resolver. Pretende ser una alternativa al Chase-Aquilano, pero no es tan
completo. También se excede en las traducciones literales del inglés.
Analysis and Control of Production Systems.
E. A: Elsayed y T. O. Boucher, Practice-Hall, New Jersey, 1985
Bastante general. Incluye, además de MRP, la planificación detallada de
operaciones.